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1 设计模式可 复用面向对 象软件基础

2 序 言 所有结构良好的面向对象软件体系结构中都包含了许多模式 实际上, 当我评估一个面向对象系统的质量时, 所使用的方法之一就是要判断系统的设计者是否强调了对象之间的公共协同关系 在系统开发阶段强调这种机制的优势在于, 它能使所生成的系统体系结构更加精巧 简洁和易于理解, 其程度远远超过了未使用模式的体系结构 模式在构造复杂系统时的重要性早已在其他领域中被认可 特别地,Christopher Alexander 和他的同事们可能最先将模式语言 (pattern language) 应用于城市建筑领域, 他的思想和其他人的贡献已经根植于面向对象软件界 简而言之, 软件领域中的设计模式为开发人员提供了一种使用专家设计经验的有效途径 在本书中,Erich Gamma Richard Helm Ralph Johnson 和 John Vlissides 介绍了设计模式的原理, 并且对这些设计模式进行了分类描述 因此, 该书做出了两个重要的贡献 : 首先, 它展示了模式在建造复杂系统过程中所处的角色 ; 其次, 它为如何引用一组精心设计的模式提供了一个实用方法, 以帮助实际开发者针对特定应用问题使用适当的模式进行设计 我曾荣幸地有机会与本书的部分作者一同进行体系结构设计工作, 从他们身上我学到了许多东西, 并相信通过阅读该书你同样也会受益匪浅 Rational 软件公司首席科学家 Grady Booch

3 本书并不是一本介绍面向对象技术或设计的书, 目前已有不少好书介绍面向对象技术或设计 本书假设你至少已经比较熟悉一种面向对象编程语言, 并且有一定的面向对象设计经验 当我们提及 类型 和 多态, 或 接口 继承与 实现 继承的关系时, 你应该对这些概念了然于胸, 而不必迫不及待地翻阅手头的字典 另外, 这也不是一篇高级专题技术论文, 而是一本关于设计模式的书, 它描述了在面向对象软件设计过程中针对特定问题的简洁而优雅的解决方案 设计模式捕获了随时间进化与发展的问题的求解方法, 因此它们并不是人们从一开始就采用的设计方案 它们反映了不为人知的重新设计和重新编码的成果, 而这些都来自软件开发者为了设计出灵活可复用的软件而长时间进行的艰苦努力 设计模式捕获了这些解决方案, 并用简洁易用的方式表达出来 设计模式并不要求使用独特的语言特性, 也不采用那些足以使你的朋友或老板大吃一惊的神奇的编程技巧 所有的模式均可以用标准的面向对象语言实现, 这也许有时会比特殊的解法多费一些功夫, 但是为了增加软件的灵活性和可复用性, 多做些工作是值得的 一旦你理解了设计模式并且有了一种 Aha! ( 而不是 Huh? ) 的应用经验和体验后, 你将用一种非同寻常的方式思考面向对象设计 你将拥有一种深刻的洞察力, 以帮助你设计出更加灵活的 模块化的 可复用的和易理解的软件 这也是你为何着迷于面向对象技术的源动力, 不是吗? 当然还有一些提示和鼓励 : 第一次阅读此书时你可能不会完全理解它, 但不必着急, 我们在起初编写这本书时也没有完全理解它们! 请记住, 这不是一本读完一遍就可以束之高阁的书 我们希望你在软件设计过程中反复参阅此书, 以获取设计灵感 我们并不认为这组设计模式是完整的和一成不变的, 它只是我们目前对设计的思考的记录 因此我们欢迎广大读者的批评与指正, 无论从书中采用的实例 参考, 还是我们遗漏的已知应用, 或应该包含的设计模式等方面 你可以通过 Addison-Wesley 写信给我们, 或发送电子邮件到 : design-patterns@cs.uiuc.edu 你还可以发送邮件 send design pattern source 到 design-patterns-source@cs.uiuc.edu 获取书中的示例代码部分的源代码 另外我们有一个专门的网页报道最新的消息与更新 : E.G. 于加州 Mountain View;R.H. 于蒙特利尔 R.J. 于伊利诺 Urbana;J.V. 于纽约 Hawthorne 1994 年 8 月

4 读者指南 本书设计实例从面向对象的设计中精选出 23 个设计模式, 总结了面向对象设计中最有价值的经验, 并且用简洁可复用的形式表达出来 本书分类描述了一组设计良好, 表达清楚的软件设计模式, 这些模式在实用环境下有特别有用

5 目 录 序言 前言 读者指南 第 1 章 引言 什么是设计模式 Smalltalk MVC 中的设计模式 描述设计模式 设计模式的编目 组织编目 设计模式怎样解决设计问题 寻找合适的对象 决定对象的粒度 指定对象接口 描述对象的实现 运用复用机制 关联运行时刻和编译时刻的结构 设计应支持变化 怎样选择设计模式 怎样使用设计模式 20 第 2 章 实例研究 : 设计一个文档编辑器 设计问题 文档结构 递归组合 图元 25

6 2.2.3 组合模式 格式化 封装格式化算法 Compositor 和 Composition 策略模式 修饰用户界面 透明围栏 Monoglyph Decorator 模式 支持多种视感标准 对象创建的抽象 工厂类和产品类 Abstract Factory 模式 支持多种窗口系统 我们是否可以使用 Abstract Factory 模式 封装实现依赖关系 Window 和 WindowImp Bridge 模式 用户操作 封装一个请求 Command 类及其子类 撤消和重做 命令历史记录 Command 模式 拼写检查和断字处理 访问分散的信息 封装访问和遍历 Iterator 类及其子类 Iterator 模式 遍历和遍历过程中的动作 封装分析 Visitor 类及其子类 Visitor 模式 小结 53 第 3 章 创建型模式 Abstract Factory( 抽象工厂 ) 对象创建型模式 Builder( 生成器 ) 对象创建型模式 63

7 3.3 Factory Method( 工厂方法 ) 对象创建型模式 Prototype( 原型 ) 对象创建型模式 Singleton( 单件 ) 对象创建型模式 创建型模式的讨论 89 第 4 章 结构型模式 Adapter( 适配器 ) 类对象结构型模式 Bridge( 桥接 ) 对象结构型模式 Composite( 组成 ) 对象结构型模式 Decorator( 装饰 ) 对象结构型模式 FACADE( 外观 ) 对象结构型模式 Flyweight( 享元 ) 对象结构型模式 Proxy( 代理 ) 对象结构型模式 结构型模式的讨论 Adapter 与 Bridge Composite Decorator 与 Proxy 145 第 5 章 行为模式 CHAIN OF RESPONSIBIL ITY( 职责链 ) 对象行为型模式 COMMAND( 命令 ) 对象行为型模式 INTERPRETER( 解释器 ) 类行为型模式 ITERATOR( 迭代器 ) 对象行为型模式 MEDIATOR( 中介者 ) 对象行为型模式 MEMENTO( 备忘录 ) 对象行为型模式 OBSERVER( 观察者 ) 对象行为型模式 STATE( 状态 ) 对象行为型模式 STRATEGY( 策略 ) 对象行为型模式 TEMPLATE METHOD( 模板方法 ) 类行为型模式 VISITOR( 访问者 ) 对象行为型模式 行为模式的讨论 封装变化 对象作为参数 通信应该被封装还是被分布 对发送者和接收者解耦 总结 231 第 6 章 结论 设计模式将带来什么 232

8 6.2 一套通用的设计词汇 书写文档和学习的辅助手段 现有方法的一种补充 重构的目标 本书简史 模式界 Alexander 的模式语言 软件中的模式 邀请参与 临别感想 237 附录 A 词汇表 238 附录 B 图示符号指南 241 附录 C 基本类 244 参考文献 249

9 1 c o m m u n i c a t i n g o b j e c t ( ) ( ) /

10 2 1.1 Christopher Alexander [ A I S ] A l e x a n d e r 1. pattern name 2. (problem) 3. (solution) 4. (consequences) h a s h

11 1 3 C++ S m a l l t a l k Smalltalk C + + ( P a s c a l C A d a ) ( C L O S D y l a n S e l f ) Smalltalk C + + Smalltalk C + + C L O S m u l t i - m e t h o d Vi s i t o r S m a l l t a l k C + + ( Iterator ) 1.2 Smalltalk MVC S m a l l t a l k - 80 / / M o d e l / Vi e w / C o n t r o l l e r ( M V C ) MVC M V C M o d e l Vi e w C o n t r o l l e r M V C M V C M V C /

