Đang tải... (xem toàn văn)
đề tài xây dựng template cho stack
BÁO CÁO ĐỒ ÁN MÔN LẬP TRÌNH HƯỚNG ĐỐI TƯỢNG ĐỀ TÀI : XÂY DỰNG TEMPLATE CHO STACK LÝ THUYẾT:TÌM HIỂU COMPOSITE A- TÌM HIỂU COMPOSITE 1 MỤC ĐÍCH - Soạn các đối tượng vào cơ cấu cây để đại diện cho một phần – toàn bộ hệ thống. Compsite cho phép khách hàng xử lý đối tượng cá nhân và tác phẩm của các đối tượng thống nhất. Tóm lại Composite là một tập hợp các đối tượng ,bất kỳ đối tượng nào trong tập này đều có thể đóng vai trò đa hợp (Composite –chứa các đối tượng cùng loại), hoặc chỉ là các đối tượng cơ bản (primitive object- không thể chứa đối tượng cùng loại khác.Một đối tượng composite được tạo thành từ một hay nhiều đối tượng tương tự nhau (hoặc có một số chức năng tương tự nhau). Ý tưởng ở đây là có thể thao tác trên một nhóm đối tượng theo cách như thao tác trên một đối tượng duy nhất. Các đối tượng của nhóm phải có các thao tác chung, hay còn gọi là mẫu số chung nhỏ nhất. 2 ĐỘNG LỰC Các ứng dụng đồ họa như biên tập bản vẽ và hệ thống chụp giản đồ cho phép người dùng xây dựng sơ đồ phức tạp của các thành phần đơn giản. Người sử dụng có thể nhóm các thành phần để tạo thành phần lớn hơn, do đó có thể được nhóm lại để hình thành nên các thành phần lớn hơn. Một hành động đơn giản có thể định nghĩa cho lớp đồ họa cơ bản chẳng hạn như Text và Line cộng với các lớp khác mà hoạt động như bao hàm cho các cơ bản đó. Nhưng có một vấn đề với cách tiếp cận này: Mã số sử dụng các lớp này phải xử lý đối tượng cơ bản và bao hàm khác nhau, ngay cả khi hầu hết thời gian người sử dụng xử lý chúng giống nhau. Phải phân biệt các đối tượng này làm cho các ứng dụng phức tạp hơn. Mô hình Composite mô tả cách sử dụng thành phần đệ quy để khách hàng không cần phải làm cho sự khác biệt này Chìa khóa để mô hình Composite là một lớp trừu tượng đại diện cho cả cơ bản và sự bao hàm của chúng. Đối với hệ thống đồ họa, lớp này là Graphic. Graphic thiết lập hoạt động như Draw được cụ thể cho các đối tượng đồ họa. Nó cũng thiết lập hoạt động mà tất cả đối tượng Composite chia sẻ, giống như hoạt động truy cập và quản lý con của nó. Các con Line, Rectangle , và Text (xem trước sơ đồ lớp ) xác định đối tượng đồ họa cơ bản. Các lớp thực hiện: Draw để vẽ đường ,hình chữ nhật, và văn bản , tương ứng. Từ đồ họa cơ bản không có con đồ họa, không có những lớp con thực thi các hoạt động liên quan đến con . Lớp Picture định nghĩa một tập hợp của các đối tượng Graphic . Picture thực thi Draw gọi Draw trên con của nó, và nó thực hiện các hoạt động liên quan đến lớp con cho phù hợp. Bởi vì giao diện Picture phù hợp với giao diện Graphic ,Đối tượng Picture có thể sinh ra Picture đệ quy khác.Sơ đồ dưới đây cho thấy một cấu trúc đối tượng Composite điển hình của đệ quy đối tượng Graphic : 3-KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG -Sử dụng mô hình Composite khi : + Bạn muốn đại diện cho bộ phận- toàn thể đối tượng . +Bạn muốn khách hàng có thể bỏ qua sự khác biệt giữa các đối tượng tổng quát và các đối tượng cá nhân. Khách hàng sẽ xử lý tất cả các đối tượng trong cấu trúc tổng hợp thống nhất. 4-CẤU TRÚC Một cấu trúc đối tượng tổng hợp điển hình có thể như sau: 5-NGƯỜI THAM DỰ -Thành phần Component (Graphic) +Thiết lập giao diện cho các đối tượng trong thành