BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC DESGIN PATTERNS, ĐỀ TÀI: Mẫu Decorator

Bài Tập Lớn Degsin Patterns– Đỗ Văn Trường – ĐH KTPM.CLC-K8

1


Bài Tập Lớn Degsin Patterns– Đỗ Văn Trường – ĐH KTPM.CLC-K8

2


Bài Tập Lớn Degsin Patterns– Đỗ Văn Trường – ĐH KTPM.CLC-K8

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ HỘI
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN


BÀI TẬP LỚN
MÔN HỌC: DESGIN PATTERNS
ĐỀ TÀI: Mẫu Decorator
Lớp: ĐH KTPM CLC – K8
Sinh viên thực hiện:
1. Đỗ Văn Trường - 0841360083

Giáo viên hướng dẫn: Ths. PHÙNG ĐỨC HÒA
2015

3


Bài Tập Lớn Degsin Patterns– Đỗ Văn Trường – ĐH KTPM.CLC-K8

Mục Lục

TỔNG QUAN VỀ DEGSIN PATTERNS

Design Pattern là một kỹ thuật dành cho lập trình hướng đối tượng. Nó cung cấp cho ta
cách tư duy trong từng tình huống của việc lập trình hướng đối tượng, và phân tích thiết
kế hệ thống phần mềm. Nó cần thiết cho cả các nhà lập trình và nhà phân tích thiết kế.
4


Bài Tập Lớn Degsin Patterns– Đỗ Văn Trường – ĐH KTPM.CLC-K8

Đối với những người chuyên về lập trình thì việc nắm vững công cụ lập trình thôi chưa
đủ, họ cần phải có một tư duy, một kỹ năng giải quyết các tình huống nhỏ của công việc
xây dựng phần mềm mà họ là người thi hành. Việc giải quyết này phải đảm bảo tính ổn
định là họ có thể giải quyết được trong mọi tình huống, với thời gian đúng tiến độ,
phương pháp giải quyết hợp lý và đặc biệt là phải theo một chuẩn nhất định.

Những nhà phân tích thiết kế mức cao, việc nắm vững công cụ lập trình có thể là không
cần thiết, nhưng họ cũng cần phải biết được ở những khâu nhỏ nhất chi tiết nhất của thiết
kế của họ đưa ra có thể thực hiện được hay không và nếu thực hiện được thì có thể thực
hiện như thế nào, và sẽ theo một chuẩn ra sao.

Design pattern được dùng khắp ở mọi nơi, trong các phần mềm hướng đối tượng các hệ
thống lớn. Trong các chương trình trò chơi, … Và cả trong các hệ thống tính toán song
song,..
Design pattern thể hiện tính kinh nghiệm của công việc lập trình, xây dựng và thiết kế
phần mềm.Có thể chúng ta đã gặp design pattern ở đâu đó, trong các ứng dụng, cũng có
thể chúng ta đã từng sử dụng những mẫu tương tự như design pattern để giải quyết những

tình huống của mình, nhưng chúng ta không có một khái niệm gì về nó cả.

Design Pattern là gì?
Design patterns là tập các giải pháp cho cho vấn đề phổ biến trong thiết kế các hệ thống
máy tính. Đây là tập các giải pháp đã được công nhận là tài liệu có giá trị, những người
phát triển có thể áp dụng giải pháp này để giải quyết các vấn đề tương tự.Giống như với
các yêu cầu của thiết kế và phân tích hướng đối tượng (nhằm đạt được khả năng sử dụng