12 4 O b s e r v e r 5. 7 M V C M V C Vi e w C o m p o s i t e Vi e w C o m p o s i t e Vi e w Vi e w C o m p o s i t e 4. 3 B u t t o n C o m p o s i t e Vi e w M V C M V C C o n t r o l l e r C o n t r o l l e r C o n t r o l l e r C o n t r o l l e Vi e w C o n t r o l l e r C o n t r o l l e r Vi e w C o n t r o l l e Vi e w Vi e w C o n t r o l l e r Vi e w - C o n t r o l l e r S t r a t e g y 5. 9 M V C Factory Method(3.3) D e c o r a t o r ( 4. 4 ) M V C O b s e r v e r C o m p o s i t e S t r a t e g y

13 1 5 O M T [ R B P + 91 ] [ J C J O 92 B O O 94 ] B / C + + S m a l l t a l k A B C ( ) Abstract Factory( 3. 1 )

14 6 A d a p t er ( 4. 1 ) A d a p t e r B r i d g e( 4. 2 ) B u i l d e r( 3. 2 ) Chain of Responsibility( 5. 1 ) C o m m a n d( 5. 2 ) C o m p o s i t e( 4. 3 ) - C o m p o s i t e D e c o r a t o r( 4. 4 ) D e c o r a t o r F a c a d e( 4. 5 ) F a c a d e Factory Method( 3. 3 ) Factory Method F l y w e i g h t( 4. 6 ) I n t e r p r e t e r( 5. 3 ),, I t e r a t o r( 5. 4 ), M e d i a t o r( 5. 5 ) M e m e n t o( 5. 6 ) O b s e r v e r( 5. 7 ),, P r o t o t y p e( 3. 4 ) P r o x y( 4. 7 ) S i n g l e t o n( 3. 5 ) S t a t e( 5. 8 ) S t r a t e g y (5. 9 ),, Template Method( ) Template Method

15 1 7 Vi s i t o r( ) Factory Method(3.3) A d a p t e r ( ) ( 4. 1 ) I n t e r p r e t e r ( 5. 3 ) Template Method(5.10) Abstract Factory(3.1) A d a p t e r ( )( 4. 1 ) Chain of Responsibility(5.1) B u i l d e r ( 3. 2 ) B r i d g e ( 4. 2 ) C o m m a n d ( 5. 2 ) P r o t o t y p e ( 3. 4 ) C o m p o s i t e ( 4. 3 ) I t e r a t o r ( 5. 4 ) S i n g l e t o n ( 3. 5 ) D e c o r a t o r ( 4. 4 ) M e d i a t o r ( 5. 5 ) F a c a d e ( 4. 5 ) M e m e n t o ( 5. 6 ) F l y w e i g h t ( 4. 6 ) O b s e r v e r ( 5. 7 ) P r o x y ( 4. 7 ) S t a t e ( 5. 8 ) S t r a t e g y ( 5. 9 ) Vi s i t o r ( ) ( 1-1 ) C r e a t i o n a l ( S t r u c t u r a l ) ( B e h a v i o r a l ) C o m p o s i t e I t e r a t o r Vi s i t o r P r o t o t y p e A b s t r a c t F a c t o r y C o m p o s i t e D e c o r a t o r 1-1

16 ( )

17 1 9 C o m p o s i t e ( 4. 3 ) S t r a t e g y ( 5. 9 ) S t a t e ( 5. 8 ) F a c a d e ( 4. 5 ) F l y w e i g h t ( 4. 6 ) Abstract Factory(3.1) B u i l d e r ( 3. 2 ) Vi s i t o r ( ) C o m m a n d ( 5. 2 ) ( s i g n a t u r e ) ( i n t e r f a c e (type) Wi n d o w Wi n d o w ( s u b t y p e ) ( s u p e r t y p e )

18 10 (dynamic binding) ( p o l y m o r p h i s m ) M e m e n t o ( 5. 6 ) M e m e n t o m e m e n t m e m e n t o D e c o r a t o r ( 4. 4 ) P r o x y ( 4. 7 ) D e c o r a t o r P r o x y Vi s i t o r ( ) Vi s i t o r v i s i t o r O M T ( ) (class inheritance) ( s u b c l a s s )

19 1 1 1 (parent class) (abstract class) (abstract operation) (concrete class) ( o v e r r i d e ) (mixin class) 1.

20 12 C + + E i ff e l S m a l l t a l k ( ) ( ) C + + E i ff e l C + + ( ) C + + S m a l l t a l k S m a l l t a l k ( [ C o o 92 ]) C + + Chain of Responsibility(5.1) C o m p o s i t e ( 4. 3 ) C o m p o s i t e C o m m a n d ( 5. 2 ) O b s e r v e r ( 5. 7 ) S t a t e ( 5. 8 ) S t r a t e g y ( 5. 9 ) 2. ( ) 1) 2) ( )

21 1 1 3 (Abstract Factory(3.1) B u i l d e r ( 3. 2 ) Factory Method(3.3) P r o t o t y p e ( 3. 4 ) S i n g l e t o n ( 3. 5 ) ) (object composition) (white-box reuse) (black-box reuse) [ S n y 86 ] ( )

22 14 ( ) 2. d e l e g a t i o n [ L i e 86, J Z 91 ] d e l e g a t e C + + t h i s S m a l l t a l k s e l f A r e a r e c t a n g l e S t a t e ( 5. 8 ) S t r a t e g y ( 5. 9 ) Vi s i t o r ( ) S t a t e S t a t e S t r a t e g y Vi s i t o r Vi s i t o M e d i a t o r ( 5. 5 )

23 1 1 5 M e d i a t o r Chain of Responsibility(5.1) B r i d g e ( 4. 2 ) 3. ( ) (parameterized type) ( g e n e r i c )( A d a E i ff e l ) ( t e m p l a t e s )( C + + ) I n t e g e r I n t e g e S t r i n g S t r i n g 1) ( Template Method(5.10) 2 ) ( S t r a t e g y ( 5. 9 )) 3) C + + A d a C + + S m a l l t a l k ( a g g r e g a t i o n ) ( a c q u a i n t a n c e )

24 16 S m a l l t a l k C + + ( ) C o m p o s i t e ( 4. 3 ) D e c o r a t o r ( 4. 4 ) O b s e r v e r ( 5. 7 Chain of R e s p o n s i b i l i t y ( 5. 1 ) ) Abstract Factory(3.1) Factory Method(3.3) P r o t o t y p e ( 3. 4 ) 2) Chain of Resposibility(5.1) C o m m a n d ( 5. 2 ) 3) ( A P I )

25 1 1 7 Abstract Factory(3.1) B r i d g e ( 4. 2 ) 4) Abstract Factory(3.1) B r i d g e ( 4. 2 ) M e m e n t o ( 5. 6 ) P r o x y ( 4. 7 ) 5) B u i l d e r ( 3. 2 ) I t e r a t o r ( 5. 4 ) S t r a t e g y ( 5. 9 ) Template Method(5.10) Vi s i t o r ( ) 6) Abstract Factory(3.1) C o m m a n d ( 5. 2 ) F a c a d e ( 4. 5 ) M e d i a t o r ( 5. 5 ) Observer(5.7) Chain of Responsibility(5.1) 7) ( ) B r i d g e ( 4. 2 ) Chain of Responsibility(5.1) C o m p o s i t e ( 4. 3 ) D e c o r a t o r ( 4. 4 ) O b s e r v e r ( 5. 7 ) S t r a t e g y ( 5. 9 ) 8) ( ) A d a p t e r ( 4. 1 ) D e c o r a t o r ( 4. 4 ) Vi s i t o r ( ) 1. (Application Program)

26 18 2. ( To o l k i t ) C + + I / O 3. ( F r a m e w o r k ) [ D e u 89, J F 88 ] C A D [ V L 9 0, J o h 9 2 ] [ J M L 92 ] [ B E 93 (inversion of control) ( )

27 1 1 9 [ B J 94 ] 1) 2) 3) ( ) ( i n t e n t )

28 Abstract Factory(3.1) B u i l d e r ( 3. 2 ) Factory Method(3.3) P r o t o t y p e ( 3. 4 ) S i n g l e t o n ( 3. 5 ) A d a p t e r ( 4. 1 ) B r i d g e ( 4. 2 ) C o m p o s i t e ( 4. 3 ) D e c o r a t o r ( 4. 4 ) F a c a d e ( 4. 5 ) F l y w e i g h t ( 4. 6 ) P r o x y ( 4. 7 ) Chain of Responsibility(5.1) C o m m a n d ( 5. 2 ) I n t e r p r e t e r ( 5. 3 ) I t e r a t o r ( 5. 4 ) M e d i a t o r ( 5. 5 ) M e m e n t o ( 5. 6 ) O b s e r v e r ( 5. 7 ) S t a t e ( 5. 8 ) S t r a t e g y ( 5. 9 ) Template Method(5.10) Vi s i t o r ( ) 1.8 1) 2 ) 3 ) 4 )

