design-pattern

Used of Software engineer final test.

Note

adapter pattern

ตามหลักแล้วถ้าเราจะใช้ปลั๊กไฟแบบบ้านเราไปต่อต่างประเทศนั้น เราก็ต้องผ่าน Adapter ตัวนึงก่อนที่เข้ากับของเราได้ เพื่อไปใช้กับปลั๊กประเทศนั้นๆ เป็นการเปรียบเทียบกับ interface ของฝั่ง client request ไปที่ ITarget และต้องมี Adapter มาอีกต่อนึง โดย Adapter จะเรียกใช้ Adaptee เพื่อร้องขอ SpecificationRequest อีกทีหนึ่ง

Strategy Pattern

แยก behaviour ออกจาก class แม่ เพื่อไม่ให้มีผลกระทบกับ class ลูกเสมอไป behaviour ที่แยกออกมาเรียกว่า strategy

composition vs inheritance

inheritance สิ่งหนึ่งเป็นอีกสิ่งหนึ่ง คือการสืบทอดพฤติกรรมต่อจากแม่ให้ลูก

composition สิ่งหนึ่งมีอีกสิ่งหนึ่ง คือการใส่พฤติกรรมให้ class

*** ทั้งสองสิ่งไม่ได้แยกจากกันโดยสมบูรณ์ สามารถใช้เสริมกันได้

ตัวอย่างในไฟล์ strategy.java คือเราสร้าง class ชื่อ context เป็นตัวรับ behavior โดยที่มี strategy 3 อย่างคือ +, -, * แล้วเลือกว่าตอนเรียกใช้ context จะใส่ behaivior ไหนเข้าไป คือเราสามารถเปลี่ยนความสามารถของ class ในตอนที่ run time ได้

Observer Pattern

เป็น Pattern ที่เชื่อมโยง Object กันแบบ One-to-Many เมื่อ​ Subject มีการเปลี่ยนแปลง เหล่า Observer ทั้งหลายที่ Subscribe ก็จะรับรู้การเปลี่ยนแปลงนั้น เหมือนเป็น เหมือนเป็น Hub ข้อมูลกลาง และส่งข้อมูลใหเ Object อื่นๆใช้ https://www.algorithmtut.com/algorithm-observer-design-pattern/ https://www.tutorialspoint.com/design_pattern/observer_pattern.htm เนื้อหาในโค๊ดคร่าวๆ

1. ไฟล์ Subject.java method attach จะทำหน้าที่สร้าง Subscribe พอ setState จะสั่งให้ Subscribe ทั้งหมด update
2. ไฟล์ BinaryObserver.java มี method update ที่เอาทำจากข้อ 1
3. ไฟล์ ObserverPatternDemo.java เป็น main หลัก พอสั่ง setState method ทั้งหมดจะ update

output
First state change: 15
Octal String: 17
Binary String: 1111
Second state change: 10
Octal String: 12
Binary String: 1010

Decorator Pattern

Decorator Pattern คือรูปแบบที่ช่วยให้เราสามารถเพิ่มเติม state และ พฤติกรรมใหม่ เข้าไปใน object แบบ dynamic ได้ นั่นคือการที่เราสามารถเพิ่ม state และ พฤติกรรมใหม่ เช่นนี้เข้าไปได้ เราจึงไม่จำเป็นต้องกลับไปแก้ไข code method หรือ state ของ object เดิมเลย https://www.tutorialspoint.com/design_pattern/decorator_pattern.htm

1. create Shape.java
2. create Rectangle.java and Circle.java and override method draw
3. create ShapeDecorator.java คือ Class ที่จะเอามาคลุม Shape ทำให้เราสามารถ custom ได้
4. create RedShapeDecorator.java extend ShapeDecorator เพื่อสร้าง Shape สีแดง
5. DecoratorPatternDemo.java เป็น main หลัก Shape redCircle = new RedShapeDecorator(new Circle()); จะเป็นการสร้างวงกรมสีแดงขึ้นมา

output
Circle with normal border
Shape: Circle

Circle of red border
Shape: Circle
Border Color: Red

Rectangle of red border
Shape: Rectangle
Border Color: Red

Bridge Pattern

คือ แนวคิดในการยืมความสามารถจาก Class ภายนอกมาใช้งาน ใช้สำหรับแก้ปัญหาการ couple ระหว่าง abstraction กับ implementation โดย class หลักที่เราจะใช้งานจะถูกเรียกว่า Abstraction และ class ที่เราจะยืมความสามารถมาจะเรียกว่า Implementor วิธีนี้แก้คือเราสร้าง abstraction ขึ้นมาคั่น ระหว่าง target กับ client เพื่อให้ client เห็นแค่ abstraction อันใหม่ จากนั้นเราจะแก้ abstraction นี้ยังไงก็ได้ โดยการแก้นั้นจะไม่ส่งผลกระทบอะไรกับ target (ดูความสัมพันธ์ในลิ้งด้านล่างแบบเห็นละรู้เลย) เนื้อหาในโค้ดคร่าวๆ

