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Handbuch der Java-Programmierung, 5. Auflage
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<td align="right">Handbuch der Java-Programmierung, 5. Auflage
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<td align="right">Kapitel 10 - OOP IV: Verschiedenes
</table>
<hr>
<!-- Section -->
<a name="sectlevel2id010004"></a>
<h2>10.4 <a name="ixa100620">Design-Patterns</a></h2>
<hr>
<ul>
<li><a href="k100068.html#sectlevel2id010004">10.4 Design-Patterns</a>
<ul>
<li><a href="k100068.html#singletonpattern">10.4.1 Singleton </a>
<li><a href="k100068.html#sectlevel3id010004002">10.4.2 Immutable </a>
<li><a href="k100068.html#sectlevel3id010004003">10.4.3 Interface </a>
<li><a href="k100068.html#factorypattern">10.4.4 Factory </a>
<ul>
<li><a href="k100068.html#sectlevel4id010004004001">Factory-Methode</a>
<li><a href="k100068.html#sectlevel4id010004004002">Factory-Klasse</a>
<li><a href="k100068.html#sectlevel4id010004004003">Abstrakte Factory</a>
</ul>
<li><a href="k100068.html#iteratorpattern">10.4.5 Iterator </a>
<li><a href="k100068.html#delegatepattern">10.4.6 Delegate </a>
<li><a href="k100068.html#compositepattern">10.4.7 Composite </a>
<li><a href="k100068.html#visitorpattern">10.4.8 Visitor </a>
<li><a href="k100068.html#observerpattern">10.4.9 Observer </a>
</ul>
</ul>
<hr>
<p>
<i>Design-Patterns</i> (oder <a name="ixa100621"><i>Entwurfsmuster</i></a>)
sind eine der wichtigsten und interessantesten Entwicklungen der objektorientierten
Programmierung der letzten Jahre. Basierend auf den Ideen des Architekten
<a name="ixa100622"><i>Christopher Alexander</i></a> wurden sie durch
das Buch »Design-Patterns - Elements of Reusable Object-Oriented
Software« von <a name="ixa100623"><i>Erich Gamma</i></a>, <a name="ixa100624"><i>Richard
Helm</i></a>, <a name="ixa100625"><i>Ralph Johnson</i></a>
und <a name="ixa100626"><i>John Vlissides</i></a> 1995 einer breiten
Öffentlichkeit bekannt.
<p>
Als Design-Patterns bezeichnet man (wohlüberlegte) Designvorschläge
für den Entwurf objektorientierter Softwaresysteme. Ein Design-Pattern
deckt dabei ein ganz bestimmtes Entwurfsproblem ab und beschreibt
in rezeptartiger Weise das Zusammenwirken von Klassen, Objekten und
Methoden. Meist sind daran mehrere Algorithmen und/oder Datenstrukturen
beteiligt. Design-Patterns stellen wie Datenstrukturen oder Algorithmen
vordefinierte Lösungen für konkrete Programmierprobleme
dar, allerdings auf einer höheren Abstraktionsebene.
<p>
Einer der wichtigsten Verdienste standardisierter Design-Patterns
ist es, Softwaredesigns <i>Namen</i> zu geben. Zwar ist es in der
Praxis nicht immer möglich oder sinnvoll, ein bestimmtes Design-Pattern
in allen Details zu übernehmen. Die konsistente Verwendung ihrer
Namen und ihres prinzipiellen Aufbaus erweitern jedoch das Handwerkszeug
und die Kommunikationsfähigkeit des OOP-Programmierers beträchtlich.
Begriffe wie <i>Factory</i>, <i>Iterator</i> oder <i>Singleton</i>
werden in OO-Projekten routinemäßig verwendet und sollten
für jeden betroffenen Entwickler dieselbe Bedeutung haben.
<p>
Wir wollen nachfolgend einige der wichtigsten Design-Patterns vorstellen
und ihre Implementierung in Java skizzieren. Die Ausführungen
sollten allerdings nur als erster Einstieg in das Thema angesehen
werden. Viele Patterns können hier aus Platzgründen gar
nicht erwähnt werden, obwohl sie in der Praxis einen hohen Stellenwert
haben (z.B. Adapter, Bridge, Mediator, Command etc.). Zudem ist die
Bedeutung eines Patterns für den OOP-Anfänger oft gar nicht
verständlich, sondern erschließt sich erst nach Monaten
oder Jahren zusätzlicher Programmiererfahrung.
<p>
Die folgenden Abschnitte ersetzen also nicht die Lektüre weiterführender
Literatur zu diesem Thema. Das oben erwähnte Werk von Gamma et
al. ist nach wie vor einer der Klassiker schlechthin (die Autoren
und ihr Buch werden meist als »GoF« bezeichnet, ein Akronym
für »Gang of Four«<a name="ixa100627"></a>). Daneben
existieren auch spezifische Kataloge, in denen die Design-Patterns
zu bestimmten Anwendungsgebieten oder auf der Basis einer ganz bestimmten
Sprache, wie etwa C++ oder Java, beschrieben werden.
<!-- Section -->
<a name="singletonpattern"></a>
<h3>10.4.1 Singleton<a name="ixa100628"></a> <a name="ixa100629"></a>
</h3>
<p>
Ein <i>Singleton</i> ist eine Klasse, von der nur ein einziges Objekt
erzeugt werden darf. Es stellt eine globale Zugriffsmöglichkeit
auf dieses Objekt zur Verfügung und instanziert es beim ersten
Zugriff automatisch. Es gibt viele Beispiele für Singletons.
So ist etwa der Spooler in einem Drucksystem ein Singleton oder der
Fenstermanager unter Windows, der Firmenstamm in einem Abrechnungssystem
oder die Übersetzungstabelle in einem Parser.
<p>
Wichtige Designmerkmale einer Singleton-Klasse sind:
<ul>
<li>Sie besitzt eine statische Membervariable ihres eigenen Typs,
in dem die einzige Instanz gespeichert wird.
<li>Sie besitzt eine statische Methode <font color="#000077"><tt>getInstance</tt></font>,
mit der auf die Instanz zugegriffen werden kann.
<li>Sie besitzt einen privaten parameterlosen Konstruktor, um zu verhindern,
dass andere Klassen durch Anwendung des <a href="index_n.html#ixb100089"><font color=#000080><tt>new</tt></font></a>-Operators
eine Instanz erzeugen (er verhindert allerdings auch das Ableiten
anderer Klassen).
</ul>
<p>
Eine beispielhafte Implementierung könnte so aussehen:
<a name="singletonimp"></a>
<p>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=0 width=100% bgcolor="#DDDDDD">
<tr>
<td valign=top>
<font color="#000055">
<pre>
<font color="#555555">001 </font><font color="#0000AA">public</font> <font color="#0000AA">class</font> Singleton
<font color="#555555">002 </font>{
<font color="#555555">003 </font> <font color="#0000AA">private</font> <font color="#0000AA">static</font> Singleton instance = <font color="#006699">null</font>;
<font color="#555555">004 </font>
<font color="#555555">005 </font> <font color="#0000AA">public</font> <font color="#0000AA">static</font> Singleton getInstance()
<font color="#555555">006 </font> {
<font color="#555555">007 </font> <font color="#0000AA">if</font> (instance == <font color="#006699">null</font>) {
<font color="#555555">008 </font> instance = <font color="#0000AA">new</font> Singleton();
<font color="#555555">009 </font> }
<font color="#555555">010 </font> <font color="#0000AA">return</font> instance;
<font color="#555555">011 </font> }
<font color="#555555">012 </font>
<font color="#555555">013 </font> <font color="#0000AA">private</font> Singleton()
<font color="#555555">014 </font> {
<font color="#555555">015 </font> }
<font color="#555555">016 </font>}</pre>
</font>
</td>
<td valign=top align=right>
<a href="../examples/Singleton.java"><font color="#000055" size=-1>Singleton.java</font></a></td>
</tr>
</table>
<i>
Listing 10.10: Implementierung eines Singletons</i></p>
<p>
Singletons sind oft nützlich, um den Zugriff auf statische Variablen
zu kapseln und ihre Instanzierung zu kontrollieren. Da in der vorgestellten
Implementierung das Singleton immer an einer statischen Variable hängt,
ist zu beachten, dass es während der Laufzeit des Programms nie
an den Garbage Collector zurückgegeben und der zugeordnete Speicher
freigegeben wird. Dies gilt natürlich auch für weitere Objekte,
auf die von diesem Objekt verwiesen wird.
<p>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=0 width=100%>
<tr>
<td width=1 align=left valign=top bgcolor="#0099CC"><img src="trp1_1.gif"></td>
<td><img src="trp1_1.gif" width=1></td>
<td width=1 align=left valign=top bgcolor="#0099CC"><img src="trp1_1.gif"></td>
<td><img src="trp1_1.gif" width=2></td>
<td valign=top width=1000>
<p>
Manchmal begegnet man Klassen, die zwar nicht auf eine einzige, aber
doch auf sehr wenige Instanzen beschränkt sind. Auch bei solchen
»relativen Singletons«, »Fewtons« oder »Oligotons«
(Achtung, Wortschöpfungen des Autors) kann es sinnvoll sein,
ihre Instanzierung wie zuvor beschrieben zu kontrollieren. Mitunter
darf beispielsweise für eine Menge unterschiedlicher Kategorien
jeweils nur <i>eine Instanz pro Kategorie</i> erzeugt werden (etwa
ein Objekt der Klasse <font color="#000077"><tt>Uebersetzer</tt></font>
je unterstützter Sprache). Dann müssten lediglich die <font color="#000077"><tt>getInstance</tt></font>-Methode
parametrisiert und die erzeugten Instanzen anstelle einer einfachen
Variable in einer statischen Hashtable gehalten werden (siehe <a href="k100094.html#klassehashtable">Abschnitt 14.4</a>).</td>
<td><img src="trp1_1.gif" width=2></td>
<td valign=top>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=1 width=100% bgcolor="#0099CC">
<tr>
<td><font color="#FFFFFF"> Tipp </font></td>
</tr>
</table>
</td>
<td width=1 align=left valign=top bgcolor="#0099CC"><img src="trp1_1.gif"></td>
</tr>
</table>
<!-- Section -->
<a name="sectlevel3id010004002"></a>
<h3>10.4.2 Immutable<a name="ixa100630"></a> <a name="ixa100631"></a>
</h3>
<p>
Als <i>immutable</i> (unveränderlich) bezeichnet man Objekte,
die nach ihrer Instanzierung nicht mehr verändert werden können.
Ihre Membervariablen werden im Konstruktor oder in Initialisierern
gesetzt und danach ausschließlich im lesenden Zugriff verwendet.
Unveränderliche Objekte gibt es an verschiedenen Stellen in der
Java-Klassenbibliothek. Bekannte Beispiele sind die Klassen <a href="index_s.html#ixb100117"><font color=#000080><tt>String</tt></font></a>
(siehe <a href="k100070.html#kapitelstrings">Kapitel 11</a>) oder
die in <a href="k100066.html#wrapperklassen">Abschnitt 10.2</a> erläuterten
Wrapper-Klassen. Unveränderliche Objekte können gefahrlos
mehrfach referenziert werden und erfordern im Multithreading keinen
Synchronisationsaufwand.
<p>
Wichtige Designmerkmale einer Immutable-Klasse sind:
<ul>
<li>Alle Membervariablen sind privat.
<li>Schreibende Zugriffe auf Membervariablen finden ausschließlich
im Konstruktor oder in Initialisierern statt.
<li>Lesende Zugriffe auf Membervariablen sind verboten, wenn der Member
ein veränderliches Objekt oder ein Array ist.
<li>Werden veränderliche Objekte oder Arrays an einen Konstruktor
übergeben, so müssen sie geklont (also kopiert) werden,
bevor sie Membervariablen zugewiesen werden dürfen.