phần. + Thực hiện cách xử lý mặc định cho giao diện chung cho tất cả các lớp cho phù hợp. +Thiết lập một giao diện để truy cập và quản lý các thành phần con của nó. +(tùy chọn) xác lập một giao diện để truy cập đến bố mẹ của một thành phần trong cấu trúc đệ quy, và thực hiện nó nếu đó là phù hợp. Leaf (Rectangle, Line, Text, vv) +Đại diện cho đối tượng lá trong thành phần. Một lá không có con. +Xác định cách xử lý cho các đối tượng cơ bản trong thành phần. Composite (Picture) + Xác định hành vi cho các thành phần có con. +Lưu trữ thành phần con. +Thực hiện các hoạt động liên quan đến thành phần con trong giao diện phần. Client + Điều khiển các đối tượng trong các thành phần thông qua giao diện phần. 6-SỰ CỘNG TÁC -Khách hàng sử dụng giao diện lớp Component để tương tác với các đối tượng trong cơ cấu Composite. Nếu người nhận là một Leaf, sau đó yêu cầu được xử lý trực tiếp. Nếu người nhận là một Composite, sau đó nó thường chuyển tiếp yêu cầu các thành phần con của nó, có thể thực hiện các hoạt động bổ sung trước khi và / hoặc sau khi chuyển tiếp. 7-HỆ QUẢ Mô hình Composite +Xác định phân cấp lớp bao gồm các đối tượng cơ bản và các đối tượng composite . Đối tượng cơ bản có thể được gộp lại tạo thành nhiều đối tượng phức tạp, lần lượt có thể được gộp lại, và như vậy đệ quy. Bất cứ nơi nào mã số khách hàng mong đợi một đối tượng cơ bản, nó cũng có thể có một đối tượng Composite. + Làm các khách hàng đơn giản. Khách hàng có thể xử lý và cấu trúc lại Composite thống nhất đối tượng cá nhân. Khách hàng thường không biết (và không nên quan tâm) cho dù họ đang đối phó với một Leaf hoặc một thành phần Composite. Điều này đơn giản hoá mã khách hàng, bởi vì nó tránh phải viết chức năng tag-and-case-statement-style qua các lớp mà xác định thành phần. + Làm cho nó dễ dàng hơn để thêm các loại mới của các thành phần. Vừa được định nghĩa Composite hoặc lớp con Leaf làm việc tự động với cấu trúc hiện tại và mã khách hàng. Khách hàng không cần phải thay đổi cho các lớp Component mới. + Có thể làm cho thiết kế của bạn quá chung chung. Những bất lợi làm cho nó dễ dàng để thêm các thành phần mới điều đó làm cho nó khó khăn hơn để hạn chế các thành phần của một Composite. Đôi khi bạn muốn có một Composite chỉ có một số các thành phần. Với Composite, bạn không thể dựa vào loại hệ thống để thực thi những khó khăn cho bạn. Bạn sẽ phải sử dụng kiểm tra thời gian chạy thay vì điều đó. 8-THỰC HIỆN Có nhiều vấn đề cần xem xét khi thực hiện mẫu Composite: 1-Tài liệu tham khảo rõ ràng: Duy trì tài liệu tham khảo từ các thành phần con đến thành phần cha mẹ của chúng có thể đơn giản hóa sự giao nhau và quản lý của một cấu trúc Composite. Tài liệu tham khảo cha mẹ đơn giản hoá việc di chuyển lên cấu trúc và xóa một phần. Tài liệu tham khảo cha mẹ cũng giúp hỗ trợ là mô hình Chain of Responsibility (251). Vị trí thông thường để xác định tài liệu tham khảo cha mẹ là trong lớp Component. Leaf và Composite những lớp có thể kế thừa tài liệu tham khảo và các hoạt động mà quản lý nó. Với tài liệu tham khảo cha mẹ, nó là điều cần thiết để duy trì bất biến mà tất cả Các con của một hỗn hợp có giống như cha mẹ của chúng hỗn hợp lần lượt có chúng như trẻ em. Cách dễ nhất để đảm bảo điều này là để thay đổi một thành phần mẹ của chỉ khi nó được thêm vào hoặc gỡ bỏ từ một hỗn hợp. Nếu điều này có thể được thực hiện một lần trong Add và Remove hoạt động của Tổng hợp lớp, sau đó nó có thể được thừa hưởng tất cả các lớp con, và bất biến sẽ được duy trì tự động. 2. Chia sẻ các thành phần. Nó thường hữu ích để chia sẻ các thành phần, ví dụ, để giảm các yêu cầu lưu trữ. Nhưng khi một thành phần có thể có không quá một bố mẹ, các thành phần chia sẻ trở nên khó khăn. Một giải pháp có thể là cho con lưu trữ nhiều cha mẹ. Nhưng điều đó có thể dẫn đến sự mơ hồ như một yêu cầu truyền lên cấu trúc. Các mô hình Flyweight (218) cho thấy cách làm lại một thiết kế để tránh các bậc cha mẹ lưu trữ hoàn toàn. Nó hoạt động trong trường hợp con có thể tránh việc gửi yêu cầu bố mẹ của một số bên ngoài hoặc tất cả các vị trí của họ. 3 . Tối đa hóa giao diện phần . Một trong những mục tiêu của mô hình Composite là để làm cho người dùng không biết về đặc thù các lớp Leaf hay Composite họ đang sử dụng . Để đạt được mục tiêu này , lớp Component cần xác định nhiều hoạt động phổ biến cho Composite và Leaf lớp càng tốt. Các Lớp Component thường cung cấp những cài mặc định cho các hoạt động , và lớp Leaf và Composite lớp con sẽ ghi đè lên chúng .Tuy nhiên , mục tiêu này sẽ đôi khi mâu thuẫn với các nguyên tắc của lớp thiết kế hệ thống cấp bậc mà nói một lớp chỉ cần xác định các hoạt động có có ý nghĩa cho lớp con của nó. Có rất nhiều hoạt động mà phần hỗ trợ mà dường như không có ý nghĩa cho các lớp lá . Làm thế nào có thể phần cung cấp một thực hiện mặc định cho chúng?Đôi khi một chút sáng tạo cho thấy một hoạt động mà sẽ xuất hiện để có ý nghĩa chỉ cho Composites có thể được thực hiện cho tất cả các thành phần của di chuyển nó vào lớp Component . Ví dụ, giao diện để truy cập lớp con là một phần cơ bản của một lớp hỗn hợp nhưng không nhất thiết phải Lớp Leaf . Nhưng nếu chúng ta xem một Leaf là một thành phần mà không bao giờ có con ,sau đó chúng ta có thể xác định một hoạt động mặc định để truy cập con trong phần lớp mà không bao giờ trả về bất kỳ lớp con. Các Lớp Leaf có thể sử dụng mặc định thực hiện, nhưng các lớp Composite sẽ thực thi lại nó để trở về lớp con của chúng.Các hoạt động quản lý lớp con có nhiều phiền hà và được thảo luận trong mục tiếp theo . 4 .Thiết lập các hoạt động quản lý lớp con. Mặc dù lớp Composite thực hiện các hoạt động Add và Remove để quản lý lớp con, quan trọng vấn đề trong mô hình hỗn hợp là có các lớp học tuyên bố các hoạt động này trong hệ thống phân cấp lớp Composite. Chúng ta nên khai báo các hoạt động trong Hợp phần và làm cho họ có ý nghĩa cho các lớp lá , hoặc chúng ta nên khai báo và xác định họ chỉ trong Composite và lớp con của nó ? Quyết định liên quan đến một thoả hiệp giữa an toàn và minh bạch : Xác định giao diện quản lý lớp con ở thư mục gốc của lớp hệ thống phân cấp cho bạn tính minh bạch , bởi vì bạn có thể xử lý tất cả thành phần thống nhất . Nó chi phí bạn an toàn , tuy nhiên , bởi vì khách hàng có thể cố gắng làm những việc vô nghĩa như thêm và loại bỏ các đối tượng từ Leaf . Xác định quản lý lớp con trong lớp Composite mang lại cho bạn an toàn , bởi vì bất kỳ nỗ lực để thêm hoặc loại bỏ các đối tượng từ lá sẽ bị bắt tại thời gian biên dịch bằng một ngôn ngữ kiểu tĩnh như C + + . nhưng