動的なデザインパターン

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ひろきみおか
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動的なデザインパターン不確定な多様性の状況下の適応性設計 Stephen Wang This book is for sale at http://leanpub.com/dynamic_design_patterns_jp This version was published on 2013-08-22 This is a Leanpub book.

2 動的なデザインパターン不確定な多様性の状況下の適応性設計 Stephen Wang This book is for sale at This version was published on This is a Leanpub book. Leanpub empowers authors and publishers with the Lean Publishing process. Lean Publishing is the act of publishing an in-progress ebook using lightweight tools and many iterations to get reader feedback, pivot until you have the right book and build traction once you do Stephen Wang

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4 Contents 感謝紹介第 1 節最適化パターン延長読み

5 感謝下記はこの本の編集に助けて頂いた人のリストである李小波大変ありがとうございました私の家族にも感謝します彼らのサポートがない限りこの本の出版はできませんこの本はデザインパターン ¹ を参考しました ¹

6 紹介多様性ソフトウェアが多様な機能があるので不同なユーザーが不同なデータをアクセスさせられるオブジェクト指向がソフトウェアの多様性を実現できる技術の一種であるシステムでは複数の操作が統一インターフェースを共有することもあるし複数のデータが同一フィールドを共有することもあるオブジェクト指向技術がインターフェースとクラスの定義でこの多様性を実現させられるところが最近ソフトウェアがもっと多様化になってきてプログラミングがもっと複雑になるこれらの多様性がプロセスが不確定でルールのみ定義される状況で起こしたのであるルールしか従えないプログラミングが不確定性を実現できる不確定性娯楽ゲームでは不確定性が娯楽のともとなるランダムナンバーだけでなく条件の多様性も不確定性を起こすビジネスビジネスのルールがよく変わるソフトウェアがこれらのリクエアメントを対応するための拡張性が必要自動的に適応なら希望される個性的インターネットの時代ではユーザーが使っている個性化したいのでオンラインサービスが個性化できるように作る必要個性化がユーザーを喜ばせるが技術上の挑戦も持ってくるオブジェクト指向技術は共通メソッドのシグネチャーを要求される同一インターフェースから継承したメソッドが同一メソッドシグネチャーを共有する但し不確定の環境では処理がかなり不同なのでメソッドのシグネチャーを統一するのがとても難しいこの不確定な環境を適応できるプログラミング技術が望ましい予測性

7 紹介 3 不確定の多様な条件ではルールが事前定義されるがインスタンス行為やデータが予測できない予測できる環境ではインターフェースを定義し実装するなら多様性をハンドルできるが予測できいない環境では固定なインターフェースと処理を書けない動的なデザインパターンデザインパターンは多様性を処理できるが多様性が不確定の場合はデザインパターンだけで対処できない動的なデザインパターンはこの不確定の多様性な状況を対応するその名前で暗示するように動的なデザインパターンはデザインパターンである GoF のデザインパターンをベースにして不確定性を対処できる機能を追加したのである

8 第 1 節最適化パターン説明 Chain of responsibility パターン ² ではパラメーターを一連のクラスに渡して各ステップは Chain の最後までパラメーターを処理する但し Chain が予測できない事前定義できない場合は事前に定義したルールに従って動的にハンドラーを作成し退出条件が合うまで連続的にハンドラーを呼ぶこれがストレージを最適化するパターンなので最適化パターンだと呼ぶ UML 最適化パターンの UML は以下となる : 構造上のサンプルこのサンプルが最適化パターンを説明し退出条件が合うまで動的にハンドラーを生成する ²