1. create 'DrawAPI.java' เป็นคำสั่งให้วาดวงกลม
2. create 'RedCircle.java' กับ 'GreenCircle.java' ไว้ implement DrawAPI มาใช้
3. create 'Shape.java' สร้างมารับค่าจะ user แล้วค่อยเรียกใช้คำสั่งจาก 'Circle.java'
4. create 'Circle.java' จะส่งคำสั่งกำหนดค่าและวาดรูปไปให้ Shape
5. create 'BridgePatternDemo.java' เรียกใช้ class Shape กับ DrawAPI เพื่อวาดวงกลมต่างสีกัน

output
Drawing Circle[ color: red, radius: 10, x: 100, 100]
Drawing Circle[  color: green, radius: 10, x: 100, 100]

อ้างอิงจาก http://manit-tree.blogspot.com/2012/07/design-pattern-bridge-pattern.html มีสรุปอยู่ด้านล่างเผื่ออ่านละยังงงอีก อ้างอิงจาก https://2bedev.com/365days-of-program-day-53/ มีตัวอย่างที่คิดว่าสรุปแล้วเห็นภาพเลยอยู่ด้านล่างเว็บนี้ด้วย https://www.tutorialspoint.com/design_pattern/bridge_pattern.htm คำอธิบายโค้ดอยู่ในนี้

Singleton Pattern

เป็น Pattern ที่จำกัดจำนวนของ Object ที่ถูกสร้างขึ้นในระบบ ซึ่งจะเป็นประโยชน์เมื่อระบบต้องการจะมี Object นั้นเพียงตัวเดียวเพื่อป้องกันไม่ให้เกิดการทำงานซ้ำซ้อนกันเช่น class สำหรับการเก็บข้อมูล หรือเป็น Model ที่มีการเรียกใช้งานทั้งระบบ

อ้างอิงจาก https://medium.com/20scoops-cnx/singleton-pattern-%E0%B8%84%E0%B8%B7%E0%B8%AD%E0%B8%AD%E0%B8%B0%E0%B9%84%E0%B8%A3-b7b28182654f อ่านเพิ่ม https://www.tutorialspoint.com/design_pattern/singleton_pattern.htm

เนื้อหาจากไฟล์

1. ไฟล์ SingleObject ในไฟล์จะมีตัวแปร instance เป็นตัวแปรแบบ static และจะอนุญาติให้สร้าง object ได้จากการ getInstance() เท่านั้น และ object นี้สามารถถูกสร้างได้แค่ครั้งเดียวจากการเช็คใน getInstance ว่าเคยถูกสร้างหรือยัง
2. ไฟล์ SingletonDemo เป็นไฟล์ main ของโปรแกรม จะแสดงข้อความ

Hello World, This is singleton pattern.

Factory Pattern

Factory Pattern คือรูปแบบที่จำลองโรงงานสร้างของขึ้นมา โดยที่เราสามารถสั่งสร้างของได้โดยไม่ต้องสนใจโลจิกการสร้างของในfactory ทำให้ง่ายต่อการสร้างobject เนื้อหาจากไฟล์

1. สร้าง interface Shape.java และสร้างคลาสobjectที่จะสร้างขึ้นมา Circle.java ,Rectangle.java ,Square.java ให้object ทุกตัว implements Shape
2. สร้าง factory ShapeFactory.java factoryจะเป็นตัวสร้างobjectทั้ง3ตัวโดยจะรับargumentเป็นเงื่อนไขการสร้าง
3. สร้าง FactoryPatternDemo FactoryPatternDemo.java เมื่อต้องการจะใช้objectไหนก็สั่งสร้างผ่าน ShapeFactory และนำไปใช้ได้เลย https://www.tutorialspoint.com/design_pattern/abstract_factory_pattern.htm

output
Inside Circle::draw() method.
Inside Rectangle::draw() method.
Inside Square::draw() method.

Abstract Factory Pattern

คล้ายกับ Factory Pattern แต่จะมีตัวที่สร้างโรงงานขึ้นมาอีกทีนั่นคือ FactoryProducer และแต่ละโรงงานก็จะมีโครงสร้างเหมือนกับ Factory Pattern การสร้างobjectนั่นเปลี่ยนจากการสร้างผ่าน factory เป็นติดต่อผ่าน AbstractFactoryแทน ทำให้สามารถเพิ่มเติมหรือแก้ไขfactoryในภายหลังได้ https://www.tutorialspoint.com/design_pattern/abstract_factory_pattern.htm

output
Inside Circle::draw() method.
Inside Rectangle::draw() method.
Inside Square::draw() method.
Inside Red::fill() method.
Inside Green::fill() method.
Inside Blue::fill() method.