29 1 2 1 S t r a t e g y S i m p l e L a y o u t S t r a t e g y Te X L a y o u t S t r a t e g y 5) 6) C r e a t e - F a c t o r y 7) / 1-2

30 2 L e x i W Y S I W Y G L e x i L e x i 2-1 Lexi L e x i C a l d e r D o c [ C L 92 ]

31 L e x i 1) L e x i 2) L e x i 3) L e x i W Y S I W Y G L e x i 4 ) ( l o o k - a n d - f e e l )L e x i M o t i f Presentation Manager(PM) 5 ) L e x i 6 ) L e x i ( u n d o ) 7 ) L e x i 2.2 L e x i L e x i L e x i

32 24 L e x i (Recursive Composition) L e x i

33 2 25 L e x i L e x i 2-3 C G l y p h ) 2-4 G l y p h 2-4 Glyph C a l d e r Gl y p h [ C L 90 ] C a l d e r [ C a l 93 ] C a l d e r C a l d e r F l y w e i g h t ( 4. 6 )

34 C + + G l y p h 2-1 G l y p h R e s p o n s i b i l i t y O p e r a t i o n s A p p e a r a n c e Virtual Void Draw (Wi n d o w * ) hit detection S t r u c t u r e Virtual Void Bounds (Rect&) Virtual bool Intersects (Const Point&) Virtual Void Insert (Glyph*, int) Virtual Void Remove (Glyph*) Virtual Glyph* Child (int) Virtual Glyph* Parent() 1 ) 2 ) 3 G l y p h D r a w D r a w Wi n d o w Wi n d o w G l y p h R e c t a n g l e D r a w void Rectangle::Draw (Window* w) { w->drawrect(_x0, _y0, _x1, _y1); } _ x 0 _ y 0 _ x 1 _ y 1 R e c t a n g l e D r a w R e c t Wi n d o w ( 2-2 ) B o u n d s G l y p h I n t e r s e c t s L e x i R e c t a n g l e I n s e r t I n d e x R e m o v e C h i l d I n d e x ( ) C h i l d D r a w P a r e n t L e x i P a r e n t I n d e x 2. 8

35 C o m p o s i t e ( 4. 3 ) 2.3 L e x i L e x i ( f o r m a t t i n g ) ( l i n e b r e a k i n g ) L e x i G l y p h L e x i G l y p h Compositor Composition C o m p o s i t o r 2-2 L e x i

36 28 c o m p o s i t o r C o m p o s i t i o n C o m p o s i t i o n C o m p o s i t o r C o m p o s i t o r C o m p o s e 2-5 C o m p o s i t i o n C o m p o s i t o r 2-2 C o m p o s i t o r void SetComposition (Composition*) virtual void Compose() 2-5 Composition Compositor C o m p o s i t i o n C o m p o s i t i o n C o m p o s i t i o n C o m p o s i t o r C o m p o s e C o m p o s i t o r C o m p o s i t i o n 2-6 C o m p o s i t o r 2-6 Compositor C o m p o s i t o r 2. 8 G l y p h

37 2 29 C o m p o s i t o r S i m p l e C o m p o s i t o Te X C o m p o s i t o r T E X [ K n u 84 ] C o m p o s i t o r- C o m p o s i t i o n C o m p o s i t o r G l y p h C o m p o s i t i o n S e t C o m p o s i t o r S t r a t e g y ( 5. 9 ) S t r a t e g y C o m p o s i t o r S t r a t e g y C o m p o s i t i o n C o m p o s i t o r S t r a t e g y S t r a t e g y S t r a t e g y G l y p h C o m p o s i t o r C o m p o s i t o r C o m p o s i t i o n 2.4 L e x i C o m p o s i t i o n B o r d e r e d C o m p o s i t i o n C o m p o s i t i o n S c r o l l a b l e C o m p o s i t i o n B o r d e r e d S c r o l l a b l e C o m p o s i t i o n B o r d e r G l y p h B o r d e r

38 30 G l y p h B o r d e r B o r d e r B o r d e G l y p h B o r d e r G l y p h B o r d e r G l y p h ( Transparent Enclosure) 1 2 ( ) MonoGlyph G l y p h M o n o G l y p h B o r d e r 2-7M o n o G l y p h 2-7 MonoGlyph M o n o G l y p h M o n o G l y p D r a w M o n o G l y p h B o r d e r :: D r a w M o n o G l y p h :: D r a w B o r d e r :: D r a w D r a w B o r d e r

39 2 31 B o r d e r :: D r a w M o n o G l y p h :: D r a 2-7 M o n o G l y p h S c r o l l e r L e x i S c r o l l e r C o m p o s i t i o n B o r d e r S c r o l l e r B o r d e r G l y p h

40 Decorator D e c o r a t o r ( 4. 4 ) D e c o r a t o r D e c o r a t o r L e x i 2.5 L e x i L e x i L e x M o t i f L e x i L e x i L e x i Wi d g e t s 1) G l y p h G l y p S c r o l l B a r G l y p h B u t t o n 2) S c r o l l B a r M o t i f S c r o l l B a r P M S c r o l l B a r M o t i f P M ( P r e s e n t a t i o n M a n a g e r ) L e x i L e x G l y p h ( M o t i f B u t t o n P M B u t t o n M a c B u t t o n ) L e x i C + +

41 2 33 L e x i L e x i M a c M o t i f L e x i C + + M o t i f ScrollBar* sb = new MotifScrollBar; L e x i s b ScollBar* sb = guifactory->createscrollbar(); g u i F a c t o r y M o t i f F a c t o r y C r e a t e S c r o l l B a r S c r o l l B a r M o t i f S c r o l l B a r M o t i f S c r o l l B a r Motif g u i F a c t o r y M o t i f g u i F a c t o r y M o t i f F a c t o r y G U I F a c t o r y G U I F a c t o r y C r e a t e S c r o l l B a r C r e a t e B u t t o n G u i F a c t o r y M o t i f S c r o l l B a r P M B u t t o n 2-9 g u i F a c t o r y 2-9 GUIFactory

42 34 ( F a c t o r y ) ( P r o d u c t ) G U I F a c t o r y g u i F a c t o r y S i n g l e t o n ( 3. 5 ) g u i F a c t o r y g u i F a c t o r y GUIFactory* guifactory = new MotifFactory; M o t i f M o t i f F a c t o r y

43 2 35 g u i F a c t o r y g u i F a c t o r y Abstract Factory F a c t o r y P r o d u c t Abstract Factory (3.1) 2.6 L e x i ( M a c i n t o s h Presentation Manager Wi n d o w s X L e x i Le x Abstract Factory Abstract Factory Abstract Factory S c r o l l B a r M o t i f S c r o l l B a r M a c S c r o l l B a r ( ) Abstract Factory C r e a t e... L e x i Wi n d o w

44 36 Wi n d o w 2-3 Wi n d o w s virtual void Redraw() virtual void Raise() virtual void Lower() virtual void Iconify() virtual void Deiconify() virtual void DrawLine(...) virtual void DrawRect(...) virtual void DrawPolygon(...) virtual void DrawTe x t (...) Wi n d o w 1) Wi n d o w Wi n d o w 2 ) L e x i L e x i Wi n d o w L e x i Wi n d o w L e x i Wi n d o w 2-3 Wi n d o w Wi n d o w A p p l i c a t i o n Wi n d o w I c o n Wi n d o w D i a l o g Wi n d o w L e x i L e x i Wi n d o w

45 2 37 L e x i Wi n d o w Wi n d o w Wi n d o w Window WindowImp Wi n d o w I m p Wi n d o w I m L e x i Wi n d o w I m p Wi n d o w Wi n d o w Wi n d o w I m p

46 38 Wi n d o w I m p Wi n d o w 1. Wi n d o w I m p Wi n d o w I m p 2. 2 Wi n d o w D r a w R e c t R e c t a n g e l :: D r a w D r a w R e c t Wi n d o w I m p _ i m p Wi n d o w Wi n d o w Wi n d o w I m p _ i m p Wi n d o w I m p X Wi n d o w I m p X Wi n d o w I m p D e v i c e R e c t D e v i c e R e c t XDr a w R e c t a n g l e X D e v i c e R e c t ( x 0, y 0 ) P M Wi n d o w I m p Presentation Manager Wi n d o w I m p D e v i c e R e c t

47 2 39 X P M X D e v i c e R e c t P M X Wi n d o w I m p Wi n d o w Wi n d o w 2. Wi n d o w I m p Wi n d o w s Wi n d o w I m p _ i m p Wi n d o w I m p Wi n d o w I m Abstract Factory(3.1) Wi n d o w S y s t e m F a c t o r y Wi n d o w Wi n d o w S y s t e m F a c t o r y Wi n d o w I m p _ i m