</ul>
<p>
Eine beispielhafte Implementierung könnte so aussehen:
<a name="listingid010011"></a>
<p>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=0 width=100% bgcolor="#DDDDDD">
<tr>
<td valign=top>
<font color="#000055">
<pre>
<font color="#555555">001 </font><font color="#0000AA">public</font> <font color="#0000AA">class</font> Immutable
<font color="#555555">002 </font>{
<font color="#555555">003 </font> <font color="#0000AA">private</font> <font color="#006699">int</font> value1;
<font color="#555555">004 </font> <font color="#0000AA">private</font> String[] value2;
<font color="#555555">005 </font>
<font color="#555555">006 </font> <font color="#0000AA">public</font> Immutable(<font color="#006699">int</font> value1, String[] value2)
<font color="#555555">007 </font> {
<font color="#555555">008 </font> <font color="#006699">this</font>.value1 = value1;
<font color="#555555">009 </font> <font color="#006699">this</font>.value2 = (String[])value2.clone();
<font color="#555555">010 </font> }
<font color="#555555">011 </font>
<font color="#555555">012 </font> <font color="#0000AA">public</font> <font color="#006699">int</font> getValue1()
<font color="#555555">013 </font> {
<font color="#555555">014 </font> <font color="#0000AA">return</font> value1;
<font color="#555555">015 </font> }
<font color="#555555">016 </font>
<font color="#555555">017 </font> <font color="#0000AA">public</font> String getValue2(<font color="#006699">int</font> index)
<font color="#555555">018 </font> {
<font color="#555555">019 </font> <font color="#0000AA">return</font> value2[index];
<font color="#555555">020 </font> }
<font color="#555555">021 </font>}</pre>
</font>
</td>
<td valign=top align=right>
<a href="../examples/Immutable.java"><font color="#000055" size=-1>Immutable.java</font></a></td>
</tr>
</table>
<i>
Listing 10.11: Implementierung eines Immutable</i></p>
<p>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=0 width=100%>
<tr>
<td width=1 align=left valign=top bgcolor="#CC0000"><img src="trp1_1.gif"></td>
<td><img src="trp1_1.gif" width=1></td>
<td width=1 align=left valign=top bgcolor="#CC0000"><img src="trp1_1.gif"></td>
<td><img src="trp1_1.gif" width=2></td>
<td valign=top width=1000>
<p>
Durch Ableitung könnte ein unveränderliches Objekt wieder
veränderlich werden. Zwar ist es der abgeleiteten Klasse nicht
möglich, die privaten Membervariablen der Basisklasse zu verändern.
Sie könnte aber ohne weiteres eigene Membervariablen einführen,
die die Immutable-Kriterien verletzen. Nötigenfalls ist die Klasse
als <a href="index_f.html#ixb100401"><font color=#000080><tt>final</tt></font></a>
zu deklarieren, um weitere Ableitungen zu verhindern.</td>
<td><img src="trp1_1.gif" width=2></td>
<td valign=top>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=1 width=100% bgcolor="#CC0000">
<tr>
<td><font color="#FFFFFF"> Warnung </font></td>
</tr>
</table>
</td>
<td width=1 align=left valign=top bgcolor="#CC0000"><img src="trp1_1.gif"></td>
</tr>
</table>
<!-- Section -->
<a name="sectlevel3id010004003"></a>
<h3>10.4.3 Interface<a name="ixa100632"></a> <a name="ixa100633"></a>
</h3>
<p>
Ein Interface trennt die Beschreibung von Eigenschaften einer Klasse
von ihrer Implementierung. Dabei ist es sowohl erlaubt, dass ein Interface
von mehr als einer Klasse implementiert wird, als auch, dass eine
Klasse mehrere Interfaces implementiert. In Java ist ein Interface
ein fundamentales Sprachelement. Es wurde in <a href="k100057.html#kapiteloop3">Kapitel 9</a>
ausführlich beschrieben und soll hier nur der Vollständigkeit
halber aufgezählt werden. Für Details verweisen wir auf
die dort gemachten Ausführungen.
<!-- Section -->
<a name="factorypattern"></a>
<h3>10.4.4 Factory<a name="ixa100634"></a> <a name="ixa100635"></a>
</h3>
<p>
Eine <i>Factory</i> ist ein Hilfsmittel zum Erzeugen von Objekten.
Sie wird verwendet, wenn das Instanzieren eines Objekts mit dem <a href="index_n.html#ixb100089"><font color=#000080><tt>new</tt></font></a>-Operator
alleine nicht möglich oder sinnvoll ist - etwa weil das Objekt
schwierig zu konstruieren ist oder aufwändig konfiguriert werden
muss, bevor es verwendet werden kann. Manchmal müssen Objekte
auch aus einer Datei, über eine Netzwerkverbindung oder aus einer
Datenbank geladen werden, oder sie werden auf der Basis von Konfigurationsinformationen
aus systemnahen Modulen generiert. Eine Factory wird auch dann eingesetzt,
wenn die Menge der Klassen, aus denen Objekte erzeugbar sind, dynamisch
ist und zur Laufzeit des Programms erweitert werden kann.
<p>
In diesen Fällen ist es sinnvoll, das Erzeugen neuer Objekte
von einer Factory erledigen zu lassen. Wir wollen nachfolgend die
drei wichtigsten Varianten einer Factory vorstellen.
<!-- Section -->
<a name="sectlevel4id010004004001"></a>
<h4>Factory-Methode<a name="ixa100636"></a> </h4>
<p>
Gibt es in einer Klasse, von der Instanzen erzeugt werden sollen,
eine oder mehrere statische Methoden, die Objekte desselben Typs erzeugen
und an den Aufrufer zurückgeben, so bezeichnet man diese als
<i>Factory-Methoden</i>. Sie rufen implizit den <a href="index_n.html#ixb100089"><font color=#000080><tt>new</tt></font></a>-Operator
auf, um Objekte zu instanzieren, und führen alle Konfigurationen
durch, die erforderlich sind, ein Objekt in der gewünschten Weise
zu konstruieren.
<p>
Das Klassendiagramm für eine Factory-Methode sieht so aus:
<p>
<a name="imageid010001"></a>
<img src="images/FactoryMethode.gif">
<p>
<p><i>
Abbildung 10.1: Klassendiagramm einer Factory-Methode</i></p>
<p>
Wir wollen beispielhaft die Implementierung einer <font color="#000077"><tt>Icon</tt></font>-Klasse
skizzieren, die eine Factory-Methode <font color="#000077"><tt>loadFromFile</tt></font>
enthält. Sie erwartet als Argument einen Dateinamen, dessen Erweiterung
sie dazu verwendet, die Art des Ladevorgangs zu bestimmen. <font color="#000077"><tt>loadFromFile</tt></font>
instanziert ein <font color="#000077"><tt>Icon</tt></font>-Objekt
und füllt es auf der Basis des angegebenen Formats mit den Informationen
aus der Datei:
<a name="listingid010012"></a>
<p>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=0 width=100% bgcolor="#DDDDDD">
<tr>
<td valign=top>
<font color="#000055">
<pre>
<font color="#555555">001 </font><font color="#0000AA">public</font> <font color="#0000AA">class</font> Icon
<font color="#555555">002 </font>{
<font color="#555555">003 </font> <font color="#0000AA">private</font> Icon()
<font color="#555555">004 </font> {
<font color="#555555">005 </font> <font color="#00AA00">//Verhindert das manuelle Instanzieren</font>
<font color="#555555">006 </font> }
<font color="#555555">007 </font>
<font color="#555555">008 </font> <font color="#0000AA">public</font> <font color="#0000AA">static</font> Icon loadFromFile(String name)
<font color="#555555">009 </font> {
<font color="#555555">010 </font> Icon ret = <font color="#006699">null</font>;
<font color="#555555">011 </font> <font color="#0000AA">if</font> (name.endsWith(<font color="#0000FF">".gif"</font>)) {
<font color="#555555">012 </font> <font color="#00AA00">//Code zum Erzeugen eines Icons aus einer gif-Datei...</font>
<font color="#555555">013 </font> } <font color="#0000AA">else</font> <font color="#0000AA">if</font> (name.endsWith(<font color="#0000FF">".jpg"</font>)) {
<font color="#555555">014 </font> <font color="#00AA00">//Code zum Erzeugen eines Icons aus einer jpg-Datei...</font>
<font color="#555555">015 </font> } <font color="#0000AA">else</font> <font color="#0000AA">if</font> (name.endsWith(<font color="#0000FF">".png"</font>)) {
<font color="#555555">016 </font> <font color="#00AA00">//Code zum Erzeugen eines Icons aus einer png-Datei...</font>
<font color="#555555">017 </font> }
<font color="#555555">018 </font> <font color="#0000AA">return</font> ret;
<font color="#555555">019 </font> }
<font color="#555555">020 </font>}</pre>
</font>
</td>
<td valign=top align=right>
<a href="../examples/Icon.java"><font color="#000055" size=-1>Icon.java</font></a></td>
</tr>
</table>
<i>
Listing 10.12: Eine Klasse mit einer Factory-Methode</i></p>
<p>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=0 width=100%>
<tr>
<td width=1 align=left valign=top bgcolor="#000077"><img src="trp1_1.gif"></td>
<td><img src="trp1_1.gif" width=2></td>
<td valign=top width=1000>
<p>
Eine Klasse mit einer Factory-Methode hat große Ähnlichkeit
mit der Implementierung des Singletons, die in <a href="k100068.html#singletonimp">Listing 10.10</a>
vorgestellt wurde. Anders als beim Singleton kann allerdings nicht
nur eine einzige Instanz erzeugt werden, sondern beliebig viele von
ihnen. Auch merkt sich die Factory-Methode nicht die erzeugten Objekte.
Die Singleton-Implementierung kann damit gewissermaßen als Spezialfall
einer Klasse mit einer Factory-Methode angesehen werden.</td>
<td><img src="trp1_1.gif" width=2></td>
<td valign=top>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=1 width=100% bgcolor="#000077">
<tr>
<td><font color="#FFFFFF"> Hinweis </font></td>
</tr>
</table>
</td>
<td width=1 align=left valign=top bgcolor="#000077"><img src="trp1_1.gif"></td>
</tr>
</table>
<!-- Section -->
<a name="sectlevel4id010004004002"></a>
<h4>Factory-Klasse<a name="ixa100637"></a> </h4>
<p>
Eine Erweiterung des Konzepts der Factory-Methode ist die <i>Factory-Klasse</i>.
Hier ist nicht eine einzelne Methode innerhalb der <i>eigenen</i>
Klasse für das Instanzieren neuer Objekte zuständig, sondern
es gibt eine eigenständige Klasse für diesen Vorgang. Das
kann beispielsweise sinnvoll sein, wenn der Herstellungsvorgang zu
aufwändig ist, um innerhalb der zu instanzierenden Klasse vorgenommen
zu werden. Eine Factory-Klasse könnte auch sinnvoll sein, wenn
es später erforderlich werden könnte, die Factory selbst
<i>austauschbar</i> zu machen. Ein dritter Grund kann sein, dass es
gar keine Klasse gibt, in der eine Factory-Methode untergebracht werden
könnte. Das ist insbesondere dann der Fall, wenn unterschiedliche
Objekte hergestellt werden sollen, die lediglich ein gemeinsames Interface
implementieren.
<p>
Das Klassendiagramm für eine Factory-Klasse sieht so aus:
<p>
<a name="imageid010002"></a>
<img src="images/FactoryKlasse.gif">
<p>
<p><i>
Abbildung 10.2: Klassendiagramm einer Factory-Klasse</i></p>
<p>
Als Beispiel wollen wir noch einmal das Interface <font color="#000077"><tt>DoubleMethod</tt></font>
aus <a href="k100061.html#doublemethod">Listing 9.14</a> aufgreifen.
Wir wollen dazu eine Factory-Klasse <font color="#000077"><tt>DoubleMethodFactory</tt></font>
entwickeln, die verschiedene Methoden zur Konstruktion von Objekten
zur Verfügung stellt, die das Interface <font color="#000077"><tt>DoubleMethod</tt></font>
implementieren:
<a name="listingid010013"></a>
<p>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=0 width=100% bgcolor="#DDDDDD">
<tr>
<td valign=top>
<font color="#000055">
<pre>
<font color="#555555">001 </font><font color="#0000AA">public</font> <font color="#0000AA">class</font> DoubleMethodFactory
<font color="#555555">002 </font>{
<font color="#555555">003 </font> <font color="#0000AA">public</font> DoubleMethodFactory()
<font color="#555555">004 </font> {
<font color="#555555">005 </font> <font color="#00AA00">//Hier wird die Factory selbst erzeugt und konfiguriert</font>
<font color="#555555">006 </font> }
<font color="#555555">007 </font>
<font color="#555555">008 </font> <font color="#0000AA">public</font> DoubleMethod createFromClassFile(String name)
<font color="#555555">009 </font> {
<font color="#555555">010 </font> <font color="#00AA00">//Lädt die Klassendatei mit dem angegebenen Namen,</font>
<font color="#555555">011 </font> <font color="#00AA00">//prüft, ob sie DoubleMethod implementiert, und</font>
<font color="#555555">012 </font> <font color="#00AA00">//instanziert sie gegebenenfalls...</font>
<font color="#555555">013 </font> <font color="#0000AA">return</font> <font color="#006699">null</font>;
<font color="#555555">014 </font> }
<font color="#555555">015 </font>
<font color="#555555">016 </font> <font color="#0000AA">public</font> DoubleMethod createFromStatic(String clazz,
<font color="#555555">017 </font> String method)
<font color="#555555">018 </font> {
<font color="#555555">019 </font> <font color="#00AA00">//Erzeugt ein Wrapper-Objekt, das das Interface</font>
<font color="#555555">020 </font> <font color="#00AA00">//DoubleMethod implementiert und beim Aufruf von</font>
<font color="#555555">021 </font> <font color="#00AA00">//compute die angegebene Methode der vorgegebenen</font>
<font color="#555555">022 </font> <font color="#00AA00">//Klasse aufruft...</font>
<font color="#555555">023 </font> <font color="#0000AA">return</font> <font color="#006699">null</font>;
<font color="#555555">024 </font> }
<font color="#555555">025 </font>
<font color="#555555">026 </font> <font color="#0000AA">public</font> DoubleMethod createFromPolynom(String expr)
<font color="#555555">027 </font> {
<font color="#555555">028 </font> <font color="#00AA00">//Erzeugt aus dem angegebenen Polynom-Ausdruck ein</font>
<font color="#555555">029 </font> <font color="#00AA00">//DoubleMethod-Objekt, in dem ein äquivalentes</font>
<font color="#555555">030 </font> <font color="#00AA00">//Polynom implementiert wird...</font>
<font color="#555555">031 </font> <font color="#0000AA">return</font> <font color="#006699">null</font>;
<font color="#555555">032 </font> }
<font color="#555555">033 </font>}</pre>
</font>
</td>
<td valign=top align=right>
<a href="../examples/DoubleMethodFactory.java"><font color="#000055" size=-1>DoubleMethodFactory.java</font></a></td>
</tr>
</table>
<i>
Listing 10.13: Eine Factory-Klasse</i></p>
<p>
Die Anwendung einer Factory-Klasse ist hier sinnvoll, weil der Code
zum Erzeugen der Objekte sehr aufwändig ist und weil Objekte
geliefert werden sollen, die zwar ein gemeinsames Interface implementieren,
aber aus sehr unterschiedlichen Vererbungshierarchien stammen können.
