У начинающих программистов часто возникает проблема с определением необходимого количества классов для программы и функций, которые должен выполнять каждый отдельный класс. Один из наиболее упрощенных подходов к решению этой проблемы состоит в записи сценария для ситуации использования приложения. Затем можно попытаться создать классы для каждого сушествительного (объекта), упоминающегося в этом сценарии. Возьмем для примера приведенный ниже сценарий.
Клиент выбирает операцию снятия наличных с расчетного счета. На счете в банке имеется достаточная сумма, в ATM достаточно наличных и заправлена лента для квитанций, а сеть включена и работает. Кассовый аппарат ATM просит указать сумму, которая не должна превышать $300. Машина выдает указанную сумму и печатает квитанцию для клиента.
Из этого сценария можно извлечь такие классы:
• клиент;
• сумма;
• наличные;
• расчетный счет;
• счет;
• квитанция;
• лента для квитанций;
• банк;
• ATM;
• сеть;
• снятие со счета;
• машина.
Объединив синонимы и явно взаимосвязанные объекты, получаем следующий список:
• клиент;
• наличные (суммы на счете и снимаемая со счета);
• расчетный счет;
• счет;
• квитанции;
• ATM (кассовый аппарат);
• сеть.
Пока что неплохо для начала. Можно затем отобразить отношения между классами, как показано на рис. 18.12.
Рис. 18.12. Предварительная схема отношений между классами
Преобразования
Описанный в предыдущем разделе подход называется преобразованием объектов домена в объекты проекта. Большинству объектов домена в проекте соответствуют суррогаты. Термин "суррогат" вводится для того, чтобы отличать реальную квитанцию, выданную кассовым аппаратом, от виртуального объекта в программе, являющегося абстракцией, реализованной в программном коде.
Многие объекты домена имеют в проекте изоморфное представление, т.е. между объектами домена и проекта существует отношение один-к-одному. В других случаях, однако, один объект домена представлен в проекте целым рядом объектов. Иногда множества объектов домена могут быть представлены одним объектом в проекте.
Обратите внимание: на рис. 18.12 уже зафиксирован факт, что Расчетный счет является специализацией Счета. Аналогично, из анализа объектов домена известно, что кассовый аппарат ATM подготавливает и выдает Наличные и Квитанцию, поэтому данные отношения зависимости классов также отображены на рис. 18.12.
Отношение между Клиентом и Расчетным счетом менее очевидно. Известно, что такое отношение существует, но детали его пока скрыты, поэтому оставим анализ этого отношения на потом.
Другие преобразования
После преобразования объектов домена можно начинать поиск других полезных объектов этапа проектирования. Неплохо начать с создания интерфейсов. Каждый интерфейс между новой системой и любой из существующих (унаследованных) систем должен быть инкапсулирован в класс интерфейса. (Напомним, что мы занимаемся проектированием, а не написанием программы, поэтому не путайте класс интерфейса в проекте приложения с интерфейсом класса в коде приложения. Подмена этих терминов вызовет бессмыслицу.) Если будет осуществляться взаимодействие с базой данных определенного типа, это тоже следует зафиксировать в классе интерфейса.
Классы интерфейса инкапсулируют протоколы интерфейса и таким образом защищают код программы от изменений в другой системе. Они позволяют менять ваш собственный проект или подстраиваться к изменениям структуры других систем, не нарушая остального кода. Пока две системы продолжают поддерживать согласованный интерфейс, они могут развиваться независимо друг от друга.
Обработка данных
Аналогично создаются классы обработки данных. Если надо сделать преобразование из одного формата в другой (например, из градусов Фаренгейта в градусы Цельсия или из английской системы в метрическую), то эти операции можно инкапсулировать внутри класса обработки данных. Этот прием можно использовать при отправке данных в другие системы в определенном формате или для передачи данных в Internet. В общем, каждый раз, когда надо преобразовать данные в определенный формат, протокол следует инкапсулировать в классе обработки данных.
