Bài giảng Phân tích & Thiết kế phần mềm hướng đối tượng - Chương 4: Các mẫu thiết kế phục vụ tổ chức cấu trúc các ₫ối tượng (Structural Patterns) - Nguyễn Văn Hiệp

Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính
Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM
© 2010
Môn : Phân tích & thiết kế phần mềm hướng ₫ối tượng
Chương 4 : Các mẫu thiết kế phục vụ tổ chức cấu trúc các ₫ối tượng
Slide 1
4.1 Tổng quát về mẫu thiết kế HĐT 
4.2 Mẫu Adapter
4.3 Mẫu Composite
4.4 Mẫu Proxy
4.5 Mẫu Decorator
4.6 Mẫu Facade
4.7 Mẫu Flyweight
4.8 Kết chương
Chương 4
Các mẫu thiết kế phục vụ tổ chức cấu trúc các ₫ối
tượng (Structural Patterns)
Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính
Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM
© 2010
Môn : Phân tích & thiết kế phần mềm hướng ₫ối tượng
Chương 4 : Các mẫu thiết kế phục vụ tổ chức cấu trúc các ₫ối tượng
Slide 2
4.1 Tổng quát về mẫu thiết kế HĐT 
‰ Trong việc phát triển 1 phần mềm, ta thường thực hiện các hoạt
₫ộng chức năng sau ₫ây :
1. Nắm bắt yêu cầu phần mềm
2. Phân tích từng chức năng
3. Thiết kế
4. Hiện thực (hay viết code) 
5. Kiểm thử
‰ Các hoạt ₫ộng trên có mối quan hệ phụ thuộc nhau, cụ thể kết
quả của bước i là dữ liệu ₫ầu vào của bước thứ i+1. Do ₫ó nếu
bước thứ i có lỗi, nghĩa là kết quả của nó không ₫úng thì sẽ kéo
theo các bước sau ₫ó sẽ bị lỗi cho dù ta cố gắng thực hiện chúng
tốt cách gì ₫i nữa. 
Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính
Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM
© 2010
Môn : Phân tích & thiết kế phần mềm hướng ₫ối tượng
Chương 4 : Các mẫu thiết kế phục vụ tổ chức cấu trúc các ₫ối tượng
Slide 3
4.1 Tổng quát về mẫu thiết kế HĐT 
‰ Như vậy, lỗi ở bước ₫ầu tiên là nguy hại nhất, kế ₫ó là lỗi ở bước
thức 2, thứ 3, ... Tuy nhiên, các bước nắm bắt yêu cầu và phân
tích chức năng thường chỉ tạo ra kết quả ít, chưa có ₫ộ phức tạp
cao, do ₫ó ta vẫn có cách kiểm soát ₫ể những kết quả này ít có lỗi
nhất. Còn bắt ₫ầu từ bước thiết kế trở ₫i, kết quả sẽ nhiều và có
₫ộ phức tạp cao hơn nên sẽ khó kiểm soát hơn. Và nếu có lỗi ở
bước này thì rất nguy hại vì sẽ kéo theo hoạt ₫ộng hiện thực
không có ý nghĩa gì nữa.
‰ Tóm lại, thiết kế phần mềm là một vấn ₫ề rất khó khăn, nhất là khi
phần mềm lớn, mối quan hệ giữa các phần tử sẽ nhiều và phức
tạp, bản thiết kế thường không hiệu quả và chứa nhiều lỗi khó
biết. Hơn nữa, ta thường phải trả giá cao cho các lỗi thiết kế vì
chúng ảnh hưởng nặng nề ₫ến các giai ₫oạn sau như viết code, 
kiểm thử.
Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính
Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM
© 2010
Môn : Phân tích & thiết kế phần mềm hướng ₫ối tượng
Chương 4 : Các mẫu thiết kế phục vụ tổ chức cấu trúc các ₫ối tượng
Slide 4
4.1 Tổng quát về mẫu thiết kế HĐT 
‰ Dùng phương pháp thiết kế hướng ₫ối tượng sẽ giúp ta có thể thiết
kế ₫ược phần mềm có cấu trúc rõ ràng, mạch lạc, nhờ ₫ó ta dễ
phát hiện lỗi nếu có, dễ hiệu chỉnh, dễ nâng cấp từng thành phần
(thí dụ nhờ tính bao ₫óng, bao gộp, thừa kế, ₫a xạ, tổng quát
hóa). 