9 第 1 節最適化パターン 5 Handler ハンドラーインターフェース HandlerFactory ファクトリーが事前定義ルールに従い動的にハンドラーを生成する ConcreteHandlerA, ConcreteHanlderB プロセスを行う実装したハンドラー NullHandler リクエストをダミーにハンドルの Null オブジェクト Client 他のクラスをアクセスするクライアント Text 処理対象の集合 1 public interface Handler { 2 public Text handle(text text); 3 } 1 public class HandlerFactory { 2 3 public static Handler create(string params) { 4 int aindex = params.lastindexof("a"); 5 int bindex = params.lastindexof("b"); 6 if (aindex >= 0 bindex >= 0) { 7 if (aindex > bindex) { 8 return new ConcreteHandlerA(); 9 } else { 10 return new ConcreteHandlerB(); 11 } 12 } else { 13 return new NullHandler(); 14 } 15 } 16 }

10 第 1 節最適化パターン 6 1 public class ConcreteHandlerA implements Handler { 2 public Text handle(text text) { 3 int index = text.find("a"); 4 return text.reduce(index); 5 } 6 } 1 public class ConcreteHandlerB implements Handler { 2 public Text handle(text text) { 3 int index = text.find("b"); 4 return text.reduce(index); 5 } 6 } 1 public class NullHandler implements Handler { 2 public Text handle(text text) { 3 return text; 4 } 5 } 1 public class Client { 2 public void dynamicchain(text text) { 3 while (text.hasmore()) { 4 Handler next = HandlerFactory.create(text.text); 5 next.handle(text); 6 } 7 } 8 9 public static void main(string[] args) { 10 Client client = new Client(); 11 client.dynamicchain(new Text("aba2fdac23fabc")); 12 } 13 }

11 第 1 節最適化パターン 7 1 public class Text { 2 public String text; 3 4 public Text(String t) { 5 this.text = t; 6 } 7 8 public boolean hasmore() { 9 return!text.isempty(); 10 } public int find(string target) { 13 int index = text.lastindexof(target); 14 System.out.println(text.substring(index)); 15 return index; 16 } public Text reduce(int index) { 19 String reduced = ""; 20 if (index > 0) { 21 reduced = text.substring(0, index); 22 } else { 23 reduced = ""; 24 } 25 text = reduced; 26 return this; 27 } 28 } 上記のソースの実行結果が以下となる : 1 bc 2 a 3 ac23f 4 a2fd 5 b 6 a 現実中のサンプルある本屋がシリーズの本にプロモーションを行うつもりがある割引政策は以下となる

12 第 1 節最適化パターン 8 5 冊を買うなら, 75%, 5 冊の中任意不同な 4 冊なら, 80%, 5 冊の中任意不同な 3 冊なら, 90%, 5 冊の中任意不同な 2 冊なら, 95%, 5 冊の中任意不同な 1 冊なら, 100%, 各本の値段は全部 8 ユーロである. 以下の組み合わせで本を買う場合最低値段を計算してください本 #1-2 冊本 #2-2 冊本 #3-2 冊本 #4-1 冊本 #5-1 冊このケースでは最適化条件は事前定義されていない但しルールが定義されている多ければ多いほど本を選んだら安くなるだが 4 冊 + 4 冊なら 5 冊 + 3 冊より安い 1 import java.util.list; 2 3 public interface CartStrategy { 4 public Cart handle(cart cart, List<Strategy> strategies); 5 } 1 import java.util.list; 2 3 public class MostCartStrategy implements CartStrategy { 4 public Cart handle(cart cart, List<Strategy> strategies) { 5 Strategy strategy = cart.pickmost(); 6 strategies.add(strategy); 7 return cart; 8 } 9 }

13 第 1 節最適化パターン 9 1 import java.util.list; 2 3 public class SmartCartStrategy implements CartStrategy { 4 public Cart handle(cart cart, List<Strategy> strategies) { 5 Strategy before = cart.pick4(); 6 Strategy after = cart.pick4(); 7 strategies.add(before); 8 strategies.add(after); 9 return cart; 10 } 11 } 1 import java.util.list; 2 3 public class NullCartStrategy implements CartStrategy { 4 public Cart handle(cart cart, List<Strategy> strategies) { 5 return cart; 6 } 7 } 1 public class CartStrategyFactory { 2 3 public static CartStrategy create(cart cart) { 4 if (cart.has44()) { 5 return new SmartCartStrategy(); 6 } else if (!cart.isempty()) { 7 return new MostCartStrategy(); 8 } else { 9 return new NullCartStrategy(); 10 } 11 } 12 }