Facade Pattern

Facade Pattern คือ pattern ที่ช่วยลดความซับซ้อนของระบบ และหน้า interface ของ client โดยนำระบบย่อยมารวมใน class เดียว แล้วให้ client เรียกใช้ class นั้นเพียง class เดียว (source: http://enos.itcollege.ee/~jpoial/java/naited/Java-Design-Patterns.pdf)

1. ไฟล์ Runserver.java แสดงให้เห็นว่่าหากไม่นำ Facade Pattern มาใช้ client ต้องรันคำสั่งมากมายเพื่อ start/stop server
2. ไฟล์ ScheduleServerFacade.java รวมคำสั่งที่ต้องรันเพื่อ start/stop server ไว้ในคำสั่งเดียว
3. ไฟล์ TestFacade.java หน้า interface ของ user เหลือเพียงแค่คำสั่ง start/stop server

Command Pattern

Command pattern คือ pattern ที่มีการสร้างตัว request (object ตัวนึงขึ้นมาเพื่อห่อหุ้มข้อมูลและ command ต่างๆ) และส่งผ่านให้ invoker มาจัดการกับ request ที่รับไปยัง object ที่สอดคล้องกับ command ใน request นั้นๆ

อ้างอิงจาก https://www.tutorialspoint.com/design_pattern/command_pattern.htm อ่านเพิ่ม https://2bedev.com/365days-of-program-day-61/

เนื้อหาจากไฟล์

1. ไฟล์ Order.java เป็น interface ของ command
2. ไฟล์ Stock.java เป็น request class
3. ไฟล์ BuyStock.java และ SellStock.java เป็น class ที่ implement มาจาก Order เพื่อ execute ตัว request ที่รับมาจาก Broker
4. ไฟล์ Broker.java เป็น invoker class มารับ request แล้วส่งไปเรียกใช้งานคำสั่งตามที่เหมาะสม
5. ไฟล์ CommandDemo.java เป็น Main ของโปรแกรม เรียกใช้ Broker มารับ request แล้วรัน command

Stock [ Name: ABC, Quantity: 10 ] bought
Stock [ Name: ABC, Quantity: 10 ] sold

Proxy Pattern

proxy หมายความว่า ผู้แทน ดังนั้น pattern นี่คือการมอบหมายให้ class หนึ่งเป็นตัวแทนของอีก class หนึ่ง ยกตัวอย่างเช่นการ Reverse proxy ที่ให้ server หนึ่งรับ request มาก่อนส่งให้ server หลัก เพื่อช่วยลดภาระการทำงานของ server หลัก

ประโยชน์จากการใช้

1. Lazy-instantiate an object: ข้อมูลจะไม่ถูกโหลดจนกว่าเราจะเรียกใช้
2. Control access to the object: เช็คสิทธิการเข้าถึงก่อนเข้า real service ได้
3. Hide the fact object: สามารคืนค่าให้ client ก่อนโดยไม่ต้องผ่าน real service

อ่านเพิ่ม http://manit-tree.blogspot.com/2012/07/design-pattern-proxy-pattern.html

ในตัวอย่าง proxy.java จะเป็นการสร้าง RealImage กับ ProxyImage ที่ inherit มาจาก RealImage ใน main เราประกาศ class ProxyImage ซึ่งจะมีการ load ข้อมูลจาก disk แค่ครั้งแรกที่ display รอบถัดไปจะไม่ต้องโหลดมาใหม่อีก

Structural Patterns

path นี้จะเป็นการเปรียบเทียบระหว่าง

1.Decorator Pattern

เปลี่ยน behavior คือไม่ได้เปลี่ยน interface แต่เปลี่ยน implementation พยายามจะ solve ปัญหาโดยการที่พยายามจะ compose ยังไงก็ได้แล้วแต่เรา ทำการ decorating ทุก component

2.Adapter Pattern

เราเปลี่ยนแปลงไปโดยที่ไม่สน behavior คือเปลี่ยน interface ที่เราอยากใช้ ให้เข้ากับ interface ของเรา

3.Facade Pattern

ตัว facal จะเป็นตัว higher level interface ที่เอาไว้ให้เราใช้พวกที่ต่ำกว่านี้ ที่ซับซ้อนมากๆ ได้ง่ายขึ้น

4.Proxy Pattern

ตัว proxy จะเป็นตัวติดต่อกับ client แล้วค่อยส่งไปให้ real คือทำอะไรต้องผ่าน proxy ก่อน แต่ว่าทั้ง 2 อย่่างจะใช้ subject ร่วมกัน คือบาง common answer ทาง real ก็จะสามารถใช้ได้โดยตรง proxy เหมือนเป็น control access เปลี่ยน implementation แต่ interface ของ real กับ proxy เหมือนกัน

5.Bridge Pattern

ตัวอย่างเช่นการที่เรามี 2 hierarchy ที่เหมือนๆกัน คนละ interface กัน เรียกว่า bridge เพราะมันคือการ bridge ข้ามไปอีก interface นึง ค่อนข้างจะ flexible