bạn bị mất tính minh bạch , bởi vì Leaf và Composite có khác nhau giao diện. Chúng tôi đã nhấn mạnh tính minh bạch về an toàn trong mô hình này. Nếu bạn lựa chọn cho an toàn , sau đó vào những thời điểm bạn có thể mất các loại thông tin và phải chuyển đổi một thành phần thành một hỗn hợp . Làm thế nào bạn có thể làm điều này mà không cần đến một nhập - không an toàn diễn viên ? Một cách tiếp cận là để khai báo một hoạt động Composite * GetComposite () trong Lớp thành phần . Thành phần cung cấp một hoạt động mặc định trả về một null con trỏ . Lớp Somposite định nghĩa lại hoạt động này để trở về bản thân thông qua con trỏ này: class Composite; class Component { public: // virtual Composite* GetComposite() { return 0; } }; class Composite : public Component { public: void Add(Component*); // virtual Composite* GetComposite() { return this; } }; class Leaf : public Component { // }; GetComposite lets you query a component to see if it's a composite. You can perform Add and Remove safely on the composite it returns. Composite* aComposite = new Composite; Leaf* aLeaf = new Leaf; Component* aComponent; Composite* test; aComponent = aComposite; if (test = aComponent->GetComposite()) { test->Add(new Leaf); } aComponent = aLeaf; if (test = aComponent->GetComposite()) { test->Add(new Leaf); // will not add leaf } Kiểm tra tương tự cho một Composite có thể được thực hiện bằng cách sử dụng cấu trúc C + + dynamic_cast . Tất nhiên, vấn đề ở đây là chúng ta không xử lý với tất cả các thành phần thống nhất. Chúng ta phải trở lại thử nghiệm với nhiều loại khác nhau trước khi lấy hành động thích hợp. Cách duy nhất để cung cấp chính xác là xác định mặc định Add và Remove hoạt động trong Component. Điều đó tạo ra một vấn đề mới: Không có cách nào để thực hiện Component:: Add mà không cần giới thiệu các khả năng của nó. Bạn có thể làm cho nó không làm gì cả, nhưng mà bỏ qua một yếu tố quan trọng; có nghĩa là, một nỗ lực để thêm một cái gì đó để một Leaf có thể chỉ ra một lỗi. Trong trường hợp đó, Add hoạt động sản xuất dữ liệu hỏng. Bạn có thể làm cho nó xóa đối số của nó, nhưng đó không thể là những gì Client mong đợi. Thường nó tốt hơn để làm cho Add và Remove không theo mặc định (có thể bằng nâng cao một ngoại lệ) nếu các thành phần không được phép có con hoặc nếu đối số của Remove không phải là con của các thành phần tương ứng. Một lựa chọn khác là thay đổi ý nghĩa của "loại bỏ" một chút. nếu thành phần duy trì một tài liệu tham khảo cha mẹ, sau đó chúng ta có thể xác định lại Component :: Remove bỏ để loại bỏ chính nó từ cha của nó. Tuy nhiên, vẫn còn không phải là một giải thích ý nghĩa cho một Add tương ứng. 5. có nên thực thi Component một danh sách các Component? Bạn có thể bị cám dỗ để xác định các thiết lập của con như một biến trong lớp Component nơi hoạt động truy cập và quản lý lớp con được khai báo. Nhưng đặt con trỏ con trong lớp cơ sở phải gánh chịu một điều khoản không gian cho mỗi Leaf, mặc dù một Leaf không có con. Điều này là đáng giá nếu có rất ít con trong cấu trúc. 6. Sắp thứ tự con . Nhiều thiết kế chỉ định một trật tự trên các con Composite. Trong ví dụ Graphic trước đó, việc sắp thứ tự có thể phản ánh trước đến sau việc sắp xếp thứ tự. Nếu Composites đại diện cho cây phân