<p>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=0 width=100%>
<tr>
<td width=1 align=left valign=top bgcolor="#000077"><img src="trp1_1.gif"></td>
<td><img src="trp1_1.gif" width=2></td>
<td valign=top width=1000>
<p>
Aus Gründen der Übersichtlichkeit wurde das Erzeugen des
Rückgabewerts im Beispielprogramm lediglich angedeutet. Anstelle
von <font color="#000077"><tt>return null;</tt></font> würde
in der vollständigen Implementierung natürlich der Code
zum Erzeugen der jeweiligen <font color="#000077"><tt>DoubleMethod</tt></font>-Objekte
stehen.</td>
<td><img src="trp1_1.gif" width=2></td>
<td valign=top>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=1 width=100% bgcolor="#000077">
<tr>
<td><font color="#FFFFFF"> Hinweis </font></td>
</tr>
</table>
</td>
<td width=1 align=left valign=top bgcolor="#000077"><img src="trp1_1.gif"></td>
</tr>
</table>
<!-- Section -->
<a name="sectlevel4id010004004003"></a>
<h4><a name="ixa100638">Abstrakte Factory</a></h4>
<p>
Eine <i>Abstracte Factory</i> ist eine recht aufwändige Erweiterung
der Factory-Klasse, bei der zwei zusätzliche Gedanken im Vordergrund
stehen:
<ul>
<li>Erstens soll nicht nur ein einzelner Objekttyp erzeugt werden,
sondern mehrere von ihnen. Deren Klassen stehen in einer bestimmten
Beziehung zueinander und die erzeugten Objekte müssen miteinander
verträglich sein. Die Objekttypen können als <i>Produkte</i>,
die Gesamtheit der von einer Factory erzeugten Produkte als <i>Produktgruppe</i>
bezeichnet werden.
<li>Zweitens soll die Factory austauschbar sein. Dann kann auf einfache
Weise eine andere <i>Implementierungsvariante</i> gemeinsam für
alle zu erzeugenden Objekte gewählt werden.
</ul>
<p>
Eine abstrakte Factory wird auch als <a name="ixa100639"><i>Toolkit</i></a>
bezeichnet. Ein Beispiel dafür findet sich in grafischen Ausgabesystemen
bei der Erzeugung von Dialogelementen (<i>Widgets</i>) für unterschiedliche
Fenstermanager. Eine konkrete Factory muss in der Lage sein, unterschiedliche
Dialogelemente so zu erzeugen, dass sie in Aussehen und Bedienung
konsistent sind. Auch die Schnittstelle für Programme sollte
über Fenstergrenzen hinweg konstant sein. Konkrete Factories
könnte es etwa für Windows, X-Window oder die Macintosh-Oberfläche
geben.
<p>
Eine abstrakte Factory kann durch folgende Bestandteile beschrieben
werden:
<ul>
<li>Jedes Produkt besitzt eine Basisklasse, die seine spezifischen
Eigenschaften angibt (die <i>abstrakte Produktklasse</i>). Jede Factory-Methode
hat einen Rückgabewert, dessen Typ einer der abstrakten Produktklassen
entspricht.
<li>Je Implementierungsvariante gibt es aus den abstrakten Produkten
abgeleitete <i>konkrete Produkte</i>, die von der zugehörigen
konkreten Factory erzeugt werden.
<li>Alle Factory-Methoden werden in der abstrakten Factory-Klasse
zusammengefasst. Sie bildet das Interface für das Erzeugen der
Produkte.
<li>Zu jeder Implementierungsvariante gibt es eine aus der abstrakten
Factory abgeleitete konkrete Factory. Sie implementiert alle abstrakten
Factory-Methoden und ist in der Lage, die konkreten Produkte einer
Implementierungsvariante zu erzeugen.
<li>Schließlich gibt es eine Möglichkeit, eine konkrete
Factory zu erzeugen. Das kann beispielsweise durch eine statische
Methode in der abstrakten Factory realisiert werden.
</ul>
<p>
Das Klassendiagramm für eine abstrakte Factory sieht so aus:
<p>
<a name="imageid010003"></a>
<img src="images/AbstractFactory.gif">
<p>
<p><i>
Abbildung 10.3: Klassendiagramm einer abstrakten Factory</i></p>
<p>
Das folgende Listing skizziert ihre Implementierung:
<a name="listingid010014"></a>
<p>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=0 width=100% bgcolor="#DDDDDD">
<tr>
<td valign=top>
<font color="#000055">
<pre>
<font color="#555555">001 </font><font color="#00AA00">/* Listing1014.java */</font>
<font color="#555555">002 </font>
<font color="#555555">003 </font><font color="#00AA00">//------------------------------------------------------------------</font>
<font color="#555555">004 </font><font color="#00AA00">//Abstrakte Produkte</font>
<font color="#555555">005 </font><font color="#00AA00">//------------------------------------------------------------------</font>
<font color="#555555">006 </font><font color="#0000AA">abstract</font> <font color="#0000AA">class</font> Product1
<font color="#555555">007 </font>{
<font color="#555555">008 </font>}
<font color="#555555">009 </font>
<font color="#555555">010 </font><font color="#0000AA">abstract</font> <font color="#0000AA">class</font> Product2
<font color="#555555">011 </font>{
<font color="#555555">012 </font>}
<font color="#555555">013 </font>
<font color="#555555">014 </font><font color="#00AA00">//------------------------------------------------------------------</font>
<font color="#555555">015 </font><font color="#00AA00">//Abstrakte Factory</font>
<font color="#555555">016 </font><font color="#00AA00">//------------------------------------------------------------------</font>
<font color="#555555">017 </font><font color="#0000AA">abstract</font> <font color="#0000AA">class</font> ProductFactory
<font color="#555555">018 </font>{
<font color="#555555">019 </font> <font color="#0000AA">public</font> <font color="#0000AA">abstract</font> Product1 createProduct1();
<font color="#555555">020 </font>
<font color="#555555">021 </font> <font color="#0000AA">public</font> <font color="#0000AA">abstract</font> Product2 createProduct2();
<font color="#555555">022 </font>
<font color="#555555">023 </font> <font color="#0000AA">public</font> <font color="#0000AA">static</font> ProductFactory getFactory(String variant)
<font color="#555555">024 </font> {
<font color="#555555">025 </font> ProductFactory ret = <font color="#006699">null</font>;
<font color="#555555">026 </font> <font color="#0000AA">if</font> (variant.equals(<font color="#0000FF">"A"</font>)) {
<font color="#555555">027 </font> ret = <font color="#0000AA">new</font> ConcreteFactoryVariantA();
<font color="#555555">028 </font> } <font color="#0000AA">else</font> <font color="#0000AA">if</font> (variant.equals(<font color="#0000FF">"B"</font>)) {
<font color="#555555">029 </font> ret = <font color="#0000AA">new</font> ConcreteFactoryVariantB();
<font color="#555555">030 </font> }
<font color="#555555">031 </font> <font color="#0000AA">return</font> ret;
<font color="#555555">032 </font> }
<font color="#555555">033 </font>
<font color="#555555">034 </font> <font color="#0000AA">public</font> <font color="#0000AA">static</font> ProductFactory getDefaultFactory()
<font color="#555555">035 </font> {
<font color="#555555">036 </font> <font color="#0000AA">return</font> getFactory(<font color="#0000FF">"A"</font>);
<font color="#555555">037 </font> }
<font color="#555555">038 </font>}
<font color="#555555">039 </font>
<font color="#555555">040 </font><font color="#00AA00">//------------------------------------------------------------------</font>
<font color="#555555">041 </font><font color="#00AA00">//Konkrete Produkte für Implementierungsvariante A</font>
<font color="#555555">042 </font><font color="#00AA00">//------------------------------------------------------------------</font>
<font color="#555555">043 </font><font color="#0000AA">class</font> Product1VariantA
<font color="#555555">044 </font><font color="#0000AA">extends</font> Product1
<font color="#555555">045 </font>{
<font color="#555555">046 </font>}
<font color="#555555">047 </font>
<font color="#555555">048 </font><font color="#0000AA">class</font> Product2VariantA
<font color="#555555">049 </font><font color="#0000AA">extends</font> Product2
<font color="#555555">050 </font>{
<font color="#555555">051 </font>}
<font color="#555555">052 </font>
<font color="#555555">053 </font><font color="#00AA00">//------------------------------------------------------------------</font>
<font color="#555555">054 </font><font color="#00AA00">//Konkrete Factory für Implementierungsvariante A</font>
<font color="#555555">055 </font><font color="#00AA00">//------------------------------------------------------------------</font>
<font color="#555555">056 </font><font color="#0000AA">class</font> ConcreteFactoryVariantA
<font color="#555555">057 </font><font color="#0000AA">extends</font> ProductFactory
<font color="#555555">058 </font>{
<font color="#555555">059 </font> <font color="#0000AA">public</font> Product1 createProduct1()
<font color="#555555">060 </font> {
<font color="#555555">061 </font> <font color="#0000AA">return</font> <font color="#0000AA">new</font> Product1VariantA();
<font color="#555555">062 </font> }
<font color="#555555">063 </font>
<font color="#555555">064 </font> <font color="#0000AA">public</font> Product2 createProduct2()
<font color="#555555">065 </font> {
<font color="#555555">066 </font> <font color="#0000AA">return</font> <font color="#0000AA">new</font> Product2VariantA();
<font color="#555555">067 </font> }
<font color="#555555">068 </font>}
<font color="#555555">069 </font>
<font color="#555555">070 </font><font color="#00AA00">//------------------------------------------------------------------</font>
<font color="#555555">071 </font><font color="#00AA00">//Konkrete Produkte für Implementierungsvariante B</font>
<font color="#555555">072 </font><font color="#00AA00">//------------------------------------------------------------------</font>
<font color="#555555">073 </font><font color="#0000AA">class</font> Product1VariantB
<font color="#555555">074 </font><font color="#0000AA">extends</font> Product1
<font color="#555555">075 </font>{
<font color="#555555">076 </font>}
<font color="#555555">077 </font>
<font color="#555555">078 </font><font color="#0000AA">class</font> Product2VariantB
<font color="#555555">079 </font><font color="#0000AA">extends</font> Product2
<font color="#555555">080 </font>{
<font color="#555555">081 </font>}
<font color="#555555">082 </font>
<font color="#555555">083 </font><font color="#00AA00">//------------------------------------------------------------------</font>
<font color="#555555">084 </font><font color="#00AA00">//Konkrete Factory für Implementierungsvariante B</font>
<font color="#555555">085 </font><font color="#00AA00">//------------------------------------------------------------------</font>
<font color="#555555">086 </font><font color="#0000AA">class</font> ConcreteFactoryVariantB
<font color="#555555">087 </font><font color="#0000AA">extends</font> ProductFactory
<font color="#555555">088 </font>{
<font color="#555555">089 </font> <font color="#0000AA">public</font> Product1 createProduct1()
<font color="#555555">090 </font> {
<font color="#555555">091 </font> <font color="#0000AA">return</font> <font color="#0000AA">new</font> Product1VariantB();
<font color="#555555">092 </font> }
<font color="#555555">093 </font>
<font color="#555555">094 </font> <font color="#0000AA">public</font> Product2 createProduct2()
<font color="#555555">095 </font> {
<font color="#555555">096 </font> <font color="#0000AA">return</font> <font color="#0000AA">new</font> Product2VariantB();
<font color="#555555">097 </font> }
<font color="#555555">098 </font>}
<font color="#555555">099 </font>
<font color="#555555">100 </font><font color="#00AA00">//------------------------------------------------------------------</font>
<font color="#555555">101 </font><font color="#00AA00">//Beispielanwendung</font>
<font color="#555555">102 </font><font color="#00AA00">//------------------------------------------------------------------</font>
<font color="#555555">103 </font><font color="#0000AA">public</font> <font color="#0000AA">class</font> Listing1014
<font color="#555555">104 </font>{
<font color="#555555">105 </font> <font color="#0000AA">public</font> <font color="#0000AA">static</font> <font color="#006699">void</font> main(String[] args)
<font color="#555555">106 </font> {
<font color="#555555">107 </font> ProductFactory fact = ProductFactory.getDefaultFactory();
<font color="#555555">108 </font> Product1 prod1 = fact.createProduct1();
<font color="#555555">109 </font> Product2 prod2 = fact.createProduct2();
<font color="#555555">110 </font> }
<font color="#555555">111 </font>}</pre>
</font>
</td>
<td valign=top align=right>
<a href="../examples/Listing1014.java"><font color="#000055" size=-1>Listing1014.java</font></a></td>
</tr>
</table>
<i>
Listing 10.14: Eine abstrakte Factory</i></p>
<p>
Bemerkenswert an diesem Pattern ist, wie geschickt es die komplexen
Details seiner Implementierung versteckt. Der Aufrufer kennt lediglich
die Produkte, die abstrakte Factory und besitzt eine Möglichkeit,
eine konkrete Factory zu beschaffen. Er braucht weder zu wissen, welche
konkreten Factories oder Produkte es gibt, noch müssen ihn Details
ihrer Implementierung interessieren. Diese Sichtweise verändert
sich auch nicht, wenn eine neue Implementierungsvariante hinzugefügt
wird. Das würde sich lediglich in einem neuen Wert im <font color="#000077"><tt>variant</tt></font>-Parameter
der Methode <font color="#000077"><tt>getFactory</tt></font> der <font color="#000077"><tt>ProductFactory</tt></font>
äußern.