‰ Tuy nhiên việc thiết kế phần mềm HĐT còn phụ thuộc nhiều vào
khả năng người thiết kế, không phải ai thiết kế ₫ều tạo ₫ược
những kết quả tích cực như ₫ã nêu trên.
Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính
Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM
© 2010
Môn : Phân tích & thiết kế phần mềm hướng ₫ối tượng
Chương 4 : Các mẫu thiết kế phục vụ tổ chức cấu trúc các ₫ối tượng
Slide 5
4.1 Tổng quát về mẫu thiết kế HĐT 
‰ Hiện nay, hoạt ₫ộng thiết kế phần mềm là phải ₫ạt ₫ược 3 miêu
tiêu chính sau ₫ây (trong nhiều mục tiêu khác) :
ƒ Mục tiêu 1 : thiết kế ₫ược phần mềm giải quyết ₫úng các chức
năng mà user yêu cầu. Đây là mục tiêu chính yếu nhất.
ƒ Mục tiêu 2 : phải hạn chế ₫ược việc tái thiết kế lại trong tương
lai, cho dù vì lý do gì.
ƒ Mục tiêu 3 : bản thiết kế hiện hành phải hỗ trợ tốt nhất việc tái
thiết kế lại nếu vì lý do gì ₫ó phải tái thiết kế lại phần mềm.
Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính
Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM
© 2010
Môn : Phân tích & thiết kế phần mềm hướng ₫ối tượng
Chương 4 : Các mẫu thiết kế phục vụ tổ chức cấu trúc các ₫ối tượng
Slide 6
4.1 Tổng quát về mẫu thiết kế HĐT 
Có nhiều nguyên nhân dẫn ₫ến tái thiết kế phần mềm (PM) :
ƒ Do PM phụ thuộc vào phần cứng, hệ ₫iều hành (OS) hay PM khác
: PM càng dùng trực tiếp các thông số phần cứng hay PM liên
quan sẽ phải thay ₫ổi khi các thông số này thay ₫ổi.
ƒ Do PM phụ thuộc vào giải thuật : khi PM có nhiều giải pháp, nhiều
mức ₫ộ xử lý cho cùng một vấn ₫ề, việc ràng buộc chặt chẽ PM 
với giải pháp cụ thể sẽ dẫn ₫ến khó bổ sung, thay ₫ổi PM.
ƒ Do PM chưa có tính tổng quát hóa. Thí dụ tiện ích gỏ phím tiếng
Việt lúc ₫ầu chỉ hỗ trợ nhập liệu theo 1 cách gỏ cụ thể, nếu muốn
PM này hỗ trợ gỏ nhiều cách khác, ngay cả cách do user tự ₫ặt thì
phải thiết kế lại PM gỏ phím.
ƒ Các thành phần của PM liên quan nhau quá chặt chẽ : hiệu chỉnh, 
nâng cấp 1 thành phần thường phải thay ₫ổi các thành phần phụ
thuộc trực tiếp và gián tiếp nó theo kiểu dây chuyền.
Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính
Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM
© 2010
Môn : Phân tích & thiết kế phần mềm hướng ₫ối tượng
Chương 4 : Các mẫu thiết kế phục vụ tổ chức cấu trúc các ₫ối tượng
Slide 7
4.1 Tổng quát về mẫu thiết kế HĐT 
‰ Một biện pháp ₫ược ₫ề xuất ₫ể có những bản thiết kế tốt, hạn chế
₫ược việc tái thiết kế lại và khi cần thiết kế lại, nó phải hỗ trợ tốt
nhất việc tái thiết kế là sử dụng lại những mẫu thiết kế hướng ₫ối
tượng (Object Oriented Design Patterns), hay gọi tắt là mẫu thiết
kế (Design Patterns).
‰ Vậy mẫu thiết kế là gì ? Mẫu thiết kế có các ₫ặc ₫iểm sau : 
ƒ Là bản thiết kế của những người chuyên nghiệp và nổi tiếng, 
₫ã ₫ược sử dụng trong các phần mềm ₫ang ₫ược dùng phổ
biến và ₫ược người dùng ₫ánh giá tốt.
ƒ Giúp giải quyết 1 trong những vấn ₫ề thiết kế thường gặp trong
các phần mềm.
ƒ Giúp cho bản thiết kế phần mềm có tính uyển chuyển cao, dễ
hiệu chỉnh và dễ nâng cấp.
Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính
Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM
© 2010
Môn : Phân tích & thiết kế phần mềm hướng ₫ối tượng
Chương 4 : Các mẫu thiết kế phục vụ tổ chức cấu trúc các ₫ối tượng
Slide 8
4.1 Tổng quát về mẫu thiết kế HĐT 
Vai trò của mẫu thiết kế : mẫu thiết kế ₫óng 1 số vai trò chính yếu
như sau : 
ƒ Cung cấp phương pháp giải quyết những vấn ₫ề thực tế
thường gặp trong phần mềm mà mọi người ₫ã ₫ánh giá, kiểm
nghiệm là rất tốt. 
ƒ Là biện pháp tái sử dụng tri thức các chuyên gia phần mềm.
ƒ Hình thành kho tri thức, ngữ vựng trong giao tiếp giữa những
người làm phần mềm.
ƒ Giúp ta tìm hiểu ₫ể nắm vững hơn ₫ặc ₫iểm ngôn ngữ lập trình
hướng ₫ối tượng.
Như vậy, nếu sử dụng triệt ₫ể các mẫu thiết kế trong việc thiết kế
phần mềm mới, ta sẽ tiết kiệm ₫ược chi phí, thời gian và nguồn lực. 
Hơn nữa PM tạo ₫ược sẽ có ₫ộ tin cậy, uyển chuyển cao, dễ dàng
hiệu chỉnh và nâng cấp sau này khi cần thiết.
Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính
Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM
© 2010
Môn : Phân tích & thiết kế phần mềm hướng ₫ối tượng
Chương 4 : Các mẫu thiết kế phục vụ tổ chức cấu trúc các ₫ối tượng
Slide 9
4.1 Tổng quát về mẫu thiết kế HĐT 
Phân loại các mẫu thiết kế : Dựa vào công dụng, ta có thể phân các
mẫu thiết kế thành 3 nhóm chính : 
ƒ Structural (nhóm mẫu cấu trúc) : các mẫu này cung cấp cơ chế
₫ể quản lý cấu trúc và mối quan hệ giữa các class, thí dụ ₫ể
dùng lại các class có sẵn (class thư viện, class của bên thứ ba
- third party,), ₫ể tạo mối ràng buộc thấp nhất giữa các class 
(lower coupling) hay cung cấp các cơ chế thừa kế khác. 
ƒ Creational (nhóm mẫu phục vụ khởi tạo ₫ối tượng) : giúp khắc
phục các vấn ₫ề về khởi tạo ₫ối tượng, nhất là ₫ối tượng lớn và
phức tạp, hạn chế sự phụ thuộc của phần mềm vào platform 
cấp thấp.
ƒ Behavioral (nhóm mẫu giải quyết hành vi của ₫ối tượng) : giúp
che dấu sự hiện thực của ₫ối tượng, che dấu giải thuật, hỗ trợ
việc thay ₫ổi cấu hình ₫ối tượng một cách linh.
Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính
Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM
© 2010
Môn : Phân tích & thiết kế phần mềm hướng ₫ối tượng
Chương 4 : Các mẫu thiết kế phục vụ tổ chức cấu trúc các ₫ối tượng
Slide 10
4.1 Tổng quát về mẫu thiết kế HĐT 
Phân loại các mẫu thiết kế : Còn nếu dựa vào loại phần tử ₫ược
dùng trong mẫu, ta có thể phân các mẫu thiết kế thành 2 nhóm
chính : 
ƒ Class patterns : nhóm mẫu thiết kế chỉ sử dụng các class và
mối quan hệ tĩnh giữa các class như thừa kế, hiện thực. Các
mối quan hệ này ₫ược xác ₫ịnh tại thời ₫iểm dịch, do ₫ó class 
patterns thích hợp cho thành phần chức năng không cần thay
₫ổi ₫ộng trong thời gian chạy.