48 40 w i n d o w S y s t e m F a c t o r y Wi n d o w S y s t e m F a c t o r y g u i F a c t o r y w i n d o w S y s t e m F a c t o r y Bridge Wi n d o w I m p Wi n d o w Wi n d o w I m p Wi n d o w Wi n d o w I m p Wi n d o w Wi n d o w I m p Wi n d o w Wi n d o w I m p Wi n d o w Wi n d o w I m p L e x i Wi n d o w Wi n d o w I m p B r i d g e ( 4. 2 ) B r i d g e B r i d g e 2.7 L e x i W Y S I W Y G L e x i L e x i L e x i u n d o r e d o

49 M e n u I t e m G l y p h M e n u I t e m M e n u I t e m L e x i M e n u I t e m 1) / 2) 3) M e n u I t e m / c o m m a n d Command C o m m a n d E x e c u t e C o m m a n d E x e c u t e 2-11 C o m m a n d C o m m a n d M e n u I t e m C o m m a n d 2-12 C o m m a n d C o m m a n d E x e c u t e L e x i ( )

50 Command 2-12 MenuItem-Command ( U n d o / r e d o ) C o m m a n d U n e x e c u t e U n e x e c u t e E x e c u t e E x e c u t e E x e c u t e F o n t C o m m a n d E x e c u t e F o n t C o m m a n d U n e x e c u t C o m m a n d R e v e r s i b l e B o o l e a n t r u e f a l s e ( C o m m a n d

51 2 43 H i s t o r y ) C o m m a n d p r e s e n t C o m m a n d U n e x e c u t e Unexecute( ) Un e x e c u t e p r e s e n t C o m m a n d p r e s e n t p r e s e n t C o m m a n d E x e c u t e Execute( ) p r e s e n t p r e s e n t

52 Command L e x i C o m m a n d ( 5. 2 ) L e x i C o m m a n d / / L e x i L e x i G l y p h

53 G l y p h F i r s t N e x t I s D o n e F i r s t Tr a v e r s a l C H I L D R E N P R E O R D E R P O S TO R D E R I N O R D E R N e x t I s D o n e G e t C u r r e n t C h i l d I n s e r t C + + g Tr a v e r s a l T E X T U A L _ P R E O R D E R G l y p h i t e r a t o r s

54 Iterator I t e r a t o r A r r a y - I t e r a t o r L i s t I t e r a t o r P r e o r d e r I t e r a t o P o s t o r d e r I t e r a t o r I t e r a t o 2-13 I t e r a t o r G l y p h C r e a t e I t e r a t o r I t e r a t o r 2-13 Iterator I t e r a t o r F i r s t N e x t I s D o n e L i s t I t e r a t o r F i r s t N e x t I s D o n e C u r r e n t I t e m i t e r a t o r A r r a y I t e r a t o r C r e a t e I t e r a t o r N u l l I t e r a t o r N u l l I t e r a t o r I t e r a t o N u l l I t e r a t o r I s D o n e t r u

55 2 47 G l y p h C r e a t e I t e r a t o r I t e r a t o r G l y p h _ c h i l d r e n C r e a t e I t e r a t o r I t e r a t o r i t e r a t o r I t e r a t o r C r e a t e I t e r a t o r I t e r a t o r P r e o r d e r I t e r a t o r I t e r a t o r C u r r e n t I t e m I t e r a t o r C u r r e n t I t e m N e x t I t e r a t o r I t e r a t o N e x t I t e r a t o r N e x t I t e r a t o r I s D o n e t r u e N e x t I t e r a t o r I t e r a t o r P r e o r d e r I t e r a t o r I t e r a r o r G l y p h

56 48 I t e r a t o r P r e o r d e r I t e r a t o r C + + P r e o r d e r I t e r a t o r Iterator I t e r a t o r ( 5. 4 ) I t e r a t o r I t e r a t i o n I t e r a t o r I t e r a t o r I t e r a t o r G l y p h G l y p h G l y p h G l y p h G l y p h G l y p h G l y p 2.8.6

57 2 49 I t e r a t o r I t e r a t o r S p e l l i n g C h e c k e r ( ) G l y p h G l y p h void CheckMe (SpellingChecker&) G l y p h C h e c k M e

58 50 G l y p h S u b c l a s s C h e c k M e G l y p h S p e l l i n g C h e c k e r G l y p h C h e c k G l y p h S u b c l a s s S p e l l i n g C h e c k e r C h a r a c t e r G e t C h a r C o d e C h e c k C h a r a c t e r _ C u r r e n t Wo r d I s M i s s p e l l e d _ C u r r e n t Wo r d I s M i s s p e l l e d L e x i S p e l l i n g C h e c k e r S t r a t e g y ( 2. 3 )

59 2 51 C h e c k C h a r a c t e r _ C u r r e n t Wo r d G e t M i s s p e l l i n g s C h e c k M e S p e l l i n g C h e c k e r C h a r a c t e r S p e l l i n g C h e c k e r G l y p h C h e c k M e ( S p e l l i n g C h e c k e r &) C h e c k M e ( S p e l l i n g C h e c k e r &) Visitor v i s i t o r Vi s i t o r

60 52 S p e l l i n g C h e c k i n g Vi s i t o r H y p h e n a t i o n Vi s i t o r S p e l l i n g C h e c k i n g Vi s i t o r S p e l l i n g C h e c k e r C h e c k C h a r a c t e r Vi s i t C h a r a c t e r C h e c k M e A c c e p t Vi s i t o r & Vi s i t o r G l y p h H y p h e n a t i o n Vi s t i t o r H y p h e n a t i o n Vi s i t o r Vi s i t C h a r a c t e r D i s c r e t i o n a r y D i s c r e t i o n a r y G l y p h D i s c r e t i o n a r y D i s c r e t i o n a r y D i s c r e t i o n a r y D i s c r e t i o n a r D i s c r e t i o n a r y D i s c r e t i o n a r y D i s c r e t i o n a r y D i s c r e t i o n a r Visitor Vi s i t o r Vi s i t o r Vi s i t o r

61 2 53 Vi s i t o r Vi s i t... F o o G l y p h Vi s i t o r Vi s i t F o o L e x i Vi s i t o r 2.9 L e x i 1) Composite ) Strategy ) Decorator ) Abstract Factory ) Bridge ) Command ) Iterator ) Vi s i t o r L e x i C o m p o s i t e S t r a t e g y D e c o r a t o r C o m m a n d L e x i L e x i

62 3 h a r d - c o d i n g P r o t o t y p e 3. 4 Abstract Factory 3. 1 B u i l d e r 3. 2 P r o t o t y p e 3. 4 S i n g l e t o n 3. 5 R o o m D o o r Wa l l C + + D i r e c t i o n enum Direction {North, South, East, West}; S m a l l t a l k M a p S i t e M a p S i t E n t e r

63 3 55 E n t e r M a p S i t e E n t e r E n t e E n t e r R o o m M a p S i t e M a p S i t e R o o m M a p S i t e

64 56 M a z e R o o m N o M a z e R o o m N o h a s h M a z e G a m e R o o m

65 3 57 D o o r N e e d i n g S p e l l E n c h a n t e d R o o m C r e a t e M a z e C r e a t e M a z e M a z e G a m e Factory Method 3. 3 C r e a t e M a z e Abstract Factory 3. 1 C r e a t e M a z e B u i l d e r 3. 2 C r e a t e M a z e P r o t o t y p e 3. 4 S i n g l e t o n 3. 5 S i n g l e t o n 3.1 ABSTRACT FACTORY K i t 3. l o o k - a n d - f e e l M o t i f Presentation Manager Wi d g e t F a c t o r y Wi d g e t F a c t o r y

66 58 Wi d g e t F a c t o r y M o t i f Wi d g e t F a c t o r y C r e a t e S c r o l l B a r M o t i f P M Wi d g e t F a c t o r y Presentation Manager Wi d g e t F a c t o r y Wi d g e t F a c t o r y M o t i f M o t i M o t i f M o t i f Wi d g e t F a c t o r y 4. Abstract Factory A b s t r a c t F a c t o r y ( Wi d g e t F a c t o r y )

67 3 59 C o n c r e t e F a c t o r y ( M o t i f Wi d g e t F a c t o r y P M Wi d g e t F a c t o r y ) A b s t r a c t P r o d u c t ( Wi n d o w s S c r o l l B a r ) C o n c r e t e P r o d u c t ( M o t i f Wi n d o w M o t i f S c r o l l B a r ) A b s t r a c t P r o d u c t C l i e n t A b s t r a c t F a c t o r y A b s t r a c t P r o d u c t 7. C o n c r e t e F a c t r o y AbstractFactory C o n c r e t e F a c t o r 8. A b s t r a c t F a c t o r y 1) Abstract Factory 2) M o t i f Presentation Manager 3) A b s t r a c t F a c t o r y 4) A b s t r a c t F a c t o r y A b s t r a c t F a c t o r y 9. Abstract Factor 1) C o n c r e t e F a c t o r y S i n g l e t o n ) A b s t r a c t F a c t o r y C o n c r e t e P r o d u c t Factory Method 3. 3