tích cú pháp, sau đó câu lệnh phức có thể là phiên bản của một Composite cái mà con phải được lệnh để phản ánh chương trình. Khi việc sắp xếp là một vấn đề, bạn phải thiết kế truy cập và quản lý giao diện con một cách cẩn thận để quản lý các trình tự của con. Mô hình Iterator (289) có thể hướng dẫn bạn trong việc này. 7- Bộ nhớ đệm để cải thiện hiệu suất. Nếu bạn cần phải truy cập hoặc tìm kiếm composition(sự hợp thành) thường xuyên, lớp composite có thể truy cập bộ nhớ tạm hoặc tìm kiếm thông tin về con của nó. Composite có thể lưu lại kết quả thực tế hoặc chỉ thông tin cho phép nó rút ngắn quá trình truy cập hoặc tìm kiếm. Ví dụ: Lớp Picture từ ví dụ Motivation có thể lưu trữ tạm hộp con ranh giới của nó. Trong bản vẽ hoặc lựa chọn, lưu trữ này cho phép các hình vẽ tránh hoặc tìm kiếm khi con của nó không hiển thị trong cửa sổ hiện hành. Thay đổi cho một Component sẽ yêu cầu hủy bỏ hiệu lực các cache của cha mẹ nó. Điều này làm việc tốt nhất khi các thành phần biết cha mẹ của nó. Vì vậy, nếu bạn đang sử dụng bộ nhớ đệm, bạn cần phải xác định một giao diện cho Composite cái mà cache bị vô hiệu. 8. Ai nên xóa các component? Trong ngôn ngữ mà không thu gom rác thải, đó là thường là tốt nhất để thực hiện một nhiệm vụ Composite cho việc xóa con của nó khi nó bị tiêu diệt. Một ngoại lệ cho quy tắc này là khi đối tượng lá Leaf bất biến và do đó có thể đã được chia sẻ. 9. Cấu trúc dữ liệu tốt nhất để lưu trữ các thành phần là gì? Composite có thể sử dụng một loạt các cấu trúc dữ liệu để lưu trữ con của chúng, bao gồm danh sách liên kết, cây, mảng, và các bảng. việc lựa chọn cấu trúc dữ liệu phụ thuộc (như luôn luôn) tính hiệu quả. Trong thực tế, nó không cần thiết để sử dụng một mục đích chung cấu trúc dữ liệu ở tất cả. Đôi khi Composite có một biến cho mỗi con, mặc dù điều này đòi hỏi mỗi lớp con của Composite hực hiện giao diện quản lý của riêng mình. Xem Interpreter (274) cho một ví dụ về điều này . SAMPLE CODE [...]... có chứa đối tượng con RTLExpression Các lớp xác định một cấu trúc Composite cho cây phân tích cú pháp RegisterTransfer là lớp Component cho Single Static Assignment (SSA) hình thức của chương trình Leaf lớp con của RegisterTransfer xác định các phép gán tĩnh khác nhau như : -Các phép gán cơ bản mà thực hiện một hoạt động trên hai thanh ghi và gán kết quả đến một thanh ghi thứ ba ; -Một phép gán với... ghi đích, điều này chỉ ra rằng thanh ghi đã được sử dụng sau khi trả về một đoạn chương trình và -Một phép gán với một thanh ghi đích nhưng không có nguồn , điều này chỉ ra rằng thanh ghi đã được gàn trước khi bắt đầu đoạn chương trình Một lớp con khác , RegisterTransferSet , là một lớp Composite đại diện cho phép gán mà thay đổi một số thanh ghi cùng một lúc Một ví dụ khác của mô hình này xảy ra trong... kết hợp phức tạp của các tài sản của thực hiện một danh mục đầu tư như là một Composite mà phù hợp với giao diện của một tài sản cá nhân [ BE93 ] Mô hình Command (263) mô tả cách đối tượng Command có thể được sáng tác và trình tự với một lớp MacroCommand Composite CÁC MÔ HÌNH LIÊN QUAN Thường liên kết thành phần cha mẹ được sử dụng cho một Chain of Responsibility (251) Decorator (196) thường được sử... chassis->Add(bus); chassis->Add(new FloppyDisk("3.5in Floppy")); cout