<p>
Ein wenig mehr Aufwand muss allerdings getrieben werden, wenn ein
neues Produkt hinzukommt. Dann müssen nicht nur neue abstrakte
und konkrete Produktklassen definiert werden, sondern auch die Factories
müssen um eine Methode erweitert werden.
<p>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=0 width=100%>
<tr>
<td width=1 align=left valign=top bgcolor="#0099CC"><img src="trp1_1.gif"></td>
<td><img src="trp1_1.gif" width=1></td>
<td width=1 align=left valign=top bgcolor="#0099CC"><img src="trp1_1.gif"></td>
<td><img src="trp1_1.gif" width=2></td>
<td valign=top width=1000>
<p>
Mit Absicht wurde bei der Benennung der abstrakten Klassen nicht die
Vor- oder Nachsilbe »Abstract« verwendet. Da die Clients
nur mit den Schnittstellen der abstrakten Klassen arbeiten und die
Namen der konkreten Klassen normalerweise nie zu sehen bekommen, ist
es vollkommen unnötig, sie bei jeder Deklaration daran zu erinnern,
dass sie eigentlich nur mit Abstraktionen arbeiten.</td>
<td><img src="trp1_1.gif" width=2></td>
<td valign=top>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=1 width=100% bgcolor="#0099CC">
<tr>
<td><font color="#FFFFFF"> Tipp </font></td>
</tr>
</table>
</td>
<td width=1 align=left valign=top bgcolor="#0099CC"><img src="trp1_1.gif"></td>
</tr>
</table>
<p>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=0 width=100%>
<tr>
<td width=1 align=left valign=top bgcolor="#000077"><img src="trp1_1.gif"></td>
<td><img src="trp1_1.gif" width=2></td>
<td valign=top width=1000>
<p>
Auch in Java gibt es Klassen, die nach dem Prinzip der abstrakten
Factory implementiert sind. Ein Beispiel ist die Klasse <a href="index_t.html#ixb100506"><font color=#000080><tt>Toolkit</tt></font></a>
des Pakets <a href="index_j.html#ixb100190"><font color=#000080><tt>java.awt</tt></font></a>.
Sie dient dazu, Fenster, Dialogelemente und andere plattformabhängige
Objekte für die grafische Oberfläche eines bestimmten Betriebssystems
zu erzeugen. In <a href="k100158.html#standardschriftarten">Abschnitt 24.2.2</a>
finden sich ein paar Beispiele für die Anwendung dieser Klasse.</td>
<td><img src="trp1_1.gif" width=2></td>
<td valign=top>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=1 width=100% bgcolor="#000077">
<tr>
<td><font color="#FFFFFF"> Hinweis </font></td>
</tr>
</table>
</td>
<td width=1 align=left valign=top bgcolor="#000077"><img src="trp1_1.gif"></td>
</tr>
</table>
<!-- Section -->
<a name="iteratorpattern"></a>
<h3>10.4.5 Iterator<a name="ixa100640"></a> <a name="ixa100641"></a>
</h3>
<p>
Ein <i>Iterator</i> ist ein Objekt, das es ermöglicht, die Elemente
eines <i>Collection</i>-Objekts nacheinander zu durchlaufen. Als <i>Collection</i>-Objekt
bezeichnet man ein Objekt, das eine Sammlung (meist gleichartiger)
Elemente eines anderen Typs enthält. In Java gibt es eine Vielzahl
von vordefinierten Collections, sie werden in <a href="k100090.html#kapitelcollections1">Kapitel 14</a>
und <a href="k100097.html#kapitelcollections2">Kapitel 15</a> ausführlich
erläutert.
<p>
Obwohl die Objekte in den Collections unterschiedlich strukturiert
und auf sehr unterschiedliche Art und Weise gespeichert sein können,
ist es bei den meisten von ihnen früher oder später erforderlich,
auf alle darin enthaltenen Elemente zuzugreifen. Dazu stellt die Collection
einen oder mehrere Iteratoren zur Verfügung, die das Durchlaufen
der Elemente ermöglichen, ohne dass die innere Struktur der Collection
dem Aufrufer bekannt sein muss.
<p>
Ein Iterator enthält folgende Bestandteile:
<ul>
<li>Eine Methode <a href="index_h.html#ixb100508"><font color=#000080><tt>hasNext</tt></font></a>,
mit der überprüft wird, ob Elemente vorhanden sind, die
noch nicht besucht wurden.
<li>Eine Methode <a href="index_n.html#ixb100509"><font color=#000080><tt>next</tt></font></a>,
die das nächste unbesuchte Element liefert.
<li>Die Collection-Klasse selbst enthält Methoden wie <font color="#000077"><tt>getAllElements</tt></font>
oder <font color="#000077"><tt>getKeys</tt></font>, mit denen Iteratoren
für bestimmte Teilmengen der enthaltenen Objekte angefordert
werden können.
</ul>
<p>
Das Klassendiagramm für einen Iterator sieht so aus:
<p>
<a name="imageid010004"></a>
<img src="images/Iterator.gif">
<p>
<p><i>
Abbildung 10.4: Klassendiagramm eines Iterators</i></p>
<p>
Das folgende Listing zeigt die Implementierung eines Iterators, mit
dem die Elemente der Klasse <font color="#000077"><tt>StringArray</tt></font>
(die ein einfaches Array von Strings kapselt) durchlaufen werden können:
<a name="listingid010015"></a>
<p>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=0 width=100% bgcolor="#DDDDDD">
<tr>
<td valign=top>
<font color="#000055">
<pre>
<font color="#555555">001 </font><font color="#00AA00">/* Listing1015.java */</font>
<font color="#555555">002 </font>
<font color="#555555">003 </font><font color="#0000AA">interface</font> StringIterator
<font color="#555555">004 </font>{
<font color="#555555">005 </font> <font color="#0000AA">public</font> <font color="#006699">boolean</font> hasNext();
<font color="#555555">006 </font> <font color="#0000AA">public</font> String next();
<font color="#555555">007 </font>}
<font color="#555555">008 </font>
<font color="#555555">009 </font><font color="#0000AA">class</font> StringArray
<font color="#555555">010 </font>{
<font color="#555555">011 </font> String[] data;
<font color="#555555">012 </font>
<font color="#555555">013 </font> <font color="#0000AA">public</font> StringArray(String[] data)
<font color="#555555">014 </font> {
<font color="#555555">015 </font> <font color="#006699">this</font>.data = data;
<font color="#555555">016 </font> }
<font color="#555555">017 </font>
<font color="#555555">018 </font> <font color="#0000AA">public</font> StringIterator getElements()
<font color="#555555">019 </font> {
<font color="#555555">020 </font> <font color="#0000AA">return</font> <font color="#0000AA">new</font> StringIterator()
<font color="#555555">021 </font> {
<font color="#555555">022 </font> <font color="#006699">int</font> index = 0;
<font color="#555555">023 </font> <font color="#0000AA">public</font> <font color="#006699">boolean</font> hasNext()
<font color="#555555">024 </font> {
<font color="#555555">025 </font> <font color="#0000AA">return</font> index < data.length;
<font color="#555555">026 </font> }
<font color="#555555">027 </font> <font color="#0000AA">public</font> String next()
<font color="#555555">028 </font> {
<font color="#555555">029 </font> <font color="#0000AA">return</font> data[index++];
<font color="#555555">030 </font> }
<font color="#555555">031 </font> };
<font color="#555555">032 </font> }
<font color="#555555">033 </font>}
<font color="#555555">034 </font>
<font color="#555555">035 </font><font color="#0000AA">public</font> <font color="#0000AA">class</font> Listing1015
<font color="#555555">036 </font>{
<font color="#555555">037 </font> <font color="#0000AA">static</font> <font color="#0000AA">final</font> String[] SAYHI = {<font color="#0000FF">"Hi"</font>, <font color="#0000FF">"Iterator"</font>, <font color="#0000FF">"Buddy"</font>};
<font color="#555555">038 </font>
<font color="#555555">039 </font> <font color="#0000AA">public</font> <font color="#0000AA">static</font> <font color="#006699">void</font> main(String[] args)
<font color="#555555">040 </font> {
<font color="#555555">041 </font> <font color="#00AA00">//Collection erzeugen</font>
<font color="#555555">042 </font> StringArray strar = <font color="#0000AA">new</font> StringArray(SAYHI);
<font color="#555555">043 </font> <font color="#00AA00">//Iterator beschaffen und Elemente durchlaufen</font>
<font color="#555555">044 </font> StringIterator it = strar.getElements();
<font color="#555555">045 </font> <font color="#0000AA">while</font> (it.hasNext()) {
<font color="#555555">046 </font> System.out.println(it.next());
<font color="#555555">047 </font> }
<font color="#555555">048 </font> }
<font color="#555555">049 </font>}</pre>
</font>
</td>
<td valign=top align=right>
<a href="../examples/Listing1015.java"><font color="#000055" size=-1>Listing1015.java</font></a></td>
</tr>
</table>
<i>
Listing 10.15: Implementierung eines Iterators</i></p>
<p>
Der Iterator wurde in <font color="#000077"><tt>StringIterator</tt></font>
als Interface realisiert, um in unterschiedlicher Weise implementiert
werden zu können. Die Methode <font color="#000077"><tt>getElements</tt></font>
erzeugt beispielsweise eine anonyme Klasse, die das Iterator-Interface
implementiert und an den Aufrufer zurückgibt. Dazu wird in diesem
Fall lediglich eine Hilfsvariable benötigt, die als Zeiger auf
das nächste zu liefernde Element zeigt. Im Hauptprogramm wird
nach dem Erzeugen der Collection der Iterator beschafft und mit seiner
Hilfe die Elemente durch fortgesetzten Aufruf von <a href="index_h.html#ixb100508"><font color=#000080><tt>hasNext</tt></font></a>
und <a href="index_n.html#ixb100509"><font color=#000080><tt>next</tt></font></a>
sukzessive durchlaufen.