5


Bài Tập Lớn Degsin Patterns– Đỗ Văn Trường – ĐH KTPM.CLC-K8

các thành phần và thư viện lớp), việc sử dụng các mẫu cũng cần phải đạt được khả năng
tái sử dụng các giải pháp chuẩn đối với vấn đề thường xuyên xảy ra.
Tại sao sử dụng Design Pattern?
Design pattern cung cấp giải pháp ở dạng tổng quát, giúp tăng tốc độ phát triển phần
mềm bằng cách đưa ra các mô hình test, mô hình phát triển đã qua kiểm nghiệm. Thiết kế
phần mềm hiệu quả đòi hỏi phải cân nhắc các vấn đề sẽ nảy sinh trong quá trình hiện
thực hóa (implementation). Dùng lại các design pattern giúp tránh được các vấn đề tiềm
ẩn có thể gây ra những lỗi lớn, dễ dàng nâng cấp, bảo trì về sau.
Một lợi thế lớn để sử dụng một mẫu thiết kế là lập trình viên khác sẽ có thể dễ dàng nhận
ra nó (đặc biệt là nếu bạn sử dụng quy ước đặt tên tốt).
Khi nào nên sử dụng Design pattern?
Đó là khi bạn muốn giữ cho chương trình của mình thực sự đơn giản. Việc sử dụng các
design pattern sẽ giúp chúng ta giảm được thời gian và công sức suy nghĩ ra các cách giải
quyết cho những vấn đề đã có lời giải. Bạn có thể đọc qua cuốn “Head First Design
Patterns” để có cái nhìn tổng quát hơn về design pattern.Hệ thống các mẫu design pattern
hiện có 23 mẫu được định nghĩa trong cuốn “Design patterns Elements of Reusable
Object Oriented Software”. Các tác giả của cuốn sách là Erich Gamma, Richard Helm,

Ralph Johnson và John Vlissides, hay còn được biết đến với các tên “Gang of Four” hay
đơn giản là “GoF”. Hệ thống các mẫu này có thể nói là đủ và tối ưu cho việc giải quyết
hết các vấn đề của bài toán phân tích thiết kế và xây dựng phần mềm trong thời điểm hiện
tại. Hệ thống các mẫu design pattern được chia thành 3 nhóm: nhóm Creational (5 mẫu),
nhóm Structural (7 mẫu) và nhóm Behavioral (11 mẫu).

Phần I: Giới Thiệu Mẫu Decorator
I.

Vấn đề đặt ra
"Hôm nay có món gì?" bạn hỏi tay đầu bếp khó chịu đang đứng sau bếp nướng.
"Cho một cái hamburger," bạn nói và xoay xoay cái khay trong tay.

6


Bài Tập Lớn Degsin Patterns– Đỗ Văn Trường – ĐH KTPM.CLC-K8

Người đầu bếp mang cái hamburger đến bàn tính tiền, không quên hỏi lại "Có
thêm thịt rán không?"
"Chắc chắn rồi", bạn nói.
Người đầu bếp xóa các phiếu ăn cũ trên máy tính tiền và khởi động lại.
"Hamburger và thịt rán". Vừa nói anh ta vừa gõ vào máy tính tiền.
"Cho thêm một ít pho mát" Bạn nói.
Người đầu bếp ném một ánh nhìn khó chịu , xóa cái phiếu ăn, mổ mổ cái bàn phím
và nói "Hamburger với pho mát và thịt nướng. Ok. Đủ rồi chứ?"
"Hmm", bạn nói, nhìn quét qua cái thực đơn "Hay là thêm một chút thịt xông
khói?"
Người đầu bếp nhìn chằm chằm vào bạn và dường như định văng ra một vài câu
khó chịu gì đó nhưng vẫn nhập phiếu ăn vào máy.

"Này”, bạn nói. "Anh chắc chắn là được lợi nhiều hơn từ việc sử dụng mẫu thiết
kế trang trí Decorator chứ hả?"
"Vâng", anh đầu bếp nói, ngạc nhiên khi bạn nói về vấn đề này "Tôi đã nói vấn đề
này cả ngàn lần rồi"
Bạn cầm cái Hamburger pho mát thịt xông khói với vẻ hạnh phúc và nói "Thêm
một vài lát cà chua nữa thì tuyệt!"
Mẫu trang trí Decorator là lựa chọn hoàn hảo cho tình huống tôi vừa nêu ở trên
bởi vì ta đang nói về khả năng mở rộng chức năng cho một lớp có sẵn. Sau khi
viết một lớp, bạn có thể thêm phần trang trí Decorator (các lớp mở rộng) để mở
rộng lớp này. Khi đó bạn không phải sửa đổi lên lớp gốc. Kết quả là cái
Hamburger của bạn trở thành Hamburger pho mát, rồi Hamburger pho mát thịt
xông khói, mọi thứ thật dễ dàng.
a. Định nghĩa
Decorator thuộc nhón cấu trúc:
• Decorator pattern được sử dụng để mở rộng chức năng của một đối tượng
một cách linh hoạt mà không cần phải thay đổi mã nguồn của class gốc.
• Nó được thực hiện bằng cách tạo ra một đối tượng wrapper, được gọi là
decorator (nhà trang trí). “Trang trí” xung quanh đối tượng ban đầu.
b. Sơ đồ UML