14 第 1 節最適化パターン 10 1 public class Book { 2 public String name; 3 public float price; 4 5 public Book(String n, float p) { 6 this.name = n; 7 this.price = p; 8 } 9 } 1 import java.util.*; 2 3 public class Cart { 4 5 Map<Book, Integer> books = new HashMap<Book, Integer>(); 6 7 public void add(book book, Integer count) { 8 if (books.containskey(book)) { 9 books.put(book, books.get(book) + count); 10 } else { 11 books.put(book, count); 12 } 13 } public boolean isempty() { 16 if (books.isempty()) { 17 return true; 18 } 19 Iterator iterator = books.keyset().iterator(); 20 while (iterator.hasnext()) { 21 Book book = (Book) iterator.next(); 22 if (books.get(book)!= 0) { 23 return false; 24 } 25 } 26 return true; 27 } public boolean has44() { 30 //44 = 53(5 different books, at least 3 of them is more than 2 copies) 31 //44 = 44 (4 different books, all are more than 2 copies) 32 List<Book> onecopy = new ArrayList<Book>();

15 第 1 節最適化パターン List<Book> morecopies = new ArrayList<Book>(); Iterator iterator = books.keyset().iterator(); 36 while (iterator.hasnext()) { 37 Book book = (Book)iterator.next(); 38 Integer count = books.get(book); 39 if (count > 1) { 40 morecopies.add(book); 41 } else { 42 onecopy.add(book); 43 } 44 } if (onecopy.size() + morecopies.size() == 5 && morecopies.size() >= 3 47 morecopies.size() >= 4) { 48 return true; 49 } return false; 52 } public Strategy pick4() { 55 Strategy strategy = new Strategy(); if (countbooktype() == 4) { 58 return pickmost(); 59 } else { 60 Book least = findleastbook(); 61 for (Book book : BookFlyweight.books) { 62 if (hasbook(book) &&!book.equals(least)) { 63 pickbook(strategy, book); 64 } 65 } 66 } return strategy; 69 } private int countbooktype() { 72 int count = 0; 73 for (Book book : BookFlyweight.books) { 74 if (hasbook(book)) {

16 第 1 節最適化パターン count ++; 76 } 77 } 78 System.out.println("count = " + count); 79 return count; 80 } private Book findleastbook() { 83 int min = -1; 84 Book least = null; 85 Iterator keys = books.keyset().iterator(); 86 while (keys.hasnext()) { 87 Book book = (Book)keys.next(); 88 int count = books.get(book); 89 if (min == -1) { 90 min = count; 91 least = book; 92 } 93 if (min > count) { 94 least = book; 95 min = count; 96 } 97 } 98 return least; 99 } public Strategy pickmost() { 102 Strategy strategy = new Strategy(); if (hasbook(bookflyweight.book_1)) { 105 pickbook(strategy, BookFlyweight.BOOK_1); 106 } 107 if (hasbook(bookflyweight.book_2)) { 108 pickbook(strategy, BookFlyweight.BOOK_2); 109 } 110 if (hasbook(bookflyweight.book_3)) { 111 pickbook(strategy, BookFlyweight.BOOK_3); 112 } 113 if (hasbook(bookflyweight.book_4)) { 114 pickbook(strategy, BookFlyweight.BOOK_4); 115 } 116 if (hasbook(bookflyweight.book_5)) {