ƒ Object patterns : nhóm mẫu thiết kế có dùng mối quan hệ giữa
các ₫ối tượng, mối quan hệ này rất ₫ộng vì dễ dàng thay ₫ổi
bất kỳ lúc nào trong lúc phần mềm chạy
Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính
Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM
© 2010
Môn : Phân tích & thiết kế phần mềm hướng ₫ối tượng
Chương 4 : Các mẫu thiết kế phục vụ tổ chức cấu trúc các ₫ối tượng
Slide 11
4.1 Tổng quát về mẫu thiết kế HĐT 
‰ Trong phần còn lại của chương này, chúng ta sẽ giới thiệu 1 số
mẫu thiết kế có tần suất sử dụng lại trong các ứng dụng cao nhất, 
mỗi mẫu thiết kế ta sẽ miêu tả các thông tin như : 
ƒ Tên gốc tiếng Anh của mẫu
ƒ Mục tiêu của mẫu
ƒ Thí dụ về sử dụng mẫu
ƒ Lược ₫ồ class miêu tả mẫu : chứa các phần tử (class, ₫ối
tượng) trong mẫu và mối quan hệ giữa chúng.
Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính
Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM
© 2010
Môn : Phân tích & thiết kế phần mềm hướng ₫ối tượng
Chương 4 : Các mẫu thiết kế phục vụ tổ chức cấu trúc các ₫ối tượng
Slide 12
4.2 Mẫu Adapter 
Mục tiêu :
ƒ Chuyển ₫ổi interface của một class chức năng có sẵn thành
một interface khác theo yêu cầu sử dụng của phần tử sử dụng
class ₫ó (ta gọi phần tử sử dụng là Client). 
ƒ Thật vậy, trong lập trình ₫ôi khi có những tình huống mà chúng
ta cần dùng một class có sẵn nhưng thông qua 1 interface 
khác chứ không muốn thông qua interface của chính class ₫ó. 
Mẫu Adapter giúp chúng ta giải quyết vấn ₫ề này
Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính
Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM
© 2010
Môn : Phân tích & thiết kế phần mềm hướng ₫ối tượng
Chương 4 : Các mẫu thiết kế phục vụ tổ chức cấu trúc các ₫ối tượng
Slide 13
4.2 Mẫu Adapter 
Thí dụ về việc dùng mẫu Adapter :
ƒ Ta muốn viết chương trình soạn thảo ₫ồ họa (DrawingEditor) cho
phép user vẽ các ₫ối tượng ₫ồ họa như Line, Rectangle, Ellipse, 
Polygon, Text... Code quản lý các ₫ối tượng ₫ồ họa (ta gọi là
Client) xử lý chúng thông qua interface thống nhất là
IDrawingShape. Hiện thực các class Line, Rectangle, Ellipse, 
Polygon từ ₫ầu khá dễ vì chúng là những ₫ối tượng ₫ơn giản
nhưng hiện thực class Text thì phức tạp hơn (giả sử class này có
khả năng hiển thị nội dung chuỗi trên nhiều dòng và có ₫ịnh dạng
phong phú). Giả sử chúng ta ₫ang lập trình trên platform có cung
cấp sẵn 1 class có tên là TextView, class này cung cấp chức năng
quản lý Text giống như chương trình muốn nhưng interface sử
dụng của nó là ITextView không giống với interface IDrawingShap
của chương trình. 
Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính
Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM
© 2010
Môn : Phân tích & thiết kế phần mềm hướng ₫ối tượng
Chương 4 : Các mẫu thiết kế phục vụ tổ chức cấu trúc các ₫ối tượng
Slide 14
4.2 Mẫu Adapter 
Thí dụ về việc dùng mẫu Adapter :
ƒ Việc thay ₫ổi interface IDrawingShape của chương trình thành
ITextView là không thể ₫ược vì ảnh hưởng ₫ến các class ₫ối tượng
₫ồ họa khác ₫ã viết. Việc hiệu chỉnh lại class TextView ₫ể hỗ trợ
interface IDrawingShape của chương trình cũng không khả thi vì
TextView ₫ã ₫ược sử dụng bởi nhiều ứng dụng khác, hệ thống
không thể thay ₫ổi tùy tiện interface sử dụng của nó ₫ược.
ƒ Cách tốt nhất ₫ể chương trình DrawingEditor của chúng ta có thể
dùng ₫ược class TextView mà không cần thay ₫ổi TextView cũng
chẳng cần thay ₫ổi mã nguồn của ứng dụng là dùng mẫu Adapter, 
cụ thể ₫ịnh nghĩa class TextShape như là phần tử ₫ại diện cho
TextView, nó sẽ cung cấp ₫úng interface sử dụng mà chương trình
cần. Chúng ta sẽ thấy chi phí ₫ịnh nghĩa class TextShape là rất
thấp và ₫ộc lập với ₫ộ phức tạp của class TextView.
Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính
Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM
© 2010
Môn : Phân tích & thiết kế phần mềm hướng ₫ối tượng
Chương 4 : Các mẫu thiết kế phục vụ tổ chức cấu trúc các ₫ối tượng
Slide 15
4.2 Mẫu Adapter 
Lược ₫ồ class miêu tả mẫu Adapter thể hiện cách thức chương trình
DrawingEditor sử dụng class TextView như sau :
Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính
Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM
© 2010
Môn : Phân tích & thiết kế phần mềm hướng ₫ối tượng
Chương 4 : Các mẫu thiết kế phục vụ tổ chức cấu trúc các ₫ối tượng
Slide 16
4.2 Mẫu Adapter 
Lược ₫ồ class miêu tả mẫu Adapter dạng class pattern :
Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính
Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM
© 2010
Môn : Phân tích & thiết kế phần mềm hướng ₫ối tượng
Chương 4 : Các mẫu thiết kế phục vụ tổ chức cấu trúc các ₫ối tượng
Slide 17
4.2 Mẫu Adapter 
Lược ₫ồ class miêu tả mẫu Adapter dạng object pattern :
Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính
Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM
© 2010
Môn : Phân tích & thiết kế phần mềm hướng ₫ối tượng
Chương 4 : Các mẫu thiết kế phục vụ tổ chức cấu trúc các ₫ối tượng
Slide 18
4.2 Mẫu Adapter 
Các phần tử tham gia :
ƒ IAdapter (IDrawingShape) : ₫ịnh nghĩa interface cho ₫oạn code 
client sử dụng. 
ƒ IAdaptee (ITextView) : ₫ịnh nghĩa interface của ₫ối tượng có sẵn
cần “chuyển” sang interface IAdapter. 
ƒ Client (DrawingEditor) : ₫oạn code của chương trình có sử dụng
các ₫ối tượng thông qua interface IAdapter. 
ƒ Adaptee (TextView) : class chức năng ₫ã có sẵn cần dùng trong
₫oạn code client. 
ƒ Adapter (TextShape) : class cần ₫ịnh nghĩa với chi phí rất thấp, 
nhiệm vụ chuyển interface IAdaptee sang interface IAdapter
Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính
Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM
© 2010
Môn : Phân tích & thiết kế phần mềm hướng ₫ối tượng
Chương 4 : Các mẫu thiết kế phục vụ tổ chức cấu trúc các ₫ối tượng
Slide 19
4.2 Mẫu Adapter 
‰ Ta nói việc ₫ịnh nghĩa class Adaper rất dễ dàng, vì từng tác vụ
của class này ₫ược viết theo template như sau : 
Request() {
//₫oạn code prolog (thường rất ngắn thậm chí không có)
Adaptee.orig_request(); //gọi tác vụ có chức năng tương tự
của Adaptee
//₫oạn code epilog (thường rất ngắn thậm chí không có)
}
Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính
Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM
© 2010
Môn : Phân tích & thiết kế phần mềm hướng ₫ối tượng
Chương 4 : Các mẫu thiết kế phục vụ tổ chức cấu trúc các ₫ối tượng
Slide 20
4.2 Mẫu Adapter 
‰ Thí dụ trong class TextShape của chương trình DrawingEditor, tác
vụ boundingBox() ₫ược viết như sau : 
ISize boundingBox() {
//không cần có code prolog
//gọi tác vụ cùng chức năng của ₫ối tượng gốc
Rectangle rec = txtobj.getExtent();
//code epilog sẽ chuyển ₫ổi ₫ịnh dạng kết quả
ISize size = new Size();
size.w = rec.width;
size.h = rec.height;
return size;
}
Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính
Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM
© 2010
Môn : Phân tích & thiết kế phần mềm hướng ₫ối tượng
Chương 4 : Các mẫu thiết kế phục vụ tổ chức cấu trúc các ₫ối tượng
Slide 21
4.3 Mẫu Composite 
Mục tiêu :
ƒ Tạo quan hệ bao gộp giữa các ₫ối tượng ₫ược dùng bởi module 
client. Client sẽ dùng ₫ối tượng bao gộp và ₫ối tượng bị bao gộp
thông qua cùng 1 interface thống nhất, nhờ ₫ó ₫oạn code Client sẽ
có tính tổng quát hóa cao, dễ phát triển, dễ bảo trì, không cần hiệu
chỉnh khi các ₫ối tượng ₫ược sử dụng bị thay ₫ổi, thêm/bớt.