68 60 P r o t o t y p e 3. 4 S m a l l t a l k p a r t C a t a l o g m a k e make : partname ^ (partcatalog at : partname) copy addpart : parttemplate named : partname partcatalog at : partname put : parttemplate afactory addpart : aprototype named : #ACMEWidget S m a l l t a l k O b j e c t i v e C S m a l l t a l k p a r t C a t a l o g p a r t C a t a l o m a k e make : partname ^ (partcatalog at : partname) new 3) A b s t r a c t F a c t o r y A b s t r a c t F a c t o r y A b s t r a c t F a c t o r y M a k e C + + S m a l l t a l k C + + Factory Method(3.3) C + + d o w n c a s t C + + d y n a m i c _ c a s t

69 Abstract Factory M a z e F a c t o r y M a z e F a c t o r y C r e a t e M a z e C r e a t e M a z e M a z e F a c t o r y CreateMaze M a z e F a c t o r y E n c h a n t e d M a z e F a c t o r y E n c h a n t e d M a z e F a c t o r y R o o m Wa l l

70 62 R o o m Wa l l R o o m Wi t h A B o m b B o m b e d Wa l l B o m b e d M a z e F a c t o r y M a z e F a c t o r y B o m b e d Wa l l R o o m Wi t h A B o m b B o m b e d M a z e F a c t o r y B o m b e d M a z e F a c t o r y C r e a t e M a z e MazeGame game; BombedMazeFactory factory; g a m e. C r e a t e M a z e ( f a c t o r y ) ; C r e a t e M a z e E n c h a n t e d M a z e F a c t o r y M a z e F a c t o r y Abstract Factory M a z e F a c t o r y A b s t r a c t F a c t o r y C o n c r e t e F a c t o r y Abstract Factory M a z e F a c t o r y M a z e F a c t o r y C r e a t e M a z e S e t S i d e B o m b e d M a z e F a c t o r y B o m b e d Wa l l R o o m Wi t h A B o m b R o o m Wi t h A B o m b B o m b e d Wa l l Wa l l * B o m b e d Wa l l * B o m b e d Wa l l B o m b e d M a z e F a c t o r y S m a l l t a l k Wa l l Wa l l Abstract Factory S m a l l t a l k M a z e F a c t o r y m a k e S m a l l t a l k C r e a t e M a z e

71 3 63 M a z e F a c t o r y p a r t C a t a l o g m a k e : M a z e F a c t o r y C r e a t e M a z e M a z e G a m C r e a t e M a z e F a c t o r y B o m b e d M a z e F a c t o r y E n c h a n t e d M a z e F a c t o r y E n c h a n t e d M a z e F a c t o r y 11. I n t e r Vi e w K i t [ L i n 92 ] A b s t r a c t F a c t o r y Wi d g e t K i t D i a l o g K i t I n t e r Vi e w L a y o u t K i t c o m p o s i t i o n E T + + [ W G M 88 ] Abstract Factory X Wi n d o w s S u n Vi e w Wi n d o w S y s t e m M a k e Wi n d o w M a k e F o n t M a k e C o l o r E T + + Wi n d o w S y s t e m 12. A b s t r a c t F a c t o r y Factory Method 3. 3 P r o t o t y p e S i n g l e t o n BUILDER 1.

72 64 2. RT F Rich Text Format RT F RT F A S C I I RT F RT F Te x t C o n v e r t e r RT F R e a d e r RT F R e a d e r RT F Te x t C o n v e r t e r RT F R e a d e r RT F RT Te x t C o n v e r t e r Te x t C o n v e r t e r Te x t C o n v e r t A S C I I C o n v e r t e r Te X C o n v e r t e r T E X Te x t Wi d g e t C o n v e r t e r RT F B u i l d e r b u i l d e d i r e c t o r B u i l d e r RT F RT F R e a d e r RT F Te x t C o n v e r t e r RT F R e a d e r 3. B u i l d e r 4.

73 B u i l d e r Te x t C o n v e r t e r P r o d u c t C o n c r e t e B u i l d e r A S C I I C o n v e r t e r Te X C o n v e r t e r Te x t Wi d g e t C o n v e r t e r B u i l d e r G e t A S C I I Te x t G e t Te x t Wi d g e t Director RT F R e a d e r B u i l d e r P r o d u c t A S C I I Te x t Te X Te x t Te x t Wi d g e t C o n c r e t e B u i l d e r 6. D i r e c t o r B u i l d e r B u i l d e r D i r e c t o r 7. B u i l d e r

74 66 1 ) B u i l d e r 2) B u i l d e r B u i l d e r C o n c r e t e B u i l d e r D i r e c t o r P r o d u c t RT F RT F S G M L R e a d e r Te x t C o n v e r t e r S G M L A S C I I Te x t Te X Te x t Te x t Wi d g e t 3 ) B u i l d e r B u i l d e r 8. B u i l d e r C o n c r e t e B u i l d e r 1) B u i l d e r RT F M a z e M a z e B u i l d e r 2) RT F A S C I I Te x t Te x t Wi d g e t B u i l d e r 3 ) B u i l d e r C C r e a t e M a z e M a z e B u i l d e r M a z e B u i l d e r

75 G e t M a z e M a z e B u i l d e r M a z e B u i l d e r M a z e B u i l d e r C r e a t e M a z e C r e a t e M a z e M a z e B u i l d e r B u i l d e r M a z e B u i l d e r M a z e B u i l d e C r e a t e C o m p l e x M a z e M a z e B u i l d e r M a z e B u i l d e r S t a n d a r d M a z e B u i l d e r _ c u r r e n t M a z e

76 68 C o m m o n Wa l l S t a n d a r d M a z e B u i l d e r _ c u r r e n t M a z e B u i l d M a z e M a z e G e t M a z B u i l d R o o m S t a n d a r d M a z e B u i l d e r C r e a t e M a z e S t a n d a r d M a z e B u i l d e r S t a n d a r d M a z e B u i l d e r M a z e M a z e M a z e S t a n d a r d M a z e B u i l d e r M a z M a z e B u i l d e r

77 3 69 M a z e B u i l d e r C o u n t i n g M a z e B u i l d e r M a z e B u i l d e r C o u n t i n g M a z e B u i l d e r 10. RT F E T + + [ W G M 88 ] RT F S m a l l t a l k - 80 [ P a r 90 ] P a r s e r D i r e c t o r P r o g r a m N o d e B u i l d e r P a r s e r P r o g r a m N o d e B u i l d e

78 70 C l a s s B u i l d e r C l a s s C l a s D i r e c t o r P r o d u c t B y t e C o d e S t r e a m B y t e C o d e S t r e a m B u i l d e r S m a l l t a l k B y t e C o d e S t r e a m B y t e C o d e S t r e a m Adaptive Communications Environment S e r v i c e C o n f i g u r a t o r [ S S 94 ] L A L R 1 D i r e c t o r 11. Abstract Factory 3. 1 B u i l d e r B u i l d e r Abstract Factory B u i l d e r Abstract Factory C o m p o s i t e 4. 3 B u i l d e r 3.3 FACTORY METHOD 1. Factory Method 2. Virtual Constructor 3. A p p l i c a t i o n D o c u m e n t D r a w i n g A p p l i c a t i o n D r a w i n g D o c u m e n t A p p l i c a t i o n D o c u m e n t O p e n N e w D o c u m e n t A p p l i c a t i o n D o c u m e n t A p p l i c a t i o n D o c u m e n t Factory Method D o c u m e n t A p p l i c a t i o n A p p l i c a t i o n C r e a t e D o c u m e n t D o c u m e n t A p p l i c a t i o n

79 3 71 C r e a t e D o c u m e n t f a c t o r y m e t h o d 4. Factory Method P r o d u c t( D o c u m e n t ) C o n c r e t e P r o d u c t M y D o c u m e n t P r o d u c t C r e a t o r A p p l i c a t i o n P r o d u c t C r e a t o r C o n c r e t e P r o d u c t P r o d u c t C o n c r e t e C r e a t o r M y A p p l i c a t i o n C o n c r e t e P r o d u c t 7. Creator C o n c r e t e P r o d u c t 8.