<p>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=0 width=100%>
<tr>
<td width=1 align=left valign=top bgcolor="#000077"><img src="trp1_1.gif"></td>
<td><img src="trp1_1.gif" width=2></td>
<td valign=top width=1000>
<p>
Die Implementierung eines Iterators erfolgt häufig mit Hilfe
lokaler oder anonymer Klassen. Das hat den Vorteil, dass alle benötigten
Hilfsvariablen <i>je Aufruf</i> angelegt werden. Würde die Klasse
<font color="#000077"><tt>StringArray</tt></font> dagegen selbst das
<font color="#000077"><tt>StringIterator</tt></font>-Interface implementieren
(und die Hilfsvariable <font color="#000077"><tt>index</tt></font>
als Membervariable halten), so könnte sie jeweils nur einen einzigen
aktiven Iterator zur Verfügung stellen.</td>
<td><img src="trp1_1.gif" width=2></td>
<td valign=top>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=1 width=100% bgcolor="#000077">
<tr>
<td><font color="#FFFFFF"> Hinweis </font></td>
</tr>
</table>
</td>
<td width=1 align=left valign=top bgcolor="#000077"><img src="trp1_1.gif"></td>
</tr>
</table>
<p>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=0 width=100%>
<tr>
<td width=1 align=left valign=top bgcolor="#0099CC"><img src="trp1_1.gif"></td>
<td><img src="trp1_1.gif" width=1></td>
<td width=1 align=left valign=top bgcolor="#0099CC"><img src="trp1_1.gif"></td>
<td><img src="trp1_1.gif" width=2></td>
<td valign=top width=1000>
<p>
Iteratoren können auch gut mit Hilfe von <a href="index_f.html#ixb100078"><font color=#000080><tt>for</tt></font></a>-Schleifen
verwendet werden. Das folgende Programmfragment ist äquivalent
zum vorigen Beispiel:
<font color="#000077">
<pre>
for (StringIterator it = strar.getElements(); it.hasNext(); ) {
System.out.println(it.next());
}
</pre>
</font>
</td>
<td><img src="trp1_1.gif" width=2></td>
<td valign=top>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=1 width=100% bgcolor="#0099CC">
<tr>
<td><font color="#FFFFFF"> Tipp </font></td>
</tr>
</table>
</td>
<td width=1 align=left valign=top bgcolor="#0099CC"><img src="trp1_1.gif"></td>
</tr>
</table>
<!-- Section -->
<a name="delegatepattern"></a>
<h3>10.4.6 Delegate<a name="ixa100642"></a> <a name="ixa100643"></a>
</h3>
<p>
In objektorientierten Programmiersprachen gibt es zwei grundverschiedene
Möglichkeiten, Programmcode wiederzuverwenden. Die erste von
ihnen ist die <i>Vererbung</i>, bei der eine abgeleitete Klasse alle
Eigenschaften ihrer Basisklasse erbt und deren nicht-privaten Methoden
aufrufen kann. Die zweite Möglichkeit wird als <a name="ixa100644"><i>Delegation</i></a>
bezeichnet. Hierbei verwendet eine Klasse die Dienste von Objekten,
aus denen sie nicht abgeleitet ist. Diese Objekte werden oft als Membervariablen
gehalten.
<p>
Das wäre an sich noch nichts Besonderes, denn Programme verwenden
fast immer Code, der in anderen Programmteilen liegt, und delegieren
damit einen Teil ihrer Aufgaben. Ein Designpattern wird daraus, wenn
Aufgaben weitergegeben werden müssen, die eigentlich in der eigenen
Klasse erledigt werden sollten. Wenn also der Leser des Programms
später erwarten würde, den Code in der eigenen Klasse vorzufinden.
In diesem Fall ist es sinnvoll, die Übertragung der Aufgaben
<i>explizit</i> zu machen und das <i>Delegate</i>-Designpattern anzuwenden.
<p>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=0 width=100%>
<tr>
<td width=1 align=left valign=top bgcolor="#000077"><img src="trp1_1.gif"></td>
<td><img src="trp1_1.gif" width=2></td>
<td valign=top width=1000>
<p>
Anwendungen für das Delegate-Pattern finden sich meist, wenn
identische Funktionalitäten in Klassen untergebracht werden sollen,
die nicht in einer gemeinsamen Vererbungslinie stehen. Ein Beispiel
bilden die Klassen <a name="ixa100645"><a href="index_j.html#ixb100511"><font color=#000080><tt>JFrame</tt></font></a></a>
und <a href="index_j.html#ixb100512"><font color=#000080><tt>JInternalFrame</tt></font></a>
aus dem Swing-Toolkit (sie werden in <a href="k100232.html#kapitelswingcontainermenues">Kapitel 36</a>
ausführlich besprochen). Beide Klassen stellen Hauptfenster für
die Grafikausgabe dar. Eines von ihnen ist ein eigenständiges
Top-Level-Window, das andere wird meist zusammen mit anderen Fenstern
in ein Desktop eingebettet. Soll eine Anwendung wahlweise in einem
<a href="index_j.html#ixb100511"><font color=#000080><tt>JFrame</tt></font></a>
oder einem <a href="index_j.html#ixb100512"><font color=#000080><tt>JInternalFrame</tt></font></a>
laufen, müssen alle Funktionalitäten in beiden Klassen zur
Verfügung gestellt werden. Unglücklicherweise sind beide
nicht Bestandteil einer gemeinsamen Vererbungslinie. Hier empfiehlt
es sich, die Gemeinsamkeiten in einer neuen Klasse zusammenzufassen
und beiden Fensterklassen durch Delegation zur Verfügung zu stellen.</td>
<td><img src="trp1_1.gif" width=2></td>
<td valign=top>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=1 width=100% bgcolor="#000077">
<tr>
<td><font color="#FFFFFF"> Hinweis </font></td>
</tr>
</table>
</td>
<td width=1 align=left valign=top bgcolor="#000077"><img src="trp1_1.gif"></td>
</tr>
</table>
<p>
Das Delegate-Pattern besitzt folgende Bestandteile:
<ul>
<li>Die zu delegierende Funktionalität wird in einer <a name="ixa100646"><i>Delegate</i></a>-Klasse
untergebracht und über deren öffentliche Schnittstelle zur
Verfügung gestellt. Um deren Bedeutung deutlich zu machen, kann
ihr Name mit »Delegate« enden (z.B. <font color="#000077"><tt>XYZFrameDelegate</tt></font>).
<li>Alle Clienten halten eine Delegate-Membervariable, die bei der
Konstruktion initialisiert wird. Wird eine bestimmte Funktionalität
delegiert, ist einfach die korrespondierende Methode des Delegate
aufzurufen.
<li>Falls das Delegate auch Methoden der Clients aufrufen muss, sollte
ein <a name="ixa100647"><i>Delegator</i></a>-Interface definiert und
von allen Clients implementiert werden. Der Client übergibt bei
der Konstruktion des Delegates einen Zeiger auf sich selbst und stellt
sich selbst dem Delegate als Delegator zur Verfügung.
</ul>
<p>
Das Klassendiagramm für ein Delegate sieht so aus:
<p>
<a name="imageid010005"></a>
<img src="images/Delegate.gif">
<p>
<p><i>
Abbildung 10.5: Klassendiagramm eines Delegates</i></p>
<p>
Eine Implementierungsskizze könnte so aussehen:
<a name="listingid010016"></a>
<p>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=0 width=100% bgcolor="#DDDDDD">
<tr>
<td valign=top>
<font color="#000055">
<pre>
<font color="#555555">001 </font><font color="#00AA00">/* Listing1016.java */</font>
<font color="#555555">002 </font>
<font color="#555555">003 </font><font color="#0000AA">class</font> Delegate
<font color="#555555">004 </font>{
<font color="#555555">005 </font> <font color="#0000AA">private</font> Delegator delegator;
<font color="#555555">006 </font>
<font color="#555555">007 </font> <font color="#0000AA">public</font> Delegate(Delegator delegator)
<font color="#555555">008 </font> {
<font color="#555555">009 </font> <font color="#006699">this</font>.delegator = delegator;
<font color="#555555">010 </font> }
<font color="#555555">011 </font>
<font color="#555555">012 </font> <font color="#0000AA">public</font> <font color="#006699">void</font> service1()
<font color="#555555">013 </font> {
<font color="#555555">014 </font> }
<font color="#555555">015 </font>
<font color="#555555">016 </font> <font color="#0000AA">public</font> <font color="#006699">void</font> service2()
<font color="#555555">017 </font> {
<font color="#555555">018 </font> }
<font color="#555555">019 </font>}
<font color="#555555">020 </font>
<font color="#555555">021 </font><font color="#0000AA">interface</font> Delegator
<font color="#555555">022 </font>{
<font color="#555555">023 </font> <font color="#0000AA">public</font> <font color="#006699">void</font> commonDelegatorServiceA();
<font color="#555555">024 </font> <font color="#0000AA">public</font> <font color="#006699">void</font> commonDelegatorServiceB();
<font color="#555555">025 </font>}
<font color="#555555">026 </font>
<font color="#555555">027 </font><font color="#0000AA">class</font> Client1
<font color="#555555">028 </font><font color="#0000AA">implements</font> Delegator
<font color="#555555">029 </font>{
<font color="#555555">030 </font> <font color="#0000AA">private</font> Delegate delegate;
<font color="#555555">031 </font>
<font color="#555555">032 </font> <font color="#0000AA">public</font> Client1()
<font color="#555555">033 </font> {
<font color="#555555">034 </font> delegate = <font color="#0000AA">new</font> Delegate(<font color="#006699">this</font>);
<font color="#555555">035 </font> }
<font color="#555555">036 </font>
<font color="#555555">037 </font> <font color="#0000AA">public</font> <font color="#006699">void</font> service1()
<font color="#555555">038 </font> {
<font color="#555555">039 </font> <font color="#00AA00">//implementiert einen Service und benutzt</font>
<font color="#555555">040 </font> <font color="#00AA00">//dazu eigene Methoden und die des</font>
<font color="#555555">041 </font> <font color="#00AA00">//Delegate-Objekts</font>
<font color="#555555">042 </font> }
<font color="#555555">043 </font>
<font color="#555555">044 </font> <font color="#0000AA">public</font> <font color="#006699">void</font> commonDelegatorServiceA()
<font color="#555555">045 </font> {
<font color="#555555">046 </font> }
<font color="#555555">047 </font>
<font color="#555555">048 </font> <font color="#0000AA">public</font> <font color="#006699">void</font> commonDelegatorServiceB()
<font color="#555555">049 </font> {
<font color="#555555">050 </font> }
<font color="#555555">051 </font>}
<font color="#555555">052 </font>
<font color="#555555">053 </font><font color="#0000AA">class</font> Client2
<font color="#555555">054 </font><font color="#0000AA">implements</font> Delegator
<font color="#555555">055 </font>{
<font color="#555555">056 </font> <font color="#0000AA">private</font> Delegate delegate;
<font color="#555555">057 </font>
<font color="#555555">058 </font> <font color="#0000AA">public</font> Client2()
<font color="#555555">059 </font> {
<font color="#555555">060 </font> delegate = <font color="#0000AA">new</font> Delegate(<font color="#006699">this</font>);
<font color="#555555">061 </font> }
<font color="#555555">062 </font>
<font color="#555555">063 </font> <font color="#0000AA">public</font> <font color="#006699">void</font> commonDelegatorServiceA()
<font color="#555555">064 </font> {
<font color="#555555">065 </font> }
<font color="#555555">066 </font>
<font color="#555555">067 </font> <font color="#0000AA">public</font> <font color="#006699">void</font> commonDelegatorServiceB()
<font color="#555555">068 </font> {
<font color="#555555">069 </font> }
<font color="#555555">070 </font>}
<font color="#555555">071 </font>
<font color="#555555">072 </font><font color="#0000AA">public</font> <font color="#0000AA">class</font> Listing1016
<font color="#555555">073 </font>{
<font color="#555555">074 </font> <font color="#0000AA">public</font> <font color="#0000AA">static</font> <font color="#006699">void</font> main(String[] args)
<font color="#555555">075 </font> {
<font color="#555555">076 </font> Client1 client = <font color="#0000AA">new</font> Client1();
<font color="#555555">077 </font> client.service1();
<font color="#555555">078 </font> }
<font color="#555555">079 </font>}</pre>
</font>
</td>
<td valign=top align=right>
<a href="../examples/Listing1016.java"><font color="#000055" size=-1>Listing1016.java</font></a></td>
</tr>
</table>
<i>
Listing 10.16: Das Delegate-/Delegator-Pattern</i></p>
<p>
Die Klasse <font color="#000077"><tt>Delegate</tt></font> implementiert
die Methoden <font color="#000077"><tt>service1</tt></font> und <font color="#000077"><tt>service2</tt></font>.
Zusätzlich hält sie einen Verweis auf ein <font color="#000077"><tt>Delegator</tt></font>-Objekt,
über das sie die Callback-Methoden <font color="#000077"><tt>commonDelegatorServiceA</tt></font>
und <font color="#000077"><tt>commonDelegatorServiceB</tt></font>
der delegierenden Klasse erreichen kann. Die beiden Klassen <font color="#000077"><tt>Client1</tt></font>
und <font color="#000077"><tt>Client2</tt></font> verwenden das Delegate,
um Services zur Verfügung zu stellen (am Beispiel der Methode
<font color="#000077"><tt>service1</tt></font> angedeutet).
<!-- Section -->
<a name="compositepattern"></a>
<h3>10.4.7 Composite<a name="ixa100648"></a> <a name="ixa100649"></a>
</h3>
<p>
In der Programmierpraxis werden häufig Datenstrukturen benötigt,
bei denen die einzelnen Objekte zu Baumstrukturen zusammengesetzt
werden können.
<p>
Es gibt viele Beispiele für derartige Strukturen:
<ul>
<li>Die Menüs in einem Programm enthalten Menüpunkte und
Untermenüs. Untermenüs enthalten weitere Menüpunkte,
sind aber selbst Menüpunkte im übergeordneten Menü.
