Bài giảng Các mẫu thiết kế hướng đối tượng - Chương 7: Các mẫu thiết kế phục vụ khởi tạo đối tượng

ng ₫ược dùng trong Client nhưng che dấu mọi chi tiết về 
 ₫ối tượng ₫ược tạo ra, thí dụ như thuộc class cụ thể nào
 . Một trong các mục tiêu của việc viết code ứng dụng là phải có 
 tính tổng quát cao và ₫ộ ₫ộc lập cao với chi tiết hiện thực của 
 các ₫ối tượng mà nó dùng. Một trong các phương án ₫ể ₫ạt 
 ₫ược mục tiêu trên là không dùng lệnh new ₫ể tạo ra ₫ối tượng 
 cần dùng vì nếu dùng lệnh new thì phải xác ₫ịnh tên class cụ 
 thể và như vậy sẽ phụ thuộc vào class này. Mẫu 
 AbstractFactory sẽ giúp chúng ta tạo ₫ối tượng mà không cần 
 biết tên class cụ thể ₫ược dùng.
 Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính Môn : Các mẫu thiết kế hướng ₫ối tượng
 Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM Chương 7 : Các mẫu thiết kế phục vụ khởi tạo ₫ối tượng 
 © 2010 Slide 4
7.2 Mẫu Abstract Factory
Thí dụ về việc dùng mẫu Abstract factory :
. Ta muốn viết chương trình GUI (dùng giao diện ₫ồ họa trực quan) 
 có khả năng chạy trên nhiều platform khác nhau (chương trình 
 multi-platform). Mỗi platform có một họ các class miêu tả các ₫ối 
 tượng giao diện phổ dụng như TextBox, Button, Giả sử các ₫ối 
 tượng giao diện cùng chức năng trên các platform khác nhau hỗ 
 trợ cùng interface thống nhất (nếu không ta dùng mẫu Adapter ₫ể 
 có ₫ược kết quả này). Việc sử dụng cụ thể họ các class giao diện 
 nào chỉ biết khi chương trình bắt ₫ầu chạy. Để giải quyết vấn ₫ề 
 trên, cách tốt nhất là dùng mẫu AbstractFactory với lược ₫ồ class 
 như sau :
 Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính Môn : Các mẫu thiết kế hướng ₫ối tượng
 Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM Chương 7 : Các mẫu thiết kế phục vụ khởi tạo ₫ối tượng 
 © 2010 Slide 5
7.2 Mẫu Abstract Factory
 Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính Môn : Các mẫu thiết kế hướng ₫ối tượng
 Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM Chương 7 : Các mẫu thiết kế phục vụ khởi tạo ₫ối tượng 
 © 2010 Slide 6
7.2 Mẫu Abstract Factory 
Ta có thể xây 
dựng mẫu 
AbstractFactory 
theo loại class 
pattern với lược 
₫ồ class như sau 
:
 Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính Môn : Các mẫu thiết kế hướng ₫ối tượng
 Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM Chương 7 : Các mẫu thiết kế phục vụ khởi tạo ₫ối tượng 
 © 2010 Slide 7
7.2 Mẫu Abstract Factory 
Các phần tử tham gia :
. IObjectA, IObjectB : interface thống nhất của các ₫ối tượng cùng 
 chức năng trong các họ khác nhau.
. IAbstractFactory : interface của ₫ối tượng chuyên tạo các ₫ối 
 tượng dùm cho Client.
. ConcreteFactory1 : class hiện thực các tác vụ tạo ₫ối tượng 
 trong interface IAbstractFactory. Hệ thống có nhiều 
 ConcreteFactory, mỗi ConcreteFactory sinh ra các ₫ối tượng cùng 
 họ, các họ ₫ối tượng do các ConcreteFactory tạo ra tương ₫ồng 
 nhau về vai trò, về chức năng.
 Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính Môn : Các mẫu thiết kế hướng ₫ối tượng
 Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM Chương 7 : Các mẫu thiết kế phục vụ khởi tạo ₫ối tượng 
 © 2010 Slide 8
7.2 Mẫu Abstract Factory 
Các phần tử tham gia (tt) :
. ObjectA, ObjectB : class hiện thực ₫ối tượng ₫ược tạo ra bởi class 
 ConcreteFactory tương ứng, nó hỗ trợ interface sử dụng tương 
 ứng.