80 72 P r o d u c t C o n c r e t e P r o d u c t C o n c r e t e P r o d u c t C r e a t o r C r e a t o r C r e a t o r Factory Method 1 ) h o o k Factory Method D o c u m e n t D o c u m e n t C r e a t e F i l e D i a l o g D o c u m e n t 2) C r e a t o r M a n i p u l a t o r M a n i p u l a t o r M a n i p u l a t o r F i g u r e F i g u r e C r e a t e M a n i p u l a t o r F i g u r e M a n i p u l a t o r F i g u r e M a n i p u l a t o r F i g u r e C r e a t e M a n i p u l a t o r M a n i p u l a t o r F i g u r e F i g u r e M a n i p u l a t o r

81 Factory Method 1 ) Factory Method 1 C r e a t o r 2 C r e a t o r C r e a t o r 2 ) P r o d u c t D o c u m e n t A p p l i c a t i o n D o c u m e n t C r e a t e D o c u m e n t Unidraw [VL90] U n i d r a w C r e a t o r C r e a t e U n i d r a w C r e a t e C r e a t e C r e a t e R e a d M y P r o d u c t Yo u r P r o d u c t P r o d u c t C r e a t o r M y C r e a t o r M y P r o d u c t Yo u r P r o d u c t T h e i r P r o d u c t

82 74 C r e a t e M y C r e a t o r :: C r e a t e Y O U R S M I N E T H E I R S M y C r e a t o r 3) c a v e a t S m a l l t a l k C r e a t o r C o n c r e t e C r e a t o r C o n c r e t e P r o d u c t S m a l l t a l k D o c u m e n t A p p l i c a t i o n d o c u m e n t C l a s s D o c u m e n t M y A p p l i c a t i o n M y D o c u m e n t A p p l i c a t i o n M y A p p l i c a t i o n M y D o c u m e n t A p p l i c a t i o n A p p l i c a t i o n A p p l i c a t i o n C + + C r e a t o r C o n c r e t e C r e a t o r 0 l a z y i n i t i a l i z a t i o n 4 ) P r o d u c t C r e a t o r C + + C r e a t o r P r o d u c t

83 3 75 C r e a t o r 5 ) M a c i n t o s h MacApp [App89] C l a s s * DoMakeClass( ) C l a s s P r o d u c t 10. C r e a t e M a z e 3 M a z e G a m e M a z e G a m e C r e a t e M a z e

84 76 M a z e G a m e M a z e G a m B o m b e d M a z e G a m e R o o m Wa l l E n c h a n t e d M a z e G a m e 11. M a c A p p E T + + [ W G M 88 ] U n i d r a w Smalltalk-80 Model/Vi e w / C o n t r o l l e r Class Vi e w d e f a u l t C o n t r o l l e r [ P a r 90 ] Vi e w d e f a u l t C o n t r o l l e r C l a s s d e f a u l t C o n t r o l l e r C l a s s d e f a u l t C o n t r o l l e r S m a l l t a l k - 80 B e h a v i o r p a r s e r C l a s s

85 3 77 S Q L P a r s e r S Q L B e h a v i o r p a r s e r C l a s s Smalltalk Parser S Q L S Q L P a r s e r IONA Te c h n o l o g i e s Orbix ORB [ I O N 94 ] Factory Method P r o x y 4. 7 Factory Method 12. Abstract Factory 3. 1 Abstract Factory Factory Method Template Methods N e w D o c u m e n t P r o t o t y p e s 3. 4 C r e a t o r P r o d u c t I n i t i a l i z e C r e a t o r I n i t i a l i z e Factory Method 3.4 PROTOTYPE G r a p h i c s To o l G r a p h i c To o l G r a p h i c To o l G r a p h i c To o l G r a p h i c To o l G r a p h i c To o l G r a p h i c To o l G r a p h i c G r a p h i c To o l G r a p h i c G r a p h i c G r a p h i c To o l G r a p h i c C l o n e G r a p h i c To o l G r a p h i c G r a p h i c To o l G r a p h i c To o l

86 78 P r o t o t y p e G r a p h i c To o l M u s i c a l N o t e 3. P r o t o t y p e P r o t o t y p e G r a p h i c C o n c r e t e P r o t o t y p e S t a ff W h o l e N o t e H a l f N o t e C l i e n t G r a p h i c To o l

87 P r o t o t y p e Abstract Factory 3. 1 B u i l d e r 3. 2 P r o t o t y p e 1 ) P r o t o t y p e 2 ) P r o t o t y p e G r a p h i c To o l 3) P r o t o t y p e C l o n e deep copy 4 ) Factory Method 3. 3 C r e a t o r P r o t o t y p e C r e a t o r C + + S m a l l t a l k Objective C 5) C + + P r o t o t y p e E T + + [ W G M 8 8 ] P r o t o t y p e P r o t o t y p e C l o n e C l o n e 8. C o m p o s i t e 4. 3 D e c o r a t o r 4. 4

88 80 C + + P r o t o t y p e S m a l l t a l k Objective C P r o t o t y p e P r o t o t y p e S e l f [ U S 87 ] 1 ) prototype manager associative store 2 ) P r o t o t y p e C l o n S m a l l t a l k c o p y O b j e c t C + + [ G R 83 ] S m a l l t a l k C + + S a v e L o a d C l o n e S a v e L o a d 3) C l o n e C l o n e I n i t i a l i z e C l o n e I n i t i a l i z e 9. M a z e F a c t o r y 3. 1 M a z e P r o t o t y p e F a c t o r y

89 3 81 M a z e P r o t o t y p e F a c t o r y M a z e F a c t o r M a k e Wa l l M a k e D o o r M a z e P r o t o t y p e F a c t o r y M a z e P r o t o t y p e F a c t o r y B o m b e d D o o r R o o m Wi t h A B o m b Wa l l C l o n e

90 82 D o o r I n i t i a l i z e D o o r 3 B o m b e d Wa l l C l o n e B o m b e d Wa l l :: C l o n e Wa l l * B o m b e d Wa l l * C l o n e C l o n e S m a l l t a l k O b j e c t c o p y M a p S i t e

91 3 83 M a z e F a c t o r y # r o o m M a z e F a c t o r y m a k e : M a z e F a c t o r y C r e a t e M a z e o n : 10. P r o t o t y p e Ivan Sutherland S k e t c h p a d [ S u t 63 ] T h i n g L a b [ B o r 81 ] G o l d b e rg R o b s o n [ G R 83 ] C o p l i e n [ C o p 92 ] C + + P r o t o t y p e e t g d b E T + + l i n e - o r i e n t e d p o i n t - a n d - c l i c k D e b u g g e r A d a p t o r G d b A d a p t o r e t g d b G N U g d b S u n D b x A d a p t o r e t g d b S u n d b x e t g d b D e b u g g e r A d a p t o r D e b u g g e r A d a p t o r e t g d b Mode Composer interaction technique library [ S h a 90 ] Mode Composer P r o t o t y p e Mode Composer U n i d r a w [ V L 90 ] 11.

92 84 P r o t o t y p e Abstract Factory 3. 1 Abstract Factory C o m p o s i t e 4. 3 D e c o r a t o r 4. 4 P r o t o t y p e 3.5 SINGLETON printer spooler A / D S i n g l e t o n 3. S i n g l e t o n S i n g l e t o n I n s t a n c e I n s t a n c S m a l l t a l k C S i n g l e t o n I n s t a n c e S i n g l e t o n 7. S i n g l e t o n 1) S i n g l e t o n

93 3 85 2) S i n g l e t o n 3) S i n g l e t o n 4) S i n g l e t o n S i n g l e t o n 5) C + + S m a l l t a l k C S i n g l e t o n 1) S i n g l e t o n C + + S i n g l e t o n I n s t a n c e S i n g l e t o n _ i n s t a n c e Singleton I n s t a n c e _ i n s t a n c 0 I n s t a n c e 0 I n s t a n c e l a z y S i n g l e t o n _ i n s t a n c e S i n g l e t o n I n s t a n c e S i n g l e t o n

94 86 C + + a) b) c) C++ translation unit [ E S 90 ] / S m a l l t a l k S i n g l e t o n n e w S i n g l e t o n S o l e I n s t a n c e 2) S i n g l e t o n S i n g l e t o n I n s t a n c e S i n g l e t o n I n s t a n c e M a z e F a c t o r y C + + h a r d - w i r e S i n g l e t o n registry of singleton S i n g l e t o n I n s t a n c e S i n g l e t o n I n s t a n c e I n s t a n c e S i n g l e t o n S i n g l e t o