<li>Ein Verzeichnis in einem Dateisystem enthält Dateien und
Unterverzeichnisse. Unterverzeichnisse weisen dieselbe prinzipielle
Struktur wie ihre übergeordneten Verzeichnisse auf. Sowohl Dateien
als auch Unterverzeichnisse haben gemeinsame Eigenschaften, wie etwa
einen Namen oder zugeordnete Rechte.
<li>Die Komponenten einer grafischen Oberfläche können sowohl
einfache Dialogelemente (Buttons, Textfelder, Listboxen) als auch
Container (Unterfenster, Split-Panels, Tab-Panels) sein. Container
enthalten ebenfalls Komponenten (vergleiche zum Beispiel die Hierarchie
der AWT-Fensterklassen in <a href="k100174.html#hierarchiefensterklassen">Abbildung 27.1</a>).
<li>Ein mechanisches Bauteil besteht aus elementaren Teilen, die nicht
mehr weiter zerlegt werden können, und zusammengesetzten Bauteilen,
die aus Unterbauteilen bestehen.
</ul>
<p>
Für diese häufig anzutreffende Abstraktion gibt es ein Design-Pattern,
das als <i>Composite</i> bezeichnet wird. Es ermöglicht derartige
Kompositionen und erlaubt eine einheitliche Handhabung von individuellen
und zusammengesetzten Objekten. Ein <i>Composite</i> enthält
folgende Bestandteile:
<ul>
<li>Eine (oft abstrakte) Basisklasse, die sowohl zusammengesetzte
als auch elementare Objekte repräsentiert. Diese Basisklasse
wird auch als »Component« bezeichnet.
<li>Alle elementaren Objekte sind aus dieser Basisklasse abgeleitet.
<li>Daraus abgeleitet gibt es mindestens eine Containerklasse, die
in der Lage ist, eine Menge von Objekten der Basisklasse aufzunehmen.
</ul>
<p>
Somit sind beide Bedingungen erfüllt. Der Container ermöglicht
die Komposition der Objekte zu Baumstrukturen, und die Basisklasse
stellt die einheitliche Schnittstelle für elementare Objekte
und Container zur Verfügung. Das Klassendiagramm für ein
Composite sieht so aus:
<p>
<a name="imageid010006"></a>
<img src="images/Composite.gif">
<p>
<p><i>
Abbildung 10.6: Klassendiagramm eines Composite</i></p>
<p>
Das folgende Listing skizziert dieses Design-Pattern am Beispiel einer
einfachen Menüstruktur:
<a name="listingid010017"></a>
<p>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=0 width=100% bgcolor="#DDDDDD">
<tr>
<td valign=top>
<font color="#000055">
<pre>
<font color="#555555">001 </font><font color="#00AA00">/* Listing1017.java */</font>
<font color="#555555">002 </font>
<font color="#555555">003 </font><font color="#0000AA">class</font> MenuEntry1
<font color="#555555">004 </font>{
<font color="#555555">005 </font> <font color="#0000AA">protected</font> String name;
<font color="#555555">006 </font>
<font color="#555555">007 </font> <font color="#0000AA">public</font> MenuEntry1(String name)
<font color="#555555">008 </font> {
<font color="#555555">009 </font> <font color="#006699">this</font>.name = name;
<font color="#555555">010 </font> }
<font color="#555555">011 </font>
<font color="#555555">012 </font> <font color="#0000AA">public</font> String toString()
<font color="#555555">013 </font> {
<font color="#555555">014 </font> <font color="#0000AA">return</font> name;
<font color="#555555">015 </font> }
<font color="#555555">016 </font>}
<font color="#555555">017 </font>
<font color="#555555">018 </font><font color="#0000AA">class</font> IconizedMenuEntry1
<font color="#555555">019 </font><font color="#0000AA">extends</font> MenuEntry1
<font color="#555555">020 </font>{
<font color="#555555">021 </font> <font color="#0000AA">private</font> String iconName;
<font color="#555555">022 </font>
<font color="#555555">023 </font> <font color="#0000AA">public</font> IconizedMenuEntry1(String name, String iconName)
<font color="#555555">024 </font> {
<font color="#555555">025 </font> <font color="#006699">super</font>(name);
<font color="#555555">026 </font> <font color="#006699">this</font>.iconName = iconName;
<font color="#555555">027 </font> }
<font color="#555555">028 </font>}
<font color="#555555">029 </font>
<font color="#555555">030 </font><font color="#0000AA">class</font> CheckableMenuEntry1
<font color="#555555">031 </font><font color="#0000AA">extends</font> MenuEntry1
<font color="#555555">032 </font>{
<font color="#555555">033 </font> <font color="#0000AA">private</font> <font color="#006699">boolean</font> checked;
<font color="#555555">034 </font>
<font color="#555555">035 </font> <font color="#0000AA">public</font> CheckableMenuEntry1(String name, <font color="#006699">boolean</font> checked)
<font color="#555555">036 </font> {
<font color="#555555">037 </font> <font color="#006699">super</font>(name);
<font color="#555555">038 </font> <font color="#006699">this</font>.checked = checked;
<font color="#555555">039 </font> }
<font color="#555555">040 </font>}
<font color="#555555">041 </font>
<font color="#555555">042 </font><font color="#0000AA">class</font> Menu1
<font color="#555555">043 </font><font color="#0000AA">extends</font> MenuEntry1
<font color="#555555">044 </font>{
<font color="#555555">045 </font> MenuEntry1[] entries;
<font color="#555555">046 </font> <font color="#006699">int</font> entryCnt;
<font color="#555555">047 </font>
<font color="#555555">048 </font> <font color="#0000AA">public</font> Menu1(String name, <font color="#006699">int</font> maxElements)
<font color="#555555">049 </font> {
<font color="#555555">050 </font> <font color="#006699">super</font>(name);
<font color="#555555">051 </font> <font color="#006699">this</font>.entries = <font color="#0000AA">new</font> MenuEntry1[maxElements];
<font color="#555555">052 </font> entryCnt = 0;
<font color="#555555">053 </font> }
<font color="#555555">054 </font>
<font color="#555555">055 </font> <font color="#0000AA">public</font> <font color="#006699">void</font> add(MenuEntry1 entry)
<font color="#555555">056 </font> {
<font color="#555555">057 </font> entries[entryCnt++] = entry;
<font color="#555555">058 </font> }
<font color="#555555">059 </font>
<font color="#555555">060 </font> <font color="#0000AA">public</font> String toString()
<font color="#555555">061 </font> {
<font color="#555555">062 </font> String ret = <font color="#0000FF">"("</font>;
<font color="#555555">063 </font> <font color="#0000AA">for</font> (<font color="#006699">int</font> i = 0; i < entryCnt; ++i) {
<font color="#555555">064 </font> ret += (i != 0 ? <font color="#0000FF">","</font> : <font color="#0000FF">""</font>) + entries[i].toString();
<font color="#555555">065 </font> }
<font color="#555555">066 </font> <font color="#0000AA">return</font> ret + <font color="#0000FF">")"</font>;
<font color="#555555">067 </font> }
<font color="#555555">068 </font>}
<font color="#555555">069 </font>
<font color="#555555">070 </font><font color="#0000AA">public</font> <font color="#0000AA">class</font> Listing1017
<font color="#555555">071 </font>{
<font color="#555555">072 </font> <font color="#0000AA">public</font> <font color="#0000AA">static</font> <font color="#006699">void</font> main(String[] args)
<font color="#555555">073 </font> {
<font color="#555555">074 </font> Menu1 filemenu = <font color="#0000AA">new</font> Menu1(<font color="#0000FF">"Datei"</font>, 5);
<font color="#555555">075 </font> filemenu.add(<font color="#0000AA">new</font> MenuEntry1(<font color="#0000FF">"Neu"</font>));
<font color="#555555">076 </font> filemenu.add(<font color="#0000AA">new</font> MenuEntry1(<font color="#0000FF">"Laden"</font>));
<font color="#555555">077 </font> filemenu.add(<font color="#0000AA">new</font> MenuEntry1(<font color="#0000FF">"Speichern"</font>));
<font color="#555555">078 </font>
<font color="#555555">079 </font> Menu1 confmenu = <font color="#0000AA">new</font> Menu1(<font color="#0000FF">"Konfiguration"</font>, 3);
<font color="#555555">080 </font> confmenu.add(<font color="#0000AA">new</font> MenuEntry1(<font color="#0000FF">"Farben"</font>));
<font color="#555555">081 </font> confmenu.add(<font color="#0000AA">new</font> MenuEntry1(<font color="#0000FF">"Fenster"</font>));
<font color="#555555">082 </font> confmenu.add(<font color="#0000AA">new</font> MenuEntry1(<font color="#0000FF">"Pfade"</font>));
<font color="#555555">083 </font> filemenu.add(confmenu);
<font color="#555555">084 </font>
<font color="#555555">085 </font> filemenu.add(<font color="#0000AA">new</font> MenuEntry1(<font color="#0000FF">"Beenden"</font>));
<font color="#555555">086 </font>
<font color="#555555">087 </font> System.out.println(filemenu.toString());
<font color="#555555">088 </font> }
<font color="#555555">089 </font>}</pre>
</font>
</td>
<td valign=top align=right>
<a href="../examples/Listing1017.java"><font color="#000055" size=-1>Listing1017.java</font></a></td>
</tr>
</table>
<i>
Listing 10.17: Das Composite-Pattern</i></p>
<p>
Die Komponentenklasse hat den Namen <font color="#000077"><tt>MenuEntry1</tt></font>.
Sie repräsentiert Menüeinträge und ist Vaterklasse
der spezialisierteren Menüeinträge <font color="#000077"><tt>IconizedMenuEntry1</tt></font>
und <font color="#000077"><tt>CheckableMenuEntry1</tt></font>. Zudem
ist sie Vaterklasse des Containers <font color="#000077"><tt>Menu1</tt></font>,
der Menüeinträge aufnehmen kann.
<p>
Bestandteil der gemeinsamen Schnittstelle ist die Methode <font color="#000077"><tt>toString</tt></font>.
In der Basisklasse und den elementaren Menüeinträgen liefert
sie lediglich den Namen des Objekts. In der Containerklasse wird sie
überlagert und liefert eine geklammerte Liste aller darin enthaltenen
Menüeinträge. Dabei arbeitet sie unabhängig davon,
ob es sich bei dem jeweiligen Eintrag um einen elementaren oder einen
zusammengesetzten Eintrag handelt, denn es wird lediglich die immer
verfügbare Methode <font color="#000077"><tt>toString</tt></font>
aufgerufen.
<p>
Das Testprogramm erzeugt ein »Datei«-Menü mit einigen
Elementareinträgen und einem Untermenü »Konfiguration«
und gibt es auf Standardausgabe aus:
<font color="#333300">
<pre>
(Neu,Laden,Speichern,(Farben,Fenster,Pfade),Beenden)
</pre>
</font>
<!-- Section -->
<a name="visitorpattern"></a>
<h3>10.4.8 Visitor<a name="ixa100650"></a> <a name="ixa100651"></a>
</h3>
<p>
Das vorige Pattern hat gezeigt, wie man komplexe Datenstrukturen mit
einer inhärenten Teile-Ganzes-Beziehung aufbaut. Solche Strukturen
müssen oft auf unterschiedliche Arten durchlaufen und verarbeitet
werden. Ein Menü muss beispielsweise auf dem Bildschirm angezeigt
werden, aber es kann auch die Gliederung für einen Teil eines
Benutzerhandbuchs zur Verfügung stellen. Verzeichnisse in einem
Dateisystem müssen nach einem bestimmten Namen durchsucht werden,
die kumulierte Größe ihrer Verzeichnisse und Unterverzeichnisse
soll ermittelt werden, oder es sollen alle Dateien eines bestimmten
Typs gelöscht werden können.
<p>
All diese Operationen erfordern einen flexiblen Mechanismus zum Durchlaufen
und Verarbeiten der Datenstruktur. Natürlich könnte man
die einzelnen Bestandteile jeder Operation in den Komponenten- und
Containerklassen unterbringen, aber dadurch würden diese schnell
unübersichtlich, und für jede neu hinzugefügte Operation
müssten alle Klassen geändert werden.
<p>
Das <i>Visitor</i>-Pattern zeigt einen eleganteren Weg, Datenstrukturen
mit Verarbeitungsalgorithmen zu versehen. Es besteht aus folgenden
Teilen:
<ul>
<li>Einem Interface <font color="#000077"><tt>Visitor</tt></font>,
das Methoden definiert, die beim Durchlaufen der Datenstruktur aufgerufen
werden. Typischerweise gibt es zu jeder Klasse der Datenstruktur eine
einzelne Methode, die genau dann aufgerufen wird, wenn ein Element
dieses Typs durchlaufen wird. Bei Containern kann es sinnvoll sein,
zwei Methoden zu definieren: eine, die am Anfang aufgerufen wird,
und eine zweite, die aufgerufen wird, nachdem alle Elemente des Containers
durchlaufen wurden. Jede Methode des Visitors erhält ein Argument,
das vom Typ der Klasse ist, die sie besucht. Die Namen der Methoden
setzen sich meist aus dem Präfix »visit« und dem Typ
des besuchten Elements zusammen.