Отчеты
Каждый отчет, выводимый системой (или связанная группа отчетов) является кандидатом в классы. Протокол формирования отчета, куда входит сбор информации и способ ее отображения, следует инкапсулировать в класс обзора.
Устройства
Если система взаимодействует с устройствами или управляет ими (такими как принтеры, модемы, сканеры и т.п.), то особенности протокола устройства следует инкапсулировать в классе устройства. Благодаря этому, внося изменения в класс устройства, можно подключать к системе новые устройства, не нарушая остального кода.
Статическая модель
Когда создан первоначальный набор классов, пора начинать моделировать их отношения и взаимодействия. Для большей ясности сначала объясним статическую модель, а затем — динамическую. При реальном процессе проектирования можно свободно переходить от одной модели к другой, заполняя обе подробностями, фактически добавляя новые классы и описывая их по мере продвижения.
Статическая модель сосредоточена в трех областях: распределении ответственности, атрибутах и взаимодействии. Наиболее важная из них (на что в первую очередь обратим внимание) — это распределение ответственности между классами. Перед каждым классом должна быть поставлена одна конкретная задача, за выполнение котб- рой он несет ответственность.
Это не означает, что у каждого класса есть только один метод. Класс может содержать десятки методов. Однако все они должны быть согласованными и взаимосвязанными, т.е. должны обеспечивать выполнение единой задачи.
В хорошо спроектированной системе каждый объект является экземпляром класса, имеющего четко определенный набор функций и отвечающего за выполнение конкретной задачи. Классы обычно делегируют несвойственные им задачи другим, связанным с ними классам. Создание классов, имеющих одну область ответственности, — основа написания читабельного и легко поддерживаемого кода.
Чтобы разобраться с ответственностью классов, следует начать проектирование с создания карточек CRC.
Карточки CRC
CRC означает Class (класс), Responsibility (ответственность), Collaboration (сотрудничество). CRC представляет собой обычную бумажную карточку размером, не превышающим используемые в картотеках. Работая с такими карточками, вы, как Чапаев с помощью картошки, сможете наглядно объяснить коллегам, которым будет поручена разработка отдельных классов, как вы мыслите наладить распределение ответственности за выполнение тактических и стратегических задач между классами проекта.
Как проводить заседания с карточками
На каждое заседание с карточками следует приглашать от трех до шести человек. Если людей больше, то теряется управляемость. Кроме того, во время дискуссии гораздо проще прийти к консенсусу, если в заседании участвует не слишком много людей. Кратко остановимся на том, кто в идеале должен участвовать в разработке серьезного проекта (если вы не хотите свалить на себя всю ответственность за провал). Итак, вы главный исполнитель. Пригласите как минимум одного ведущего специалиста по программной архитектуре, имеющего опыт в анализе и проектировании объектно-ориентированных программ. Не мешает также включить в состав минимум одного или двух "экспертов по домену", не понаслышке знающих проблему, которую вы хотите решить с помощью разрабатываемой программы.
В будущем вам потребуются менеджеры (если не адвокат), но не сейчас. Это творческое непринужденное заседание не для прессы и не для рекламы. Цель состоит в том, чтобы провести исследование, высказать рискованные предложения и в ходе дискуссии решить, какой класс нагрузить той или иной проблемой.
Заседание по CRC начинается с того, что группа рассаживается за столом, на котором лежит небольшая стопка карточек. В верхней части каждой из них пишется название одного из классов. Начертите сверху вниз линию, разделив карточку на две части, и слева напишите Ответственность, а справа — Сотрудничество.
Начинайте заполнять карточки по самым важным из определенных вами классов. С обратной стороны дайте небольшое описание в одно или два предложения. Можно также указать, уточнением (производным) какого класса является данный класс, если это очевидно к моменту работы с карточкой. Просто под именем класса напишите Надкласс: и впишите имя класса, от которого данный класс производится.
