Design patterns
Design patterns
В математике давно выработаны общие методы решения типовых задач. Доказательство теоремы начинается со слов: "Проведем доказательство от противного" или: "Докажем это методом математической индукции", и вы сразу представляете себе схему доказательства, его путь становится вам понятен.
Нет ли подобных общих методов в программировании? Есть.
Допустим, вам поручили автоматизировать метеорологическую станцию. Информация от различных датчиков или, другими словами,
контроллеров
температуры, давления, влажности, скорости ветра поступает в цифровом виде в компьютер. Там она обрабатывается: вычисляются усредненные значения по регионам, на основе многодневных наблюдений делается прогноз на завтра, т. е. создается
модель
метеорологической картины местности. Затем прогноз выводится по разным каналам: на экран монитора, самописец, передается по сети. Он представляется в разных видах, колонках чисел, графиках, диаграммах.
Естественно спроектировать такую автоматизированную систему из трех частей.
- Первая часть, назовем ее Контроллером (controller), принимает сведения от датчиков и преобразует их в какую-то единообразную форму, пригодную для дальнейшей обработки, например, приводит к одному масштабу. При этом для каждого датчика надо написать свой модуль, на вход которого поступают сигналы конкретного устройства, а на выходе образуется унифицированная информация.
- Вторая часть, назовем ее Моделью (model), принимает эту унифицированную информацию от Контроллера, ничего не зная о датчике и не интересуясь тем, от какого именно датчика она поступила, и преобразует ее по своим алгоритмам опять-таки к какому-то однообразному виду, например, к последовательности чисел.
- Третья часть системы, Вид (view), непосредственно связана с устройствами вывода и преобразует поступившую от Модели последовательность чисел в график, диаграмму или пакет для отправки по сети. Для каждого устройства придется написать свой модуль, учитывающий особенности именно этого устройства.
В чем удобство такой трехзвенной схемы? Она очень гибка. Замена одного датчика приведет к замене только одного модуля в Контроллере, ни Модель, ни Вид этого даже не заметят. Надо представить прогноз в каком-то новом виде, например, для телевидения? Пожалуйста, достаточно написать один модуль и вставить его в Вид. Изменился алгоритм обработки данных? Меняем Модель.
Эта схема разработана еще в 80-х годах прошлого столетия [То есть XX века. — Ред. ] в языке Smalltalk и получила название MVG (Model-View-Controller). Оказалось, что она применима во многих областях, далеких от метеорологии, всюду, где удобно отделить обработку от ввода и вывода информации.
Сбор информации часто организуется так. На экране дисплея открывается поле ввода, в которое вы набиваете сведения, допустим, фамилии в произвольном порядке, а в соседнем поле вывода отображается обработанная информация, например, список фамилий по алфавиту. Будьте уверены, что эта программа организована по схеме МУС. Контроллером служит поле ввода, Видом — поле вывода, а Моделью — метод сортировки фамилий. В третьей части книги мы рассмотрим примеры реализации этой схемы.
К середине 90-х годов накопилось много подобных схем. В них сконцентрирован многолетний опыт тысяч программистов, выражены наилучшие решения типовых задач.
Вот, пожалуй, самая простая из этих схем. Надо написать класс, у которого можно создать только один экземпляр, но этим экземпляром должны пользоваться объекты других классов. Для решения этой задачи предложена схема Singleton, представленная в листинге 3.5.