7


Bài Tập Lớn Degsin Patterns– Đỗ Văn Trường – ĐH KTPM.CLC-K8

Component: Là thành phần đại diện để chứa các hành vi chung của đối tượng. Nó
có thể là abstract class hoặc interface.
ConcreteComponent: kế thừa từ component. Là đối tượng gốc mà các chức năng
sẽ được bổ sung thêm.
Decorator: là một abstract class, chứa một quan hệ HAS A tham chiếu tới

Component và implement các method trong component.
ConcreteDecorator: kế thừa từ decorator và có thêm các chức năng mở rộng
riêng của nó.
Trung tâm của sơ đồ UML là lớp Decorator. Nó bao gồm hai loại quan hệ với giao
diện Component:
 Is-a
Quan hệ is-a thể hiện bởi một mũi tên tam giác Decorator đến Component, chỉ ra
rằng Decorator thưc thi giao diện Component. Thực tế là Decorator thừa kế
từ Component có nghĩa là đối tượng Decorator có thể được sử dụng bất cứ nơi
nào các đối tượng Component được mong đợi. Lớp ConcreteComponent cũng là
một mối quan hệ is-a với Component.
8


Bài Tập Lớn Degsin Patterns– Đỗ Văn Trường – ĐH KTPM.CLC-K8

 Has-a
Quan hệ has-a thể hiện bởi hình thoi mở trên Decorator, liên kết với Component.
Điều này cho thấy rằng các Decorator khởi tạo một hoặc nhiều đối
tượng Component và các đối tượng được trang trí có thể sống lâu hơn bản
gốc. Decorator sử dụng các thuộc tính thành phần (loại Component) để gọi bất kỳ
hoạt động thay thế có thể được ghi đè lên. Đây là cách mẫu Decorator đạt được
mục tiêu của mình.
c. Mẫu Decorator đươc sử dụng khi nào ?
• Decorator pattern được sử dụng khi:
 Khi bạn muốn thay đổi động mà không ảnh hưởng đến người dùng,
không phụ thuộc vào giới hạn các class con.
 Có một số đặc tính phụ thuộc mà bạn muốn ứng dụng một cách linh
động và bạn muốn kết hợp chúng vào trong một đối tượng.
 Khi các class con không còn khả thi, khi mà cần một số lượng lớn

các kết hợp trong một đối tượng.
d. Decorator, Adapter và Composite:
Ta thấy có sự tương đồng giữa 3 mẫu này. Apdapter cũng “trang trí” 1 class có sẵn.
Nhưng nó thay đổi interface của 1 hay nhiều class thành 1 interface chung có lợi
cho chương trình. Composite giống như 1 decorator duy nhất, nhưng với mục đích
khác.
e. Ưu - Nhược điểm của mẫu Decorator
• Ưu điểm:
- Decorator Pattern cung cấp một giải pháp linh hoạt hơn khi thêm các
chức năng cho một đối tượng so với cách kế thừa (inheritance) truyền
-

thống.
Các decorator cung cấp giải pháp để dễ dàng thay đổi hành vi của đối

-

tượng.
Ngoài ra, code còn dễ dàng hơn đáng kể. Bởi vì bạn sẽ code class chức
năng riêng rẽ cụ thể, thay vì gộp chung nhiều chức năng khác nhau vào
một class -> Điều này làm cho các thành phần dễ mở rộng hơn trong
tương lai.

• Nhược điểm:
9


Bài Tập Lớn Degsin Patterns– Đỗ Văn Trường – ĐH KTPM.CLC-K8

-

Nhược điểm chính của việc sử dụng Decorator Pattern là việc bảo trì có
thể là một vấn đề vì nó cung cấp rất nhiều loại object của các class chức
năng.