. Client : ₫oạn code cần tạo và sử dụng các ₫ối tượng. Client chỉ sử 
 dụng các interface IAbstractFactory, IObjectA, IObjectB, và như 
 thế hoàn toàn ₫ộc lập với các class cụ thể mà nó sẽ dùng.
 Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính Môn : Các mẫu thiết kế hướng ₫ối tượng
 Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM Chương 7 : Các mẫu thiết kế phục vụ khởi tạo ₫ối tượng 
 © 2010 Slide 9
7.2 Mẫu Abstract Factory 
Quá trình tương tác giữa các phần tử :
. Tại thời ₫iểm dịch, Client có biến tham khảo ₫ến ₫ối tượng 
 IAbstractFactory (giả sử tên là factory).
. Tại thời ₫iểm run-time, dựa vào ngữ cảnh, Client sẽ biết cần sử 
 dụng họ ₫ối tượng nào và nó sẽ tạo ₫ối tượng ConcreteFactory 
 tương ứng rồi gán tham khảo vào biến factory. Sau ₫ó trong giải 
 thuật, mỗi lần tạo ₫ối tượng cần dùng, thông qua biến factory, 
 Client sẽ gởi thông ₫iệp ₫ể yêu cầu ConcreteFactory tạo ra ₫ối 
 tượng mong muốn.
. Client dựa vào interface của ₫ối tượng ₫ược tạo ra ₫ể sử dụng ₫ối 
 tượng này.
 Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính Môn : Các mẫu thiết kế hướng ₫ối tượng
 Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM Chương 7 : Các mẫu thiết kế phục vụ khởi tạo ₫ối tượng 
 © 2010 Slide 10
7.3 Mẫu Factory Method
Mục tiêu :
 . Client ₫ịnh nghĩa interface các tác vụ khởi tạo ₫ối tượng phức 
 hợp cần dùng rồi sử dụng các tác vụ này trong ₫oạn code của 
 mình, nhưng không hiện thực cụ thể các tác vụ khởi tạo ₫ối 
 tượng mà ₫ể class con của mình override và hiện thực theo 
 yêu cầu riêng của từng class con.
 Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính Môn : Các mẫu thiết kế hướng ₫ối tượng
 Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM Chương 7 : Các mẫu thiết kế phục vụ khởi tạo ₫ối tượng 
 © 2010 Slide 11
7.3 Mẫu Factory Method
Thí dụ về việc dùng mẫu Factory method :
. Các ứng dụng trong bộ MS Office như Word, Excel, PowerPoint 
 ₫ều có cơ chế khởi tạo, xử lý tài liệu giống nhau cho dù cấu trúc 
 vật lý của các tài liệu trong các ứng dụng là khác nhau. Để viết 
 ₫oạn code xử lý tài liệu trong các ứng dụng MS Office nhất quán, 
 ₫ộc lập với tài liệu cụ thể, Microsoft ₫ã dùng mẫu Factory Method 
 như sau ₫ể thiết kế các ứng dụng MS Office :
 Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính Môn : Các mẫu thiết kế hướng ₫ối tượng
 Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM Chương 7 : Các mẫu thiết kế phục vụ khởi tạo ₫ối tượng 
 © 2010 Slide 12
7.3 Mẫu Factory Method
 docs
 IDocument Application
 Open() CreateDocument() Document* doc=CreateDocument();
 Close() NewDocument() docs.Add(doc);
 Save() OpenDocument() doc->Open();
 Revert()
 MyDocument MyApplication
 CreateDocument() return new MyDocument;
 Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính Môn : Các mẫu thiết kế hướng ₫ối tượng
 Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM Chương 7 : Các mẫu thiết kế phục vụ khởi tạo ₫ối tượng 
 © 2010 Slide 13
7.3 Mẫu Factory Method
Ta có thể xây dựng mẫu Factory Method theo loại class pattern với 
lược ₫ồ class như sau :
 docs
 IProduct Creator
 FactoryMethod() ...
 AnOperation() Product = FactoryMethod();
 ...