17 第 1 節最適化パターン pickbook(strategy, BookFlyweight.BOOK_5); 118 } return strategy; 121 } private boolean hasbook(book book) { 124 if (books.containskey(book)) { 125 if (books.get(book) == 0) { 126 return false; 127 } 128 return true; 129 } 130 return false; 131 } private void pickbook(strategy strategy, Book book) { 134 strategy.add(book); 135 books.put(book, books.get(book) - 1); 136 } 137 } 1 import java.util.hashmap; 2 import java.util.iterator; 3 import java.util.map; 4 5 public class Strategy { 6 Map<Book, Integer> books = new HashMap<Book, Integer>(); 7 8 public void add(book book) { 9 books.put(book, 1); 10 } public String tostring() { 13 String text = ""; 14 Iterator iterator = books.keyset().iterator(); 15 while (iterator.hasnext()) { 16 Book book = (Book)iterator.next(); 17 text += book.name + "@" + books.get(book) + ","; 18 } 19 return text; 20 }

18 第 1 節最適化パターン public float price() { 23 float price = 0.0f; 24 Iterator iterator = books.keyset().iterator(); 25 while (iterator.hasnext()) { 26 Book book = (Book)iterator.next(); 27 price += book.price; 28 } 29 return price * discountrate(); 30 } public float discountrate() { 33 switch (books.keyset().size()) { 34 case 5: 35 return 0.75f; 36 case 4: 37 return 0.8f; 38 case 3: 39 return 0.9f; 40 case 2: 41 return 0.95f; 42 default: 43 return 1f; 44 } 45 } 46 } 1 import java.util.arraylist; 2 import java.util.list; 3 4 public class Client { 5 6 public static void main(string[] args) { 7 Cart cart = new Cart(); 8 cart.add(bookflyweight.book_1, 2); 9 cart.add(bookflyweight.book_2, 2); 10 cart.add(bookflyweight.book_3, 2); 11 cart.add(bookflyweight.book_4, 1); 12 cart.add(bookflyweight.book_5, 1); List<Strategy> strategies = new ArrayList<Strategy>(); 15

19 第 1 節最適化パターン while (!cart.isempty()) { 17 CartStrategy strategy = CartStrategyFactory.create(cart); 18 cart = strategy.handle(cart, strategies); 19 } 20 float price = 0.0f; 21 for (Strategy strategy : strategies) { 22 System.out.println(strategy.toString()); 23 price += strategy.price(); 24 } 25 System.out.println("The amount is : " + price); 26 } 27 } 1 public class BookFlyweight { 2 public static final Book BOOK_1 = new Book("#1", 8); 3 public static final Book BOOK_2 = new Book("#2", 8); 4 public static final Book BOOK_3 = new Book("#3", 8); 5 public static final Book BOOK_4 = new Book("#4", 8); 6 public static final Book BOOK_5 = new Book("#5", 8); 7 } 上記のソースの実行結果が以下となる : 51.2

20 延長読みプールパターン (Pool Pattern) 有限サイズのプールよりオブジェクトをアクセスするパターンポリシーパターン (Policy Pattern) プロセスではなくポリシーに従い処理を行うパターンパネルパターン (Panel Pattern) スイッチのパネルに ON/OFF を整理するパターンディスパッチャーパターン (Dispatcher Pattern) 事前に定義したルールに従いリクエストをインスタンスに配布するコーオーディネーターパターン (Coordinator Pattern) グローバル条件の下でサブジェクトを調整するパターン動的なアダプターパターン (Dynamic Adapter Pattern) 条件により Adapter を変えるパターン動的なコマンドパターン (Dynamic Command Pattern) The pattern to execute commands in context.

問題1　以下に示すプログラムは、次の処理をするプログラムである

問題1　以下に示すプログラムは、次の処理をするプログラムである問題 1 次のプログラムの出力結果を a~d の中から選べ public class Problem1 { int i=2; int j=3; System.out.println("i"+j); a) 23,b) 5,c) i3,d) ij 問題 2 次のプログラムの出力結果を a~d の中から選べ public class Problem2 { int a=6; if((a>=2)&&(a