*So sánh Decorator Pattern - Kế thừa
DECORATOR PATTERN

KẾ THỪA

Được sử dụng để mở rộng chức năng của một
đối tượng cụ thể
Không yêu cầu class con

Được sử dụng để mở rộng chức năng của một lớp
của các đối tượng
Yêu cầu class con

Ngăn chặn sự gia tăng của các class con
dẫn đến ít phức tạp và nhầm lẫn

Có thể dẫn đến nhiều class con, làm cho cây phân
cấp class trở nên phức tạp

Linh hoạt hơn

Kém linh hoạt hơn

Client có thể lựa chọn linh hoạt các chức năng
mong muốn

Có các class con để kết hợp các chức năng bổ sung,
mà client mong đợi, có thể dẫn đến một sự gia tăng
của lớp con.
Dễ dàng thêm bất kỳ sự kết hợp của các chức
Rất khó
năng. Chức năng tương tự có thể thậm chí
được thêm hai lần hay nhiều lần

f. Ví dụ
Bây giờ chúng ta giải quyết vấn đề nêu ra ở trên:
Ta có sơ đồ UML chi tiết như sau:

10


Bài Tập Lớn Degsin Patterns– Đỗ Văn Trường – ĐH KTPM.CLC-K8

component

Thực hiện:
 Class Food:
Public abstract class Food
{
String description = “”;
public String getDescription()
{
return description;
}
public abstract double cost();

}

 Class CondimentDecorator
11


Bài Tập Lớn Degsin Patterns– Đỗ Văn Trường – ĐH KTPM.CLC-K8
public abstract class CondimentDecorator extends Food
{
public abstract String getDescription();
}

 Class Hamburger
public class Hamburger extends Food
{
public Hamburger()
{
description = “Hamburger”;
}
public double cost()
{
return 2;
}
}

 Class Town
public class Town extends CondimentDecorator
{
Food food;
public Mocha(Food food)

{
this.food = food;
}
public String getDescription()
{
return food.getDescription() + “, Town”;
}
public double cost()
{
return 0.50 + food.cost();
}
}

12


Bài Tập Lớn Degsin Patterns– Đỗ Văn Trường – ĐH KTPM.CLC-K8

 Class Cheese
public class Cheese extends CondimentDecorator
{
Food food;
public Cheese(Food food)
{
this.food = food;
}
public String getDescription()
{
return food.getDescription() + “, Chesse”;
}

public double cost()
{
return 1 + food.cost();
}
}

 Class Tomato
public class Tomato extends CondimentDecorator
{
Food food;
public Tomato(Food food)
{
this.food = food;
}
public String getDescription()
{
return food.getDescription() + “, Tomato”;
}
public double cost()
{
return 0.2 + food.cost();
}
}

13


Bài Tập Lớn Degsin Patterns– Đỗ Văn Trường – ĐH KTPM.CLC-K8

 Class Smokedpork

public class Smokedpork extends CondimentDecorator
{
Food food;
public Smokedpork(Food food)
{
this.food = food;
}
public String getDescription()
{
return food.getDescription() + “, Smoked pork”;
}
public double cost()
{
return 1.2 + food.cost();
}
}

 Class LooFood
public class LooFoodDemo {
public static void main(String[] args) {
Food food = new Hamburger();
System.out.println(food.getDescription() + food.cost() + "$");
Food food1 = new Hamburger();
food1 = new Town(food1);
food1 = new Town(food1);
food1 = new Tomato(food1);
food1 = new Smokedpork(food1);
System.out.print(food1.getDescription());
System.out.format("%s",food1.cost()+"$ \n");
}

14


Bài Tập Lớn Degsin Patterns– Đỗ Văn Trường – ĐH KTPM.CLC-K8
}

Kết quả :

TỔNG KẾT

Sau khi tìm hiểu về mẫu decorator và được sự hướng dẫn của thầy, em đã đưa ra
công dụng và các ứng dụng của mẫu. Trong quá trình thực hiện, do em cũng chưa nắm
vững kiến thức về degsin patterns, việc ứng dụng kiến thức cũng chưa hoàn toàn đạt hiệu
quả tốt nhất nên trong bài làm của em còn có những thiếu sót, em sẽ tiếp tục tiếp thu kiến
thức để ứng dụng được tốt hơn.
15


Bài Tập Lớn Degsin Patterns– Đỗ Văn Trường – ĐH KTPM.CLC-K8

Em cảm ơn thầy đã truyền đạt kiến thức và giúp đỡ kiến thức cho em trong thời
gian học tập dưới sự dạy dỗ của thầy!

Tài liệu tham khảo:
[1].

Head First Design Patterns
By Eric Freeman, Elisabeth Robson, Bert Bates, Kathy Sierra
Publisher: O'Reilly Media

16