<li>Die Basisklasse der Datenstruktur (also die Komponentenklasse)
erhält eine Methode <font color="#000077"><tt>accept</tt></font>,
die ein <font color="#000077"><tt>Visitor</tt></font>-Objekt als Argument
erhält. <font color="#000077"><tt>accept</tt></font> ruft die
zu seiner Klasse passende Methode des Visitors auf. In jeder abgeleiteten
Komponentenklasse kann <font color="#000077"><tt>accept</tt></font>
überlagert werden, wenn für diese Klasse eine eigene Methode
im Visitor zur Verfügung steht, die anstelle der Basisklassenmethode
aufgerufen werden soll. Bei Containern ruft <font color="#000077"><tt>accept</tt></font>
zusätzlich die <font color="#000077"><tt>accept</tt></font>-Methoden
der darin enthaltenen Elemente auf.
<li>Für jede zu implementierende Operation wird ein konkreter
Visitor definiert, der die benötigte Funktionalität in den
Aufrufen der »visit...«-Methoden implementiert.
<li>Will ein Client die Funktionalität eines bestimmten Visitors
benutzen, instanziert er ein passendes konkretes Visitor-Objekt und
übergibt es an das Hauptobjekt der Datenstruktur.
</ul>
<p>
Das Klassendiagramm für einen Visitor sieht so aus:
<p>
<a name="imageid010007"></a>
<img src="images/Visitor.gif">
<p>
<p><i>
Abbildung 10.7: Klassendiagramm eines Visitors</i></p>
<p>
Das folgende Listing erweitert das Composite des vorigen Abschnitts
um einen Visitor-Mechanismus:
<a name="listingid010018"></a>
<p>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=0 width=100% bgcolor="#DDDDDD">
<tr>
<td valign=top>
<font color="#000055">
<pre>
<font color="#555555">001 </font><font color="#00AA00">/* Listing1018.java */</font>
<font color="#555555">002 </font>
<font color="#555555">003 </font><font color="#0000AA">interface</font> MenuVisitor
<font color="#555555">004 </font>{
<font color="#555555">005 </font> <font color="#0000AA">abstract</font> <font color="#006699">void</font> visitMenuEntry(MenuEntry2 entry);
<font color="#555555">006 </font> <font color="#0000AA">abstract</font> <font color="#006699">void</font> visitMenuStarted(Menu2 menu);
<font color="#555555">007 </font> <font color="#0000AA">abstract</font> <font color="#006699">void</font> visitMenuEnded(Menu2 menu);
<font color="#555555">008 </font>}
<font color="#555555">009 </font>
<font color="#555555">010 </font><font color="#0000AA">class</font> MenuEntry2
<font color="#555555">011 </font>{
<font color="#555555">012 </font> <font color="#0000AA">protected</font> String name;
<font color="#555555">013 </font>
<font color="#555555">014 </font> <font color="#0000AA">public</font> MenuEntry2(String name)
<font color="#555555">015 </font> {
<font color="#555555">016 </font> <font color="#006699">this</font>.name = name;
<font color="#555555">017 </font> }
<font color="#555555">018 </font>
<font color="#555555">019 </font> <font color="#0000AA">public</font> String toString()
<font color="#555555">020 </font> {
<font color="#555555">021 </font> <font color="#0000AA">return</font> name;
<font color="#555555">022 </font> }
<font color="#555555">023 </font>
<font color="#555555">024 </font> <font color="#0000AA">public</font> <font color="#006699">void</font> accept(MenuVisitor visitor)
<font color="#555555">025 </font> {
<font color="#555555">026 </font> visitor.visitMenuEntry(<font color="#006699">this</font>);
<font color="#555555">027 </font> }
<font color="#555555">028 </font>}
<font color="#555555">029 </font>
<font color="#555555">030 </font><font color="#0000AA">class</font> Menu2
<font color="#555555">031 </font><font color="#0000AA">extends</font> MenuEntry2
<font color="#555555">032 </font>{
<font color="#555555">033 </font> MenuEntry2[] entries;
<font color="#555555">034 </font> <font color="#006699">int</font> entryCnt;
<font color="#555555">035 </font>
<font color="#555555">036 </font> <font color="#0000AA">public</font> Menu2(String name, <font color="#006699">int</font> maxElements)
<font color="#555555">037 </font> {
<font color="#555555">038 </font> <font color="#006699">super</font>(name);
<font color="#555555">039 </font> <font color="#006699">this</font>.entries = <font color="#0000AA">new</font> MenuEntry2[maxElements];
<font color="#555555">040 </font> entryCnt = 0;
<font color="#555555">041 </font> }
<font color="#555555">042 </font>
<font color="#555555">043 </font> <font color="#0000AA">public</font> <font color="#006699">void</font> add(MenuEntry2 entry)
<font color="#555555">044 </font> {
<font color="#555555">045 </font> entries[entryCnt++] = entry;
<font color="#555555">046 </font> }
<font color="#555555">047 </font>
<font color="#555555">048 </font> <font color="#0000AA">public</font> String toString()
<font color="#555555">049 </font> {
<font color="#555555">050 </font> String ret = <font color="#0000FF">"("</font>;
<font color="#555555">051 </font> <font color="#0000AA">for</font> (<font color="#006699">int</font> i = 0; i < entryCnt; ++i) {
<font color="#555555">052 </font> ret += (i != 0 ? <font color="#0000FF">","</font> : <font color="#0000FF">""</font>) + entries[i].toString();
<font color="#555555">053 </font> }
<font color="#555555">054 </font> <font color="#0000AA">return</font> ret + <font color="#0000FF">")"</font>;
<font color="#555555">055 </font> }
<font color="#555555">056 </font>
<font color="#555555">057 </font> <font color="#0000AA">public</font> <font color="#006699">void</font> accept(MenuVisitor visitor)
<font color="#555555">058 </font> {
<font color="#555555">059 </font> visitor.visitMenuStarted(<font color="#006699">this</font>);
<font color="#555555">060 </font> <font color="#0000AA">for</font> (<font color="#006699">int</font> i = 0; i < entryCnt; ++i) {
<font color="#555555">061 </font> entries[i].accept(visitor);
<font color="#555555">062 </font> }
<font color="#555555">063 </font> visitor.visitMenuEnded(<font color="#006699">this</font>);
<font color="#555555">064 </font> }
<font color="#555555">065 </font>}
<font color="#555555">066 </font>
<font color="#555555">067 </font><font color="#0000AA">class</font> MenuPrintVisitor
<font color="#555555">068 </font><font color="#0000AA">implements</font> MenuVisitor
<font color="#555555">069 </font>{
<font color="#555555">070 </font> String indent = <font color="#0000FF">""</font>;
<font color="#555555">071 </font>
<font color="#555555">072 </font> <font color="#0000AA">public</font> <font color="#006699">void</font> visitMenuEntry(MenuEntry2 entry)
<font color="#555555">073 </font> {
<font color="#555555">074 </font> System.out.println(indent + entry.name);
<font color="#555555">075 </font> }
<font color="#555555">076 </font>
<font color="#555555">077 </font> <font color="#0000AA">public</font> <font color="#006699">void</font> visitMenuStarted(Menu2 menu)
<font color="#555555">078 </font> {
<font color="#555555">079 </font> System.out.println(indent + menu.name);
<font color="#555555">080 </font> indent += <font color="#0000FF">" "</font>;
<font color="#555555">081 </font> }
<font color="#555555">082 </font>
<font color="#555555">083 </font> <font color="#0000AA">public</font> <font color="#006699">void</font> visitMenuEnded(Menu2 menu)
<font color="#555555">084 </font> {
<font color="#555555">085 </font> indent = indent.substring(1);
<font color="#555555">086 </font> }
<font color="#555555">087 </font>}
<font color="#555555">088 </font>
<font color="#555555">089 </font><font color="#0000AA">public</font> <font color="#0000AA">class</font> Listing1018
<font color="#555555">090 </font>{
<font color="#555555">091 </font> <font color="#0000AA">public</font> <font color="#0000AA">static</font> <font color="#006699">void</font> main(String[] args)
<font color="#555555">092 </font> {
<font color="#555555">093 </font> Menu2 filemenu = <font color="#0000AA">new</font> Menu2(<font color="#0000FF">"Datei"</font>, 5);
<font color="#555555">094 </font> filemenu.add(<font color="#0000AA">new</font> MenuEntry2(<font color="#0000FF">"Neu"</font>));
<font color="#555555">095 </font> filemenu.add(<font color="#0000AA">new</font> MenuEntry2(<font color="#0000FF">"Laden"</font>));
<font color="#555555">096 </font> filemenu.add(<font color="#0000AA">new</font> MenuEntry2(<font color="#0000FF">"Speichern"</font>));
<font color="#555555">097 </font> Menu2 confmenu = <font color="#0000AA">new</font> Menu2(<font color="#0000FF">"Konfiguration"</font>, 3);
<font color="#555555">098 </font> confmenu.add(<font color="#0000AA">new</font> MenuEntry2(<font color="#0000FF">"Farben"</font>));
<font color="#555555">099 </font> confmenu.add(<font color="#0000AA">new</font> MenuEntry2(<font color="#0000FF">"Fenster"</font>));
<font color="#555555">100 </font> confmenu.add(<font color="#0000AA">new</font> MenuEntry2(<font color="#0000FF">"Pfade"</font>));
<font color="#555555">101 </font> filemenu.add(confmenu);
<font color="#555555">102 </font> filemenu.add(<font color="#0000AA">new</font> MenuEntry2(<font color="#0000FF">"Beenden"</font>));
<font color="#555555">103 </font>
<font color="#555555">104 </font> filemenu.accept(<font color="#0000AA">new</font> MenuPrintVisitor());
<font color="#555555">105 </font> }
<font color="#555555">106 </font>}</pre>
</font>
</td>
<td valign=top align=right>
<a href="../examples/Listing1018.java"><font color="#000055" size=-1>Listing1018.java</font></a></td>
</tr>
</table>
<i>
Listing 10.18: Das Visitor-Pattern</i></p>
<p>
Das Interface <font color="#000077"><tt>MenuVisitor</tt></font> stellt
den abstrakten Visitor für Menüeinträge dar. Die Methode
<font color="#000077"><tt>visitMenuEntry</tt></font> wird bei jedem
Durchlauf eines <font color="#000077"><tt>MenuEntry2</tt></font>-Objekts
aufgerufen; die Methoden <font color="#000077"><tt>visitMenuStarted</tt></font>
und <font color="#000077"><tt>visitMenuEnded</tt></font> zu Beginn
und Ende des Besuchs eines <font color="#000077"><tt>Menu2</tt></font>-Objekts.
In der Basisklasse <font color="#000077"><tt>MenuEntry2</tt></font>
ruft <font color="#000077"><tt>accept</tt></font> die Methode <font color="#000077"><tt>visitMenuEntry</tt></font>
auf. Für die beiden abgeleiteten Elementklassen <font color="#000077"><tt>IconizedMenuEntry</tt></font>
und <font color="#000077"><tt>CheckableMenuEntry</tt></font> gibt
es keine Spezialisierungen; auch für diese Objekte wird <font color="#000077"><tt>visitMenuEntry</tt></font>
aufgerufen. Lediglich der Container <font color="#000077"><tt>Menu2</tt></font>
verfeinert den Aufruf und unterteilt ihn in drei Schritte. Zunächst
wird <font color="#000077"><tt>visitMenuStarted</tt></font> aufgerufen,
um anzuzeigen, dass ein Menüdurchlauf beginnt. Dann werden die
<font color="#000077"><tt>accept</tt></font>-Methoden aller Elemente
aufgerufen, und schließlich wird durch Aufruf von <font color="#000077"><tt>visitMenuEnded</tt></font>
das Ende des Menüdurchlaufs angezeigt.