95 3 87 R e g i s t e r S i n g l e t o n N a m e S i n g l e t o n P a i r N a m e S i n g l e t o n P a i r L o o k u p S i n g l e t o n M y S i n g l e t o S i n g l e t o n C + + M y S i n g l e t o n M y S i n g l e t o n static MySingleton thesingleton; S i n g l e t o n S i n g l e t o n 9. M a z e F a c t o r y 3 M a z e F a c t o r y B o m b e d Wa l l Wa l M a z e S i n g l e t o n M a z e F a c t o r y M a z e F a c t o r y I n s t a n c e _ i n s t a n c C + + S i n g l e t o n

96 88 M a z e F a c t o r y M a z e F a c t o r y I n s t a n c e M a z e F a c t o r y M a z e F a c t o r y I n s t a n c e 10. S m a l l t a l k - 80 [ P a r 90 ] S i n g l e t o n ChangeSet current m e t a c l a s s I n t e r Vi e w s [ L C I + 92 ] S i n g l e t o n S e s s i o n Wi d g e t K i t S e s s i o n Wi d g e t K i t Abstract Factory 3. 1 Wi d g e t K i t :: i n s t a n c e Wi d g e t K i t S e s s i o n S e s s i o n

97 3 89 S e s s i o n 11. S i n g l e t o n Abstract Factory 3. 1B u i l d e r 3. 2 P r o t o t y p e Factory Method 3. 3 c a s c a d e Abstract Factory 3. 1B u i l d e r 3. 2 P r o t o t y p e 3. 4 Abstract Factory B u i l d e r P r o t o t y p e P r o t o t y p e G r a p h i c To o l Factory Method G r a p h i c G r a p h i c To o l G r a p h i c To o l N e w G r a p h i c G r a p h i c To o l Abstract Factory G r a p h i c s F a c t o r y G r a p h i c C i r c l e F a c t o r y C i r c l e L i n e F a c t o r y L i n e G r a p h i c To o l G r a p h i c P r o t o t y p e G r a p h i c C l o n e G r a p h i c To o l G r a p h i c F a c t o r y M e t h o d G r a p h i c To o l G r a p h i c To o l G r a p h i c To o Abstract Factory G r a p h i c s F a c t o r G r a p h i c s F a c t o r y Abstract Factory Factory Method S m a l l t a l k Objective C G r a p h i c s F a c t o r y P r o t o t y p e G r a p h i c s C l o n e C l o n D u p l i c a t e Factory Method Factory Method Factory

98 90 Abstract Factory P r o t o t y p e B u i l d e r Factory Method Factory Method

99 4 A d a p t e r ( 4. 1 ) ( a d a p t e e a d a p t e e a d a p t e e Composite (4.3). Proxy (4.7) p r o x y P r o x y F l y w e i g h t ( 4. 6 ) F l y w e i g h t F l y w e i g h t F l y w e i g h t F l y w e i g h t F a c a d e ( 4. 5 ) f a c a d e f a c a d e B r i d g e ( 4. 2 ) D e c o r a t o r ( 4. 4 ) D e c o r a t o r D e c o r a t o r D e c o r a t o r D e c o r a t o r D e c o r a t o r

100 ADAPTER 1. A d a p t e r 2. Wr a p p e r 3. S h a p e S h a p e L i n e S h a p e P o l y g o n S h a p e L i n e S h a p e P o l y g o n S h a p e Te x t S h a p e Te x t Vi e w Te x t Vi e w Te x t S h a p e S h a p e Te x t Vi e w S h a p e Te x t Vi e w Te x t Vi e S h a p e Te x t Vi e w Te x t S h a p e Te x t Vi e w S h a p e 1) S h a p e Te x t Vi e w 2) Te x t Vi e w Te x t S h a p e Te x t Vi e w Te x t S h a p e A d a p t e r Te x t S h a p e A d a p t e r

101 4 93 S h a p e B o u n d i n g B o x Te x t Vi e w G e t E x t e n t Te x t S h a p e Te x t Vi e w S h a p e Te x t Vi e w A d a p t e r S h a p e Te x t Vi e w Te x t S h a p e C r e a t e M a n i p u l a t o r M a n i p u l a t o r M a n i p u l a t o r S h a p e M a n i p u l a t o r Te x t M a n i p u l a t o r Te x t S h a p e Te x t S h a p e Te x t M a n i p u l a t o r Te x t Vi e w S h a p e 4. A d a p t e r A d a p t e r Ta r g e t ( S h a p e ) C l i e n t C l i e n t ( D r a w i n g E d i t o r )

102 94 Ta rg e t A d a p t e e ( Te x t Vi e w ) A d a p t e r ( Te x t S h a p e ) A d a p t e e Ta rg e t 7. Client A d a p t e r A d a p t e e 8. A d a p t e r A d a p t e e Ta rg e t A d a p t e r A d a p t e r A d a p t e e A d a p t e r A d a p t e e a d a p t e e A d a p t e r A d a p t e e A d a p t e e A d a p t e r A d a p t e e A d a p t e e A d a p t e A d a p t e r A d a p t e e A d a p t e r 1) Adapter A d a p t e e Ta rg e t A d a p t e r A d a p t e r Ta rg e t A d a p t e e 2) Adapter O b j e c t - Wo r k / S m a l l t a l k [ P a r 90 ] pluggable adapter Tr e e D i s p l a y Tr e e Tr e e D i s p l a y Tr e e G e t S u b d i r e c t o r i e s G e t S u b c l a s s e s Tr e e D i s p l a y Tr e e D i s p l a y 3) A d a p t e e A d a p t e

103 4 95 Unidraw [VL90] Q O C A [ H H M V 92 ] U n i d r a w S t a t e Va r i a b l e Q O C A C o n s t r a i n t Va r i a b l e U n i d r a w Q O C A C o n s t r a i n t Va r i a b l e S t a t e Va r i a b l e Q O C A U n i d r a w S t a t e Va r i a b l e C o n s t r a i n t Va r i a b l e QOCA Unidraw C o n s t r a i n t S t a t e Va r i a b l e C o n s t r a i n t Va r i a b l e S t a t e Va r i a b l e C o n s t r a i n t S t a t e Va r i a b l e 9. A d a p t e r 1) C + + A d a p t e r Ta rg e t A d a p t e e A d a p t e r Ta rg e t A d a p t e e 2) Tr e e D i s p l a y Adaptee Tr e e D i s p l a y a) Tr e e D i s p l a y A d a p t e e D i r e c t o r y Tr e e D i s p l a y

104 96 D i r e c t o r y Tr e e D i s p l a y D i r e c t o r y B r o w s e r b) Tr e e D i s p l a y Tr e e D i s p l a y D i r e c t o r y B r o w s e r Tr e e D i s p l a y D i r e c t o r y B r o w s e r Tr e e D i s p l a y S m a l l t a l k Objective C Tr e e D i s p l a y N E X T S T E P [ A d d 94 ] C + + Tr e e D i s p l a y Tr e e A c c e s s o r D e l e g a t e D i r e c t o r y B r o w s e r D i r e c t o r y B r o w s e r Tr e e D i s p l a y c) S m a l l t a l k Tr e e D i s p l a y G r a p h i c N o d e Tr e e D i s p l a y 10. S h a p e Te x t Vi e w

105 4 97 S h a p e Te x t Vi e w S h a p e C r e a t e M a n i p u l a t o r M a n i p u l a t o r M a n i p u l a t o r Te x t Vi e w Te x t S h a p e C + + Te x t S h a p e B o u n d i n g B o x Te x t Vi e w S h a p e I s E m p t y C r e a t e M a n i p u l a t o r Te x t Vi e w Te x t S h a p e Te x t M a n i p u l a t o r C r e a t e M a n i p u l a t o r Factory Method

106 98 Te x t S h a p e Te x t Vi e w Te x t S h a p e Te x t Vi e w Te x t Vi e w Te x t Vi e w Te x t S h a p e C r e a t e M a n i p u l a t o r Te x t Vi e w Te x t Vi e w Te x t S h a p e Te x t S h a p e Te x t Vi e w 11. E T + + [ W G M 88 ] E T + + D r a w E T + + D r a w Te x t S h a p e E T + + I n t e r Vi e w 2. 6 s c r o l l b a r s b u t t o n s m e n u s I n t e r a c t o r [ V L 88 ] l i n e c i r c l e p o l y g o n s p l i n e G r a p h i c s I n t e r a c t o r G r a p h i c s

