OUSSAMA BEN KHIROUN
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PATRONS DE CONCEPTION
(DESIGN PATTERNS)
Exemples en Java

INTRODUCTION
Un patron de conception est un arrangement caractéristique de modules, reconnu
comme bonne pratique en réponse à un problème de conception d'un logiciel. Il
décrit une solution standard, utilisable dans la conception de différents logiciels.
[Wikipedia]
« Chaque patron décrit un problème qui se manifeste constamment dans notre
environnement, et donc décrit le cœur de la solution à ce problème, d’une façon telle
que l’on puisse réutiliser cette solution des millions de fois, sans jamais le faire deux
fois de la même manière »
[Christopher Alexander, 1977]
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HISTORIQUE (1/2)
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À l’origine des travaux de l'architecte Christopher
Alexander
Intitulé : « A Pattern Language »
Année : les années 70

HISTORIQUE (2/2)
Formalisés dans le livre du « Gang of Four » GoF
(Erich Gamma, Richard Helm, Ralph Johnson et John
Vlissides)
Intitulé : « Design Patterns – Elements of Reusable
Object-Oriented Software »
Année : 1995
Décrit 23 patrons (« patrons GoF »)
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MOTIVATION & OBJECTIFS
 Modularité – Facilité de gestion (programmation objet)
 Cohésion
• Degré avec lequel les tâches réalisées par un seul module sont
fonctionnellement reliées
• Une forte cohésion est une bonne qualité
 Couplage
• Degré d’interaction entre les modules dans le système
• Un couplage « lâche » est une bonne qualité
 Réutilisabilité – Bibliothèques, frameworks
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CATÉGORIES DE DESIGN PATTERNS
• comment faire l'instanciation et la configuration des classes et des objets
Modèle de Création (Creational)
• comment organiser les classes d'un programme dans une structure plus
large (séparant l'interface de l'implémentation)
Modèle de Structure (Structural)
• comment organiser les objets pour que ceux-ci collaborent (distribution des
responsabilités)
Modèle de Comportement (Behavioral)
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ANTI PATTERNS (À NE PAS FAIRE)
 Ancre de bateau : un composant inutilisé
mais qui est gardé dans le logiciel pour
des raisons politiques, en pensant que ce
code servira plus tard.
 Attente active, Inter-blocages et famine
 Erreur de copier/coller : La duplication
de code sans vérification entraîne des
incohérences. La meilleure solution étant
encore de factoriser les parties
communes au lieu de les dupliquer.
 Réinventer la roue : il est souvent
recommandé d’opter pour la réutilisation
 Programmation spaghetti : Ceci fait
référence à l'image d'un plat de
spaghetti, dans lequel il serait impossible
de modifier une petite partie du logiciel
sans altérer le fonctionnement de tous les
autres composants.
 Architecture As Requirements :
consistant à spécifier une architecture par
simple préférence ou parce qu'elle est
nouvelle, alors qu'il n'y en a pas besoin et
que le client n'en a pas exprimé le désir.
 Architecture By Implication : consistant à
ne pas documenter l'architecture utilisée
par un projet et à ne pas la spécifier.
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CATÉGORIE DE MODÈLES DE
CRÉATION
Ces modèles sont très courants
pour déléguer à d'autres classes
la construction des objets.
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FactorySingleton
Prototype
Abstract
Factory
Builder

SINGLETON (1/2)
 Un singleton sert à contrôler le nombre d'instances d'une classe présent à un
moment donné. C'est souvent très pratique pour les classes sans état et
effectuant toujours les mêmes traitements.
 Exemple : classe de connexion à une Base de Données
 Il est utilisé lorsque l'on a besoin d'exactement de un objet (ou N ) pour
coordonner des opérations dans un système.
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CREATION
Question : Comment faire en Java pour empêcher l’instanciation de plus
d'un objet d'une classe donnée ?