<p>
Der konkrete Visitor <font color="#000077"><tt>MenuPrintVisitor</tt></font>
hat die Aufgabe, ein Menü mit allen Elementen zeilenweise und
entsprechend der Schachtelung seiner Untermenüs eingerückt
auszugeben. Die letzte Zeile des Beispielprogramms zeigt, wie er verwendet
wird. Die Ausgabe des Programms ist:
<font color="#333300">
<pre>
Datei
Neu
Laden
Speichern
Konfiguration
Farben
Fenster
Pfade
Beenden
</pre>
</font>
<p>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=0 width=100%>
<tr>
<td width=1 align=left valign=top bgcolor="#000077"><img src="trp1_1.gif"></td>
<td><img src="trp1_1.gif" width=2></td>
<td valign=top width=1000>
<p>
In <a href="k100140.html#verzeichnisselesen">Abschnitt 21.4.1</a>
zeigen wir eine weitere Anwendung des Visitor-Patterns. Dort wird
eine generische Lösung für den rekursiven Durchlauf von
geschachtelten Verzeichnisstrukturen vorgestellt.</td>
<td><img src="trp1_1.gif" width=2></td>
<td valign=top>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=1 width=100% bgcolor="#000077">
<tr>
<td><font color="#FFFFFF"> Hinweis </font></td>
</tr>
</table>
</td>
<td width=1 align=left valign=top bgcolor="#000077"><img src="trp1_1.gif"></td>
</tr>
</table>
<!-- Section -->
<a name="observerpattern"></a>
<h3>10.4.9 Observer<a name="ixa100652"></a> <a name="ixa100653"></a>
</h3>
<p>
Bei der objektorientierten Programmierung werden Programme in viele
kleine Bestandteile zerlegt, die für sich genommen autonom arbeiten.
Mit zunehmender Anzahl von Bausteinen steigt allerdings der Kommunikationsbedarf
zwischen diesen Objekten, und der Aufwand, sie konsistent zu halten,
wächst an.
<p>
Ein <i>Observer</i> ist ein Design-Pattern, das eine Beziehung zwischen
einem <i>Subject</i> und seinen <i>Beobachtern</i> aufbaut. Als <i>Subject</i>
wird dabei ein Objekt bezeichnet, dessen Zustandsänderung für
andere Objekte interessant ist. Als <i>Beobachter</i> werden die Objekte
bezeichnet, die von Zustandsänderungen des Subjekts abhängig
sind; deren Zustand also dem Zustand des Subjekts konsistent folgen
muss.
<p>
Das Observer-Pattern wird sehr häufig bei der Programmierung
grafischer Oberflächen angewendet. Ist beispielsweise die Grafikausgabe
mehrerer Fenster von einer bestimmten Datenstruktur abhängig,
so müssen die Fenster ihre Ausgabe verändern, wenn die Datenstruktur
sich ändert. Auch Dialogelemente wie Buttons, Auswahlfelder oder
Listen müssen das Programm benachrichtigen, wenn der Anwender
eine Veränderung an ihnen vorgenommen hat. In diesen Fällen
kann das Observer-Pattern angewendet werden. Es besteht aus folgenden
Teilen:
<ul>
<li>Ein Interface <font color="#000077"><tt>Observer</tt></font> definiert
eine Methode <font color="#000077"><tt>update</tt></font>, die immer
dann aufgerufen wird, wenn sich der Zustand des beobachteten Subjekts
ändert.
<li>Eine Klasse <font color="#000077"><tt>Subject</tt></font> definiert
Methoden, mit denen sich Observer registrieren und deregistrieren
lassen können. Tritt eine Zustandsänderung des Subjekts
auf, wird bei allen registrierten Observern die <font color="#000077"><tt>update</tt></font>-Methode
aufgerufen.
<li>Ein konkretes Subjekt wird aus <font color="#000077"><tt>Subject</tt></font>
abgeleitet (oder verwendet ein <font color="#000077"><tt>Subject</tt></font>-Objekt
per Delegation) und ruft nach jeder Zustandsänderung <font color="#000077"><tt>fireUpdate</tt></font>
auf. Dadurch werden alle registrierten Beobachter aufgerufen und können
auf die Zustandsänderung reagieren.
<li>Ein konkreter Beobachter implementiert das Interface <font color="#000077"><tt>Observer</tt></font>
und registriert sich bei allen Subjekten, über deren Zustandsänderungen
er unterrichtet werden möchte. Er implementiert in <font color="#000077"><tt>update</tt></font>
den Code, der zur Bearbeitung der Zustandsänderung erforderlich
ist.
</ul>
<p>
Das Klassendiagramm für einen Observer sieht so aus:
<p>
<a name="imageid010008"></a>
<img src="images/Observer.gif">
<p>
<p><i>
Abbildung 10.8: Klassendiagramm eines Observers</i></p>
<p>
Das folgende Listing zeigt eine beispielhafte Implementierung:
<a name="listingid010019"></a>
<p>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=0 width=100% bgcolor="#DDDDDD">
<tr>
<td valign=top>
<font color="#000055">
<pre>
<font color="#555555">001 </font><font color="#00AA00">/* Listing1019.java */</font>
<font color="#555555">002 </font>
<font color="#555555">003 </font><font color="#0000AA">interface</font> Observer
<font color="#555555">004 </font>{
<font color="#555555">005 </font> <font color="#0000AA">public</font> <font color="#006699">void</font> update(Subject subject);
<font color="#555555">006 </font>}
<font color="#555555">007 </font>
<font color="#555555">008 </font><font color="#0000AA">class</font> Subject
<font color="#555555">009 </font>{
<font color="#555555">010 </font> Observer[] observers = <font color="#0000AA">new</font> Observer[5];
<font color="#555555">011 </font> <font color="#006699">int</font> observerCnt = 0;
<font color="#555555">012 </font>
<font color="#555555">013 </font> <font color="#0000AA">public</font> <font color="#006699">void</font> attach(Observer observer)
<font color="#555555">014 </font> {
<font color="#555555">015 </font> observers[observerCnt++] = observer;
<font color="#555555">016 </font> }
<font color="#555555">017 </font>
<font color="#555555">018 </font> <font color="#0000AA">public</font> <font color="#006699">void</font> detach(Observer observer)
<font color="#555555">019 </font> {
<font color="#555555">020 </font> <font color="#0000AA">for</font> (<font color="#006699">int</font> i = 0; i < observerCnt; ++i) {
<font color="#555555">021 </font> <font color="#0000AA">if</font> (observers[i] == observer) {
<font color="#555555">022 </font> --observerCnt;
<font color="#555555">023 </font> <font color="#0000AA">for</font> (;i < observerCnt; ++i) {
<font color="#555555">024 </font> observers[i] = observers[i + 1];
<font color="#555555">025 </font> }
<font color="#555555">026 </font> <font color="#0000AA">break</font>;
<font color="#555555">027 </font> }
<font color="#555555">028 </font> }
<font color="#555555">029 </font> }
<font color="#555555">030 </font>
<font color="#555555">031 </font> <font color="#0000AA">public</font> <font color="#006699">void</font> fireUpdate()
<font color="#555555">032 </font> {
<font color="#555555">033 </font> <font color="#0000AA">for</font> (<font color="#006699">int</font> i = 0; i < observerCnt; ++i) {
<font color="#555555">034 </font> observers[i].update(<font color="#006699">this</font>);
<font color="#555555">035 </font> }
<font color="#555555">036 </font> }
<font color="#555555">037 </font>}
<font color="#555555">038 </font>
<font color="#555555">039 </font><font color="#0000AA">class</font> Counter
<font color="#555555">040 </font>{
<font color="#555555">041 </font> <font color="#006699">int</font> cnt = 0;
<font color="#555555">042 </font> Subject subject = <font color="#0000AA">new</font> Subject();
<font color="#555555">043 </font>
<font color="#555555">044 </font> <font color="#0000AA">public</font> <font color="#006699">void</font> attach(Observer observer)
<font color="#555555">045 </font> {
<font color="#555555">046 </font> subject.attach(observer);
<font color="#555555">047 </font> }
<font color="#555555">048 </font>
<font color="#555555">049 </font> <font color="#0000AA">public</font> <font color="#006699">void</font> detach(Observer observer)
<font color="#555555">050 </font> {
<font color="#555555">051 </font> subject.detach(observer);
<font color="#555555">052 </font> }
<font color="#555555">053 </font>
<font color="#555555">054 </font> <font color="#0000AA">public</font> <font color="#006699">void</font> inc()
<font color="#555555">055 </font> {
<font color="#555555">056 </font> <font color="#0000AA">if</font> (++cnt % 3 == 0) {
<font color="#555555">057 </font> subject.fireUpdate();
<font color="#555555">058 </font> }
<font color="#555555">059 </font> }
<font color="#555555">060 </font>}
<font color="#555555">061 </font>
<font color="#555555">062 </font><font color="#0000AA">public</font> <font color="#0000AA">class</font> Listing1019
<font color="#555555">063 </font>{
<font color="#555555">064 </font> <font color="#0000AA">public</font> <font color="#0000AA">static</font> <font color="#006699">void</font> main(String[] args)
<font color="#555555">065 </font> {
<font color="#555555">066 </font> Counter counter = <font color="#0000AA">new</font> Counter();
<font color="#555555">067 </font> counter.attach(
<font color="#555555">068 </font> <font color="#0000AA">new</font> Observer()
<font color="#555555">069 </font> {
<font color="#555555">070 </font> <font color="#0000AA">public</font> <font color="#006699">void</font> update(Subject subject)
<font color="#555555">071 </font> {
<font color="#555555">072 </font> System.out.print(<font color="#0000FF">"divisible by 3: "</font>);
<font color="#555555">073 </font> }
<font color="#555555">074 </font> }
<font color="#555555">075 </font> );
<font color="#555555">076 </font> <font color="#0000AA">while</font> (counter.cnt < 10) {
<font color="#555555">077 </font> counter.inc();
<font color="#555555">078 </font> System.out.println(counter.cnt);
<font color="#555555">079 </font> }
<font color="#555555">080 </font> }
<font color="#555555">081 </font>}</pre>
</font>
</td>
<td valign=top align=right>
<a href="../examples/Listing1019.java"><font color="#000055" size=-1>Listing1019.java</font></a></td>
</tr>
</table>
<i>
Listing 10.19: Das Observer-Pattern</i></p>
<p>
Als konkretes Subjekt wird hier die Klasse <font color="#000077"><tt>Counter</tt></font>
verwendet. Sie erhöht bei jedem Aufruf von <font color="#000077"><tt>inc</tt></font>
den eingebauten Zähler um eins und informiert alle registrierten
Beobachter, falls der neue Zählerstand durch drei teilbar ist.
Im Hauptprogramm instanzieren wir ein <font color="#000077"><tt>Counter</tt></font>-Objekt
und registrieren eine lokale anonyme Klasse als Listener, die bei
jeder Benachrichtigung eine Meldung ausgibt. Während des anschließenden
Zählerlaufs von 1 bis 10 wird sie dreimal aufgerufen:
<font color="#333300">
<pre>
1
2
divisible by 3: 3
4
5
divisible by 3: 6
7
8
divisible by 3: 9
10
</pre>
</font>
<p>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=0 width=100%>
<tr>
<td width=1 align=left valign=top bgcolor="#000077"><img src="trp1_1.gif"></td>
<td><img src="trp1_1.gif" width=2></td>
<td valign=top width=1000>
<p>
Das Observer-Pattern ist in Java sehr verbreitet, denn die Kommunikation
zwischen grafischen Dialogelementen und ihrer Anwendung basiert vollständig
auf dieser Idee. Allerdings wurde es etwas erweitert, die Beobachter
werden als <a name="ixa100654"><i>Listener</i></a> bezeichnet, und
es gibt von ihnen eine Vielzahl unterschiedlicher Typen mit unterschiedlichen
Aufgaben. Da es zudem üblich ist, dass ein Listener sich bei
mehr als einem Subjekt registriert, wird ein Aufruf von <font color="#000077"><tt>update</tt></font>
statt des einfachen Arguments jeweils ein Listener-spezifisches Ereignisobjekt
übergeben. Darin werden neben dem Subjekt weitere spezifische
Informationen untergebracht. Zudem haben die Methoden gegenüber
der ursprünglichen Definition eine andere Namensstruktur, und
es kann sein, dass ein Listener nicht nur eine, sonderen mehrere unterschiedliche
Update-Methoden zur Verfügung stellen muss, um auf unterschiedliche
Ereignistypen zu reagieren. Das Listener-Konzept von Java wird auch
als <a name="ixa100655"><i>Delegation Based Event Handling</i></a>
bezeichnet und in <a href="k100180.html#kapiteleventhandling">Kapitel 28</a>
ausführlich erläutert.</td>
<td><img src="trp1_1.gif" width=2></td>
<td valign=top>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=1 width=100% bgcolor="#000077">
<tr>
<td><font color="#FFFFFF"> Hinweis </font></td>
</tr>
</table>
</td>
<td width=1 align=left valign=top bgcolor="#000077"><img src="trp1_1.gif"></td>
</tr>
</table>
<hr>
<table border=0 cellpadding=0 cellspacing=1 width="100%">
<tr bgcolor="#EEFFCC">
<td width="7%" align=center bgcolor="#DDCC99"><a href="cover.html"> Titel </a>
<td width="7%" align=center bgcolor="#DDCC99"><a href="k100003.html"> Inhalt </a>
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<td align="right">Handbuch der Java-Programmierung, 5. Auflage, Addison
Wesley, Version 5.0.1
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<td align="right">© 1998, 2007 Guido Krüger & Thomas
Stark, <a href="http://www.javabuch.de">http://www.javabuch.de</a>
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