107 4 99 I n t e r Vi e w 2. 6 G r a p h i c B l o c k I n t e r a c t o r G r a p h i c G r a p h i c B l o c k G r a p h i c I n t e r a c t o r G r a p h i c B l o c k G r a p h i c I n t e r a c t o r O b j e c t Wo r k s / S m a l l t a l k [ P a r 90 ] S m a l l t a l k Va l u e M o d e l Va l u e M o d e l v a l u e v a l u e : w i d t h w i d t h : Va l u e M o d e l Va l u e M o d e O b j e c t Wo r k s / S m a l l t a l k Va l u e M o d e l P l u g g a b l e A d a p t o r P l u g g a b l e A d a p t o r Va l u e M o d e l v a l u e v a l u e : P l u g g a b l e A d a p t o r v a l u e v a l u e : P l u g g a b l e A d a p t o r w i d t h w i d t h : O b j e c t Wo r k s / S m a l l t a l k Ta b l e A d a p t o r TableAdaptor N e X T A p p K i t [ A d d 9 4 ] N X B r o w s e r N X B r o w s e r M a y e r Marriage of Convenience [ M e y 88 ] M a y e r F i x e d S t a c k A r r a y S t a c k 12. B r i d g e ( 4. 2 ) B r i d g e B r i d g A d a p t e r D e c o r a t o r ( 4. 4 ) d e c o r a t o r d e c o r a t o r P r o x y ( 4. 7 )

108 BRIDGE H a n d l e / B o d y 3. Wi n d o w X Window System I B M Presentation Manager(PM) Wi n d o w XWi n d o w P M Wi n d o w Wi n d o 1) Wi n d o w Wi n d o w I c o n Wi n d o w Wi n d o w I c o n Wi n d o X I c o n Wi n d o w P M I c o n Wi n d o w Wi n d o w 2) X w i n d o w Wi n d o w X Wi n d o w X Wi n d o w B r i d g e Wi n d o w Wi n d o w I c o n Wi n d o w Tr a n s i e n t Wi n d o w Wi n d o w I m p X w i n d o w I m p X Wi n d o w Wi n d o w Wi n d o w I m p Wi n d o w Wi n d o w I m p

109 B r i d g e B r i d g e C + + C + R u m b a u g h nested generalizations C o p l i e n S t r i n g [ C o p 92 ] S t r i n g R e p 5.

110 Abstraction (Wi n d o w ) I m p l e m e n t o r RefinedAbstraction (IconWi n d o w ) A b s t r a c t i o n Implementor (Wi n d o w I m p ) A b s t r a c t i o n I m p l e m e n t o r A b s t r a c t i o n ConcreteImplementor (XwindowImp, PMWi n d o w I m p ) I m p l e m e n t o r 7. Abstraction c l i e n t I m p l e m e n t o r 8. B r i d g e 1) A b s t r a c t i o n I m p l e m e n t o r A b s t r a c t i o n A b s t r a c t i o n I m p l e m e n t o r 2) A b s t r a c t i o n I m p l e m e n t o r 3 ) I m p l e m e n t o r 9. B r i d g e 1) Implementor I m p l e m e n t o r B r i d g e A b s t r a c t i o n I m p l e m e n t o r C a r o l a n [ C a r 89 ] Cheshire Cat C + + I m p l e m e n t o r 2) I m p l e m e n t o r I m p l e m e n t o r I m p l e m e n t o r A b s t r a c t i o n C o n c r e t e I m p l e m e n t o r

111 4 103 c o l l e c t i o n c o l l e c t i o n c o l l e c t i o n h a s h c o l l e c t i o n c o l l e c t i o n c o l l e c t i o n Wi n d o w / Wi n d o w I m p f a c t o r y Abstract Factory(3.1) Wi n d o w I m p Wi n d o w Wi n d o w I m p Wi n d o w I m p Abstraction I m p l e m e n t o r 3 ) I m p l e m e n t o rc o p l i e n C + + H a n d l e / B o d y [ C o p 92 ] B o d y H a n d l e 4) C + + [ M a r 9 1 ] p u b l i c A b s t r a c t i o n p r i v a t e C o n c r e t e I m p l e m e n t o r B r i d g e C C + + Wi n d o w / Wi n d w o I m p Wi n d o w

112 104 Wi n d o w Wi n d o w I m p Wi n d o w I m p Wi n d o w A p p l i c a t i o n Wi n d o w D r a w C o n t e n t s Vi e w I c o n Wi n d o w D r a w C o n t e n t s

113 4 105 Window Tr a n s i e n t Wi n d o w P a l e t t e Window I c o n D o c k Wi n d o w I c o n Wi n d o w Wi n d o w Wi n d o w I m p Wi n d o w I m p D r a w R e c t P o i n t Wi n d o w I m p X w i n d o w I m X Wi n d o w Presentation Manager (PM) P M Wi n d o w I m p Wi n d o w I m p X D e v i c e R e c t P M

114 106 Wi n d o w I m p Window G e t Wi n d o w I m p Abstract Factory(3.1) Wi n d o w S y s t e m F a c t o r y : : I n s t a n c e ( ) S i n g l e t o n Wi n d o w 11. Wi n d o w E T + + [ W G M 88 ] E T + + Wi n d o w I m p Wi n d o w P o r t X Wi n d o w P o r t S u n Wi n d o w P o r t Wi n d o w Wi n d o w S y s t e m I m p l e m e n t o r Wi n d o w S y s t e m E T + + Wi n d o w / Wi n d o w P o r t B r i d g e Wi n d o w P o r t Wi n d o w Wi n d o w P o r t I m p l e m e n t o r Wi n d o w Wi n d o w P o r t Coplien[Cop92] S t r o u s t r u p [ S t r 91 ] H a n d l e l i b g + + [ L e a 88 ] S e t L i n k e d S e t H a s h S e t L i n k e d L i s t H a s h Ta b l e S e t L i n k e d L i s t H a s h Ta b l e h a s h L i n k e d S e t H a s h S e t S e t S e t L i n k e d L i s t H a s h Table. I m p l e m e n t o r

115 4 107 N e X T s AppKit[Add94] B r i d g e A p p K i t A p p K i t N X I m a g e / N X I m a g e R e p N T I m a g e N X I m a g e R e p NXEPSImageRep, NXCachedImageRep N X B i t M a p I m a g e R e p N X I m a g e N X I m a g e R e p N X I m a g e N X I m a g e B r i d g e N X I m a g e N X I m a g e R e p 12. Abstract Factory(3.1) B r i d g e Adapter(4.1) B r i d g e 4.3 COMPOSITE 1. - C o m p o s i t e 2. Te x t L i n e ( C o n t a i n e r ) C o m p o s i t e Composite G r a p h i c D r a w

116 108 L i n e R e c t a n g l e Te x t D r a w P i c t u r e Graphic Picture D r a w D r a w P i c t u r e P i c t u r G r a p h i c P i c t u r e P i c t u r G r a p h i c 3. C o m p o s i t e : - 4. C o m p o s i t e

117 Component (Graphic) C o m p o n e n t ( ) Leaf (Rectangle L i n e Te x t ) Composite (Picture) C o m p o n e n t Client C o m p o n e n t 6. C o m p o n e n t, Composite, / 7. C o m p o s i t e ( ), C o m p o s i t e L e a f C o m p o n e n t C o m p o s i t e 8. C o m p o s i t e 1 ) Chain of Responsibility(5.2) C o m p o n e n t L e a f C o m p o s i t e

118 110 C o m p o s i t e Add R e m o v e 2 ) F l y w e i g h t ( 4. 6 ) ( ) 3) C o m p o n e n tc o m p o s i t e Leaf C o m p o s i t e C o m p o s i t Leaf C o m p o s i t e C o m p o s i t e Leaf C o m p o s i t C o m p o n e n t L e a f C o m p o n e n t C o m p o s i t e C o m p o n e n t C o m p o n e n t C o m p o s i t e L e a f L e a Component, C o m p o n e n t Leaf C o m p o s i t e 4) C o m p o s i t e Add R e m o v e C o m p o s i t e C o m p o s i t e C o m p o n e n t L e a f C o m p o s i t e Leaf C o m p o s i t e C + + Leaf Leaf C o m p o s i t e C o m p o n e n t Composite* GetComposite() C o m p o n e n t

119 4 111 C o m p o s i t e t h i s GetComposite Add R e m o v e C++ d y n a m i c _ c a s t C o m p o s i t e C o m p o n e n t Add R e m o v e C o m p o n e n t : : A d d C o m p o n e n t : : A d d A d d A d R e m o v e ( ) A d d R e m o v e Component :: Remove, A d d 5) Component C o m p o n e n t C o m p o n e n t C o m p o n e n t

120 112 6) C o m p o s i t e G r a p h i c s C o m p o s i t e C o m p o s i t e C o m p o s i t e I t e r a t o r ( 5. 4 ) 7) C o m p o s i t e C o m p o s i t e P i c t u r e P i c t u r e 8) Component C o m p o s i t e C o m p o s i t e L e a f 9) C o m p o s i t e h a s h C o m p o s i t e C o m p o s i t e I n t e r p r e t e r ( 5. 3 ) 9. C o m p o s i t e E q u i p m e n t