Thí dụ về việc dùng mẫu Composite :
ƒ Chương trình DrawingEditor vừa có các ₫ối tượng ₫ơn (không chứa
₫ố ... ối tượng
Chương 4 : Các mẫu thiết kế phục vụ tổ chức cấu trúc các ₫ối tượng
Slide 30
4.4 Mẫu Proxy
ƒ Do ₫ó chiến lược ₫ọc toàn bộ tài liệu từ file vào bộ nhớ 1 lần khi có
yêu cầu của user là không tốt, vừa làm tăng thời gian ₫áp ứng với
user, vừa phí phạm công sức trong trường hợp user chỉ xử lý 1 
phần rất nhỏ của tài liệu. Để khắc phục các nhược ₫iểm trên, ta sẽ
dùng mẫu Proxy. Cụ thể mỗi lần user mở 1 file tài liệu, ta chỉ nạp
trực tiếp các ₫ối tượng nhỏ của tài liệu vào bộ nhớ, còn các ₫ối
tượng lớn và phức tạp như bitmap, bảng dữ liệu, ta sẽ chỉ tạo ₫ối
tượng Proxy ₫ại diện cho chúng, ₫ối tượng Proxy sẽ chứa các
thông tin cơ bản, thiết yếu về ₫ối tượng gốc. Nhờ ₫ó, thời gian nạp
tài liệu (lần ₫ầu) sẽ rất nhanh và ₫áp ứng kịp thời user. Theo theo
thời gian, khi user lật tới trang nào, chương trình sẽ kiểm tra trang
₫ó có chứa ₫ối tượng Proxy không, nếu có thì sẽ nhờ Proxy nạp
thật ₫ối tượng gốc trên file vào ₫ể user có thể làm việc trực tiếp với
₫ối tượng gốc.
Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính
Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM
© 2010
Môn : Phân tích & thiết kế phần mềm hướng ₫ối tượng
Chương 4 : Các mẫu thiết kế phục vụ tổ chức cấu trúc các ₫ối tượng
Slide 31
4.4 Mẫu Proxy 
Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính
Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM
© 2010
Môn : Phân tích & thiết kế phần mềm hướng ₫ối tượng
Chương 4 : Các mẫu thiết kế phục vụ tổ chức cấu trúc các ₫ối tượng
Slide 32
4.4 Mẫu Proxy 
Ta có thể xây dựng mẫu Proxy theo loại object pattern ₫ể miêu tả mối
quan hệ giữa proxy và ₫ối tượng gốc mà nó quản lý. 
Lược ₫ồ class sẽ như sau :
Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính
Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM
© 2010
Môn : Phân tích & thiết kế phần mềm hướng ₫ối tượng
Chương 4 : Các mẫu thiết kế phục vụ tổ chức cấu trúc các ₫ối tượng
Slide 33
4.4 Mẫu Proxy 
Các phần tử tham gia :
ƒ ISubject (IDocItem) : interface thống nhất của các ₫ối tượng ₫ược
sử dụng : ₫ối tượng gốc và ₫ối tượng proxy.
ƒ Client (DocumentEditor) : ₫oạn code của chương trình có sử dụng
các ₫ối tượng thông qua interface thống nhất ISubject. 
ƒ RealSubject (Image) : class ₫ặc tả ₫ối tượng gốc cần dùng bởi
client, chi phí ₫ặc tả nó phụ thuộc vào tính chất và chức năng của
nó, nhưng thường là rất lớn. Chi phí ₫ặc tả này ₫ộc lập với việc
dùng mẫu Proxy.
Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính
Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM
© 2010
Môn : Phân tích & thiết kế phần mềm hướng ₫ối tượng
Chương 4 : Các mẫu thiết kế phục vụ tổ chức cấu trúc các ₫ối tượng
Slide 34
4.4 Mẫu Proxy 
ƒ Proxy (ImageProxy) : class ₫ặc tả ₫ối tượng proxy, ₫ây là class 
trọng tâm của mẫu. Nó sẽ thay thế ₫ối tượng RealSubject trong
khoảng thời gian chưa cần ₫ối tượng RealSubject, nó giữ tham
khảo ₫ến ₫ối tượng RealSubject ₫ể nhờ vả khi cần, nó kiểm soát
quá trình truy xuất ₫ến ₫ối tượng RealSubject, có thể tạo hoặc
delete ₫ối tượng RealSubject. Tùy loại proxy mà ₫ối tượng Proxy 
còn thực hiện 1 số hoạt ₫ộng khác nữa.
