design patterns

Patrones de Comportamiento (VI): Patrón Observer


Objetivo:

“Definir una dependencia uno-a-muchos entre objetos de forma de que, cuando el estado de uno de ellos cambia, todos los objetos dependientes son notificados y actualizados de forma automática”.

Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software

Podemos afirmar sin rubor alguno que el patrón Observer es uno de los más importantes (y utilizados) de todos los patrones de diseño vistos hasta el momento. Su filosofía es simple: un objeto, denominado sujeto (Subject) posee un estado. Cuando su estado cambia, es capaz de “avisar” a sus subcriptores (Observers) de este cambio de estado. De este modo, los objetos suscritos al objeto no tienen que preocuparse de cuándo se produce un cambio de estado: éste se encargará de informar de forma activa a todos aquellos objetos que hayan decidido suscribirse.

Este tipo de suscripción puede ser de dos tipos:

  • Suscripción push: el objeto informa a sus suscriptores con sus valores tan pronto como su estado cambie.
  • Suscripción pull: el objeto es interrogado por sus suscriptores si su estado ha cambiado desde la última vez que se tanteó.

Este esquema respeta al máximo el principio de bajo acoplamiento. El Subject y el Observer pueden interactuar entre ellos, pero apenas tienen conocimiento del uno sobre el otro. Dado que hemos basado el diseño en abstracciones, no en concreciones, no será necesario modificar el Subject para añadir nuevos Observers (bastará con que implemente la interfaz IObserver). Del mismo modo, un Observer podrá suscribirse a más de un Subject si éste implementa la interfaz ISubject.

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Patrones de Comportamiento (V): Patrón State


Objetivo:

“Permitir que un objeto modifique su comportamiento cuando su estado interno cambie. Parecerá que el objeto cambia de clase”.

DesignPatterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software

El patrón State tiene la misión fundamental de encapsular el comportamiento de un objeto dependiendo del estado en el que éste se encuentre. ¿A qué nos referimos con estado? Estrictamente hablando, podemos definir el estado de un objeto como el conjunto actual de los valores de los atributos de un objeto. Desde un punto de vista más coloquial, y refiriéndonos al patrón que estamos presentando, podríamos definir un estado como un conjunto de características que harán que el objeto tenga unas características concretas. O hablando en plata: desde el punto de vista de la orientación a objetos, podemos decir que el estado de un vehículo es de velocidad instantánea igual a cero, sin consumo de combustible, a una distancia de entre cero y veinte centímetros de la acera y con el habitáculo vacío. Desde un punto de vista coloquial (que ahora mismo es el que nos interesa), podemos decir que la suma de esos atributos nos informa de que el vehículo se encuentra en estado aparcado.

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Patrones de Comportamiento (IV): Patrón Strategy


Objetivo:

“Definir una familia de algoritmos, encapsular cada uno de ellos y hacerlos intercambiables. Strategy permite cambiar el algoritmo independientemente de los clientes que lo utilicen”.

Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software

En el artículo anterior veíamos cómo un patrón de diseño puede ayudarnos a encapsular distintos algoritmos a partir de una “plantilla” cuyos hijos se encargaban de especializar. El patrón Strategy, por su parte, no bucea en los detalles, sino que va un paso más allá: encapsulará un algoritmo completo ignorando los detalles de su implementación, permitiendo intercambiarlo en tiempo de ejecución para permitir actuar a la clase cliente con un comportamiento distinto.

El nombre de este patrón evoca la posibilidad de realizar un cambio de estrategia en tiempo de ejecución sustituyendo un objeto que se encargará de implementarla. No nos preocupará el “cómo”. De hecho, ni siquiera nos importará “el qué”: la clase que actúa como interfaz del patrón únicamente tendrá que exponer el método o métodos que deberá invocar el cliente.

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Patrones de Comportamiento (III): Template Method


Objetivo:

“Permitir que ciertos pasos de un algoritmo definidos en un método de una clase sean redefinidos en sus clases derivadas sin necesidad de sobrecargar la operación entera”.

Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software

Si el patrón Command nos permite encapsular una invocación a un método, el patrón Template Method o Método Modelo establece una forma de encapsular algoritmos. Este patrón se basa en un principio muy sencillo: si un algoritmo puede aplicarse a varios supuestos en los que únicamente cambie un pequeño número de operaciones, la idea será utilizar una clase para modelarlo a través de sus operaciones. Esta clase base se encargará de definir los pasos comunes del algoritmo, mientras que las clases que hereden de ella implementarán los detalles propios de cada caso concreto, es decir, el código específico para cada caso.

El procedimiento es sencillo:

  • Se declara una clase abstracta, que será la plantilla o modelo. Esta clase definirá una serie de funciones y métodos. Aquellas que sean comunes estarán implementadas. Aquellas que dependan de cada caso concreto, se declararán como abstractas, obligando a las clases hijas a implementarlas.
  • Cada clase derivada implementará los métodos específicos, acudiendo a la clase base para ejecutar el código común.
  • La clase base también se encargará de la lógica del algoritmo, ejecutando los pasos en un orden preestablecido (las clases hijas no deberían poder modificar el algoritmo, únicamente definir la funcionalidad específica que tienen que implementar).

Dado que la clase padre es la que se encarga de llamar los métodos de las clases derivadas (los pasos del algoritmo estarán implementado en la clase base), se trata de una aplicación manifiesta del principio de inversión de dependencias: la clase base no tiene por qué saber nada acerca de sus hijas, pero aún así, se encargará de invocar su funcionalidad cuando sea necesario. El principio de Hollywood (“no nos llames, nosotros te llamaremos”) vuelve a entrar en escena.

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Abstracción de datos (IV): El patrón Abstract Factory (Factoría Abstracta)


Anteriormente vimos lo que era una interfaz y cómo implementarla en C#. Hoy aprovecharemos estos conocimientos para explicar otro patrón de diseño: la Factoría Abstracta o Abstract Factory.

El patrón Abstract Factory es un patrón “familiar”. ¿Por qué familiar? Porque está especializado en proporcionar instancias de familias de objetos. Imaginemos la siguiente situación:

Abstract Factory

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