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OOD – Object Oriented Design I

Design-Prozess

Design-Patterns

Prototyping

http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/


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Lernziele

Sie können ...– die wesentlichen Design-Prinzipien erläutern.– die wichtigsten Design-Patterns darlegen und anwenden.– die wesentlichen Funktionen und Möglichkeiten des Prototyping darlegen.


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Literatur

Applikationen objektorientiert konzipieren– Kapitel 6

Lehrbuch der Objektmodellierung– LE 14 (Entwurfsmuster)


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Design - Entwurf

Analyse-Modell• Implementationsunabhängig

Überführung in

Design-Modelle (Entwurfs-Modelle):• GUI-Interaktionsmodell meist Design-Prototyp• Komponentenmodell• Persistenzmodell (meist Datenbankmodell)

– Design• 1:1-Modell der Implementation (des Codes)


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Entwurfsproblemkreise

Benutzerinteraktion/GUI

Sitzungsverwaltung

Workflowgestaltung

Anwendungslogik

Persistenz (Datenhaltung)• Datenzugriff• Datenhaltung


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OOP COP

OOP – Object Oriented Programming

COP – Component Oriented Programming• Komponentenmodelle (z.B. J2EE)• Komponenten laufen in Container• Mehrere Klassen werden zu einer Komponente zusammengefasst• Container übernehmen zusätzliche Dienste:

– Session-Handling– Security– Persistence ...


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Heuristiken

«Best Practices»

Regeln, Konzepte die sich in der Praxis bewährt haben:• Geheimnisprinzip realisieren


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Designprinzipien

Kapselung• Interne Logik wird «versteckt»• Information Hiding, Geheimnisprinzip realisieren• Zugriff erfolgt über definierte und kontrollierte Schnittstellen

Lose Koppelung• Möglichst wenig Abhängigkeiten zwischen Klassen bzw. Komponenten

Hohe Kohäsion• Möglichst hoher logischer innerer Zusammenhalt in einer Klasse bzw.

Komponente


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Separation of Concerns

Zuständigkeiten sauber separiert • Je Modell, Subsystem, Komponente

Möglichst keine Überschneidung im Fokus

Beispiele der Trennung von:– Schichtenarchitektur

– Front-End – Middle Tier – Back-End– Subsysteme je Geschäftslogikeinheit

– Kunde, Artikel, Auftrag, …– Geschäftslogik und technikabhängige Komponenten

– Geschäftskomponente Kundenauftrag– Datenzugriffskomponente Kundenauftragsdaten

– Funktionslogische Trennung– Schnittstelle, Steuerung und Implementation


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Design by Contract

Ziel: zuverlässige Software

Bei Schnittstellen wird ein Kontrakt (Abmachung, Vertrag) festgelegt:• Vorbedingungen (precondition)• Nachbedingungen (postcondition)• Modellierung mittels

OCL (Object Constraint Language)• Bei «Vertragsbruch»:

– «Raising» (werfen) einer bestimmten Exception (Ausnahmebehandlung)


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Muster - Patterns

Beschreiben allgemeine Lösungen zu häufig wiederkehrenden Problemstellungen

Ebenen von Muster:– Problemorientierte Seite:

– Analysemuster– Lösungsorientierte Seite (abhängig von Granularität):

– Architekturmuster» Grobkörniger» Siehe auch Musterarchitekturen in

Kapitel Softwarearchitektur!– Entwurfsmuster

» Feinkörniger


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Schichtenmuster (Layer Pattern)

Architekturmuster

Schnittstellen nur zwischen angrenzenden Layers

Höhere Layer haben die Kontrolle und ist von unterem Layer abhängig

Unterer Layer ist von oberen Layer unabhängig


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MVC – Model View Control

Architekturmuster

Model– enthält Business Logik und Daten

View– Präsentation der Daten

Control– Steuerung durch

Benutzerinteraktion


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MVC-Implementation im Java-Umfeld


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Entwurfsmuster (Design Patterns)

Die Dokumentation enthält:• Kontext• Problembeschreibung• Lösung• Auswirkungen

Bekannte Musterkataloge:

• GoF – Gang of Four

• J2EE-Patternshttp://java.sun.com/blueprints/corej2eepatterns/Patterns/index.html

http://java.sun.com/blueprints/corej2eepatterns/Patterns/index.html


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GoF – Design Patterns

Erzeugungsmuster (creational patterns)• Fabrikmethode (factory method)• Singleton

Strukturmuster (structural patterns)• Adapter• Proxy• Fassade (facade)• Kompositum (composite)

Verhaltensmuster (behavioral patterns)• Beobachter (observer)• Schablonenmethode (template method)


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Fabrikmethode

GoF Erzeugungsmuster– Virtueller Konstruktor, bietet eine Schnittstelle zum Erzeugen eines

Objektes, wobei die Unterklasse entscheidet von welcher Klasse es sein soll.

Allg. Framework

spezifischeImplementation


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Singleton

GoF Erzeugungsmuster– Stellt sicher, dass von einer Klasse nur genau ein Objekt erzeugt wird.

• z.B. ein Steuerobjekt

Objektreferenz


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Adapter

GoF Strukturmuster– Passt Schnittstelle an die Erwartungen des Klienten an.

• Wenn z.B. Client nicht geändert werden kann.

Target.Request(gewünschte Schnittstelle)


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Proxy

GoF Strukturmuster– Surrogat, Stellvertreter-Objektes (Proxy)

• Ermöglicht: Zugriffsschutz, Ortstransparenz

Objektdiagramm:


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Fassade

GoF Strukturmuster – Einfache Schnittstelle zu einem Paket mit einer Menge von Komponenten

(oder Klassen)

Implementierung


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Kompositum

GoF Strukturmuster– Setzte Objekte zu Baumstrukturen zusammen.

• Bsp.: Grafik, aus Linien, Rechtecke, Text und Bilder

Objektdiagramm:

Einzelobjekte

Containerobjekte


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Beobachter

GoF Verhaltensmuster– Bei Änderung eines Objektes werden alle davon abhängigen Objekte

benachrichtigt.

Datenpool(Subject)

Tabellenanzeige(Observer-1)

Diagrammanzeige(Observer-2)


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Kontrollmuster

Fork-Interaction:• Ein Steuerobjekt kontrolliert alle Aufrufe

Stair-Interaction:• Die Kontrolle ist dezentral bei den Fachkomponenten• GoF Verhaltensmuster:

– Zuständigkeitskette(Chain of Responsability)


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Literaturhinweis

Patterns kompakt• Eilebrecht, Starke• ISBN: 3-8274-1591-8 • Spektrum Verlag• www.patterns-kompakt.de

http://www.patterns-kompakt.de/


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Prototyping

Analyseprototyp weiterführen– abhängig von eingesetztem Tool

Explorativer Prototyp• Verifizierung der Machbarkeit von Lösungsideen• „Spike“ Prototyp zur Überprüfung von Architekturentscheiden

(High-Fidelity) Design-Prototyp• Anwenderinteraktion• partizipatives Prototyping

(d.h. Anwender wird miteinbezogen)• Bildschirmlayout• direkt in Implementation weiterverwenden


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Übungen

UML-Übungen• Übung 7

Fallstudie• Auftrag 6• Auftrag 7

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