SINGLETON (2/2)
11
CREATION
OU

FACTORY (OU FABRIQUE ) (1/3)
 Sert à instancier facilement des objets appartenant à des classes dérivés
d'une même super classe ou implémentant des interfaces communs.
 Dans ce type de patron on trouve : le client, la ou les fabriques et la ou les
produits
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CREATION
Question : Comment faire en Java pour faciliter à un client l'instanciation
d'objets filles d'une même classe mère ou implémentant une même
interface ?

FACTORY (OU FABRIQUE ) : EXEMPLE (2/3)
13
CREATION

FACTORY (3/3)
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CREATION

BUILDER (OU MONTEUR ) (1/2)
 C'est une classe offrant des méthodes facilitant la création d'un objet
composé d'un ensemble d'objets sources.
 Exemple : pour construire un dessin il faut ajouter des points, des lignes,
des cercles
 Il ne doit pas être confondu avec la Fabrique.
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CREATION

BUILDER (OU MONTEUR ) (2/2)
16
CREATION

CATÉGORIE DE MODÈLES DE
STRUCTURE
Ces modèles tentent de
composer des classes pour bâtir
de nouvelles structures.
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Adapter
FacadeComposite
Bridge FlyweightDecoratorProxy

COMPOSITE
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STRUCTURE
OBJECTIFS :
 Organiser les objets en structure arborescente afin de
représenter une hiérarchie.
 Permettre à la partie cliente de manipuler un objet unique et
un objet composé de la même manière.
RESPONSABILITES :
•Composant : définit l'interface d'un objet pouvant être un
composant d'un autre objet de l'arborescence.
•Element : implémente un objet de l'arborescence n'ayant pas
d'objet le composant.
•Composite : implémente un objet de l'arborescence ayant un ou des
objets le composant.
•La partie client manipule les objets par l'interface Composant.
Exemple : Modélisation tâche
élémentaire et tâche complexe

FACADE (1/2)
OBJECTIFS :
 Fournir une interface unique en
remplacement d'un ensemble
d'interfaces d'un sous-système.
 Définir une interface de haut niveau
pour rendre le sous-système plus
simple d'utilisation.
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STRUCTURE

FACADE (2/2) : EXEMPLE
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STRUCTURE
"Facade" Présente certaines fonctionnalités.
Dans ce cas, ne présente que la méthode
"operation2()" de "ClasseA" et la méthode
"operation41()" utilisant "operation4()" de
"ClasseB" et "operation1()" de "ClasseA".

CATÉGORIE DE MODÈLES DE
COMPORTEMENT
Ces modèles tentent de répartir
les responsabilités entre chaque
classe.
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Template Iterator
Command Mediator
Memento
InterpreterChain of
Responsibility
ObserverStateStrategy Visitor

TEMPLATE (1/2)
OBJECTIFS :
Définir le squelette d'un algorithme en déléguant certaines
étapes à des sous-classes.
RESPONSABILITES :
• AbstractClasse : définit des méthodes abstraites primitives.
La classe implémente le squelette d'un algorithme qui
appelle les méthodes primitives.
• ConcreteClasse : est une sous-classe concrète de
AbstractClasse. Elle implémente les méthodes utilisées par
l'algorithme de la méthode operationTemplate() de
AbstractClasse.
• La partie cliente appelle la méthode de AbstractClasse qui
définit l'algorithme.
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COMPORTEMENT

TEMPLATE (2/2) : EXEMPLE
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COMPORTEMENT

ITERATOR
Voir utilisation des itérateurs en Java :
 Classe « Iterator », Interface « Iterable »
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COMPORTEMENT

RÉFÉRENCES
[1] Régis POUILLER, « Design Patterns du Gang of Four appliqués à Java ».
Developpez.com : http://rpouiller.developpez.com/tutoriel/java/design-
patterns-gang-of-four/
[2] Mark Grand, « Patterns in Java: A Catalog of Reusable Design Patterns
Illustrated with UML », volume 1. Wiley, 2 édition, 2002.
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