 ConcreteProduct ConcreteCreator
 FactoryMethod() return new ConcreteProduct;
 Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính Môn : Các mẫu thiết kế hướng ₫ối tượng
 Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM Chương 7 : Các mẫu thiết kế phục vụ khởi tạo ₫ối tượng 
 © 2010 Slide 14
7.3 Mẫu Factory Method
Các phần tử tham gia :
. Creator (Application) : class chứa code client cần tạo và sử dụng 
 ₫ối tượng phức hợp, nó sẽ chứa ₫ặc tả các tác vụ khởi tạo ₫ối 
 tượng phức hợp cần dùng.
. ConcreteCreator (MyApplication) : class hiện thực các tác vụ tạo 
 ₫ối tượng trong class cha Creator.
. IProduct (IDocument) : interface của ₫ối tượng phức hợp cần tạo 
 và sử dụng.
. ConcreteProduct (MyDocument) : class miêu tả ₫ối tượng phức 
 hợp cụ thể cần tạo và sử dụng.
 Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính Môn : Các mẫu thiết kế hướng ₫ối tượng
 Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM Chương 7 : Các mẫu thiết kế phục vụ khởi tạo ₫ối tượng 
 © 2010 Slide 15
7.4 Mẫu Prototype
Mục tiêu :
 . Tạo ₫ối tượng mới có nội dung y như ₫ối tượng ₫ã có sẵn.
 Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính Môn : Các mẫu thiết kế hướng ₫ối tượng
 Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM Chương 7 : Các mẫu thiết kế phục vụ khởi tạo ₫ối tượng 
 © 2010 Slide 16
7.4 Mẫu Prototype
Thí dụ về việc dùng mẫu Prototype :
. Có nhiều khi ta muốn tạo ₫ối tượng mới có cấu trúc và nội dung cụ 
 thể giống y như một ₫ội tượng ₫ã có sẵn. Cách tốt nhất là dùng 
 mẫu Prototype, ₫ối tượng có sẵn ₫ược gọi là Prototype và phải 
 chứa ít nhất tác vụ Clone() có nhiệm vụ trả về tham khảo ₫ến ₫ối 
 tượng có cấu trúc và nội dung giống như như mình (₫ối tượng ₫ó 
 có thể chính là mình).
. Thường dùng trong các phát biểu gán ₫ối tượng nhưng theo nghĩa 
 giống như lệnh gán dữ liệu cổ ₫iển :
int i1 = 5; C1 c1 = new C1(); //có c1.i = 0;
Int i2 = i1; //i2 = 5 c1.i = 5;
I1 = 0; //i2 vẫn =5 C1 c2 = c1.Clone(); //c2.i sẽ = 5;
 c1.i = 0; //c2.i vẫn =5
 Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính Môn : Các mẫu thiết kế hướng ₫ối tượng
 Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM Chương 7 : Các mẫu thiết kế phục vụ khởi tạo ₫ối tượng 
 © 2010 Slide 17
7.4 Mẫu Prototype
 prototype
 Client Prototype
 Operation() Clone()
 ConcretePrototype1 ConcretePrototype2
 p = protoype.Clone();
 Clone() Clone()
 return copy of self; return copy of shelf;
 Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính Môn : Các mẫu thiết kế hướng ₫ối tượng
 Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM Chương 7 : Các mẫu thiết kế phục vụ khởi tạo ₫ối tượng 
 © 2010 Slide 18
7.4 Mẫu Prototype
Các phần tử tham gia :
. Prototype : interface miêu tả các tác vụ của ₫ối tượng phức hợp 
 cần dùng bởi Client, trong ₫ó cần có tác vụ Clone() với chức năng 
 tạo ra ₫ối tượng có cầu trúc và nội dung giống hệt mình.
. ConcretePrototype1, : class hiện thực các tác vụ trong class cha 
 Prototype theo cách riêng của mình.
. Client : class miêu tả ₫oạn code tạo và sử dụng các ₫ối tượng 
 ConcretePrototype1, ConcretePrototype2...
 Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính Môn : Các mẫu thiết kế hướng ₫ối tượng
 Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM Chương 7 : Các mẫu thiết kế phục vụ khởi tạo ₫ối tượng 
 © 2010 Slide 19
7.5 Mẫu Builder
Mục tiêu :
 . Giúp Client khởi tạo ₫ối tượng phức hợp (bao gộp) theo cơ chế 
 tích lũy tăng dần thông qua nhiều lần gọi dịch vụ của ₫ối tượng 
 Builder. 
 . Client không cần biết các thông tin hiện thực của ₫ối tượng ₫ó. 
 Cụ thể Client không cần biết ₫ối tượng ₫ược tạo ra thuộc class 
 nào, có cấu trúc cụ thể nào, các ₫ối tượng thành phần thuộc 
 class cụ thể nào
 Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính Môn : Các mẫu thiết kế hướng ₫ối tượng
 Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM Chương 7 : Các mẫu thiết kế phục vụ khởi tạo ₫ối tượng 
 © 2010 Slide 20
7.5 Mẫu Builder
Thí dụ về việc dùng mẫu Builder :
. Ta muốn viết chương trình RTFTranslate có chức năng ₫ọc file tài 
 liệu theo ₫ịnh dạng RTF rồi chuyển nội dung gốc thành 1 ₫ịnh 
 dạng xác ₫ịnh nào ₫ó, thí dụ như chuỗi văn bản thô mã ASCII, 
 hay ₫ịnh dạng tài liệu khoa học TeX, hay ₫ịnh dạng MSWord, 
 Cho dù cần chuyển về ₫ịnh dạng nào (biết trước hay chưa biết 
 trước), ta muốn ₫oạn code thực hiện chuyển ₫ịnh dạng phải có 
 tính tổng quát và ₫ộc lập với ₫ịnh dạng ₫ích. 
. Cách tốt nhất ₫ể giải quyết vấn ₫ề trên là dùng mẫu Builder với 
 lược ₫ồ class như sau :
 Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính Môn : Các mẫu thiết kế hướng ₫ối tượng
 Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM Chương 7 : Các mẫu thiết kế phục vụ khởi tạo ₫ối tượng 
 © 2010 Slide 21
7.5 Mẫu Builder
 Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính Môn : Các mẫu thiết kế hướng ₫ối tượng
 Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM Chương 7 : Các mẫu thiết kế phục vụ khởi tạo ₫ối tượng 
 © 2010 Slide 22
7.5 Mẫu Builder 
Ta có thể xây dựng mẫu Builder theo loại class pattern với lược ₫ồ 
class 
như 
sau :
 Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính Môn : Các mẫu thiết kế hướng ₫ối tượng
 Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM Chương 7 : Các mẫu thiết kế phục vụ khởi tạo ₫ối tượng 
 © 2010 Slide 23
7.5 Mẫu Builder 
Các phần tử tham gia :
. IBuilder (IConverter) : interface thống nhất của các builder khác 
 nhau.
. Dicrector (RTFTranslate) : ₫oạn code Client thực hiện giải thuật 
 tạo và phát triển ₫ối tượng phức hợp, ₫oạn code này phải ₫ộc lập 
 với chi tiết cụ thể về ₫ối tượng phức hợp ₫ược tạo ra. Director chỉ 
 sử dụng ₫ối tượng phức hợp thông qua interface thống nhất 
 IComplexObject.
. ConcreteBuilder1 (ASCIIConverter) : class ₫ặc tả 1 builder cụ 
 thể, builder này sẽ tạo và phát triển ₫ối tượng phức hợp theo cấu 
 trúc riêng do nó quản lý. Nó cũng cung cấp tác vụ getResult() ₫ể 
 trả về tham khảo ₫ến ₫ối tượng phức hợp sau khi xây dựng xong, 
 ₫ối tượng phức hợp này phải hiện thực interface IComplexObject.
 Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính Môn : Các mẫu thiết kế hướng ₫ối tượng
 Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM Chương 7 : Các mẫu thiết kế phục vụ khởi tạo ₫ối tượng 
 © 2010 Slide 24
7.5 Mẫu Builder 
Các phần tử tham gia :
. IComplexObject (IResult) : interface thống nhất của các ₫ối tượng 
 phức hợp mà các builder khác nhau tạo ra.
. ComplexObject1 (ASCIIString) : class ₫ặc tả 1 ₫ối tượng phức 
 hợp cụ thể do 1 builder cụ thể tạo ra.
 Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính Môn : Các mẫu thiết kế hướng ₫ối tượng
 Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM Chương 7 : Các mẫu thiết kế phục vụ khởi tạo ₫ối tượng 
 © 2010 Slide 25
 7.6 Mẫu Singleton
Mục tiêu :
. Đảm bảo chỉ có thể tạo ra 1 instance duy nhất của 1 class chức 
 năng xác ₫ịnh và cấp phát tham khảo ₫ến ₫ối tượng duy nhất này 
 cho các client ₫ể chúng dùng chung.
. Thực tế trong nhiều hoạt ₫ộng của hệ thống, ₫ể ₫ảm bảo tính nhất 
 quán và ₫úng ₫ắn trong việc sử dụng tài nguyên của hệ thống, ta 
 phải ₫ảm bảo chỉ có thể tạo ra 1 ₫ối tượng quản lý tài nguyên ₫ó. 
 Thí dụ ₫ể quản lý việc in ấn của các phần mềm ra 1 máy in ₫ược 
 ₫úng ₫ắn và nhất quán, ta chỉ ₫ược tạo 1 ₫ối tượng "printer spooler" 
 ₫ể quản lý máy in tương ứng. Để quản lý việc truy xuất các file trên 
 thiết bị chứa tin của máy, ta chỉ ₫ược tạo ra 1 ₫ối tượng quản lý hệ 
 thống file duy nhất. Để quản lý các cửa sổ ứng dụng, ta chỉ ₫ược tạo 
 ra 1 ₫ối tượng quản lý windows duy nhất
. Để giải quyết các vấn ₫ề trên, cách tốt nhất là dùng mẫu Singleton
 Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính Môn : Các mẫu thiết kế hướng ₫ối tượng
 Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM Chương 7 : Các mẫu thiết kế phục vụ khởi tạo ₫ối tượng 
 © 2010 Slide 26
7.6 Mẫu Singleton
Thí dụ về việc dùng mẫu Builder :
. Sau ₫ây là lược ₫ồ class của mẫu Singleton giải quyết việc in ấn 
 của các ứng dụng trên 1 máy in xác ₫ịnh.
 Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính Môn : Các mẫu thiết kế hướng ₫ối tượng
 Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM Chương 7 : Các mẫu thiết kế phục vụ khởi tạo ₫ối tượng 
 © 2010 Slide 27
7.6 Mẫu Singleton 
Ta có thể xây dựng mẫu Singleton theo loại class pattern với lược ₫ồ 
class như sau :
 Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính Môn : Các mẫu thiết kế hướng ₫ối tượng
 Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM Chương 7 : Các mẫu thiết kế phục vụ khởi tạo ₫ối tượng 
 © 2010 Slide 28
7.6 Mẫu Singleton
Các phần tử tham gia :
. Singleton (PrintSpooler) : chịu trách nhiệm về việc tạo instance 
 duy nhất cho class Singleton, trả về tham khảo ₫ến ₫ối tượng duy 
 nhất này khi có yêu cầu và không cho phép client tạo thêm ₫ối 
 tượng Singleton khác. 
. Application : khi cần dùng ₫ối tượng Singleton, nó gọi tác vụ 
 getInstance() của class Singleton rồi dùng tham khảo này ₫ể truy 
 xuất dịch vụ của ₫ối tượng. Nó không thể dùng lệnh new ₫ể tạo 
 ₫ối tượng Singleton khác
 Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính Môn : Các mẫu thiết kế hướng ₫ối tượng
 Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM Chương 7 : Các mẫu thiết kế phục vụ khởi tạo ₫ối tượng 
 © 2010 Slide 29
7.7 Kết chương 
 Chương này ₫ã giới thiệu các thông tin cơ bản về nhóm mẫu
 phục vụ khởi tạo ₫ối tượng phức hợp và thông tin chi tiết cụ thể về
 các mẫu Asbtract Factory, Factory Method, Prototype, Builder,
 Singleton.
 Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính Môn : Các mẫu thiết kế hướng ₫ối tượng
 Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM Chương 7 : Các mẫu thiết kế phục vụ khởi tạo ₫ối tượng 
 © 2010 Slide 30