Ta chỉ tốn chi phí rất thấp ₫ể ₫ặc tả class Proxy vì từng tác vụ của
class này ₫ược viết theo template như sau : 
request() {
//prolog code, thường rất ngắn, thậm chí là không có
realSubject.request(); //nếu cần, gọi ₫ối tượng gốc thực hiện
//epilog code, thường rất ngắn, thậm chí là không có
}
Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính
Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM
© 2010
Môn : Phân tích & thiết kế phần mềm hướng ₫ối tượng
Chương 4 : Các mẫu thiết kế phục vụ tổ chức cấu trúc các ₫ối tượng
Slide 35
4.4 Mẫu Proxy 
Quá trình giao tiếp ở thời ₫iểm run-time có thể mô tả bằng lược ₫ồ
₫ối tượng như sau :
Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính
Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM
© 2010
Môn : Phân tích & thiết kế phần mềm hướng ₫ối tượng
Chương 4 : Các mẫu thiết kế phục vụ tổ chức cấu trúc các ₫ối tượng
Slide 36
4.5 Mẫu Decorator 
Mục tiêu :
ƒ Thêm ₫ộng 1 số trách nhiệm mới cho 1 ₫ối tượng cụ thể mà
không ảnh hưởng ₫ến các ₫ối tượng khác cùng chủng loại (cùng
class). 
ƒ Lưu ý là ₫ể thêm trách nhiệm cho toàn bộ các ₫ối tượng của 1 
class, ta có thể dùng tính thừa kế hay thậm chí hiệu chỉnh trực
tiếp mã nguồn của class ₫ó
Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính
Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM
© 2010
Môn : Phân tích & thiết kế phần mềm hướng ₫ối tượng
Chương 4 : Các mẫu thiết kế phục vụ tổ chức cấu trúc các ₫ối tượng
Slide 37
4.5 Mẫu Decorator
Thí dụ về việc dùng mẫu Decorator :
ƒ Chương trình DrawingEditor cho phép tạo và hiển thị nhiều ₫ối tượng
₫ồ họa, trong ₫ó có ₫ối tượng TextView ₫ể hiển thị nội dung văn bản. 
Giả sử TextView là ₫ối tượng hình chữ nhật với kích thước cố ₫ịnh do 
user qui ₫ịnh, nó chỉ hiển thị nội dung văn bản trong hình chữ nhật do 
nó quản lý chứ không có ₫ường viền bao quanh.
ƒ Trong trường hợp user tạo 1 TextView mới, có thể họ muốn TextView
này có ₫ường viền bao quanh cho rõ ràng. Tương tự họ muốn
TextView hiển thị hình nền phía dưới nội dung văn bản và trong
trường hợp nội dung văn bản của TextView quá dài không thể ₫ược
hiển thị hết trong hình chữ nhật giới hạn của TextView thì user muốn
hiển thị thêm các scrollbar ngang và dọc ₫ể giúp user dời dễ dàng
₫ến vị trí văn bản cần tập trung xử lý.
Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính
Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM
© 2010
Môn : Phân tích & thiết kế phần mềm hướng ₫ối tượng
Chương 4 : Các mẫu thiết kế phục vụ tổ chức cấu trúc các ₫ối tượng
Slide 38
4.5 Mẫu Decorator 
Cách tốt nhất ₫ể giải
quyết các yêu cầu trên
là dùng mẫu Decorator 
với lược ₫ồ class như
sau :
Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính
Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM
© 2010
Môn : Phân tích & thiết kế phần mềm hướng ₫ối tượng
Chương 4 : Các mẫu thiết kế phục vụ tổ chức cấu trúc các ₫ối tượng
Slide 39
4.5 Mẫu Decorator 
Ta có thể xây dựng mẫu Decorator theo loại object pattern ₫ể miêu tả
mối quan hệ giữa ₫ối tượng decore và ₫ối tượng gốc. Lược ₫ồ class sẽ
như sau :
Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính
Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM
© 2010
Môn : Phân tích & thiết kế phần mềm hướng ₫ối tượng
Chương 4 : Các mẫu thiết kế phục vụ tổ chức cấu trúc các ₫ối tượng
Slide 40
4.5 Mẫu Decorator 
Các phần tử tham gia :
ƒ IComponent (IShape) : interface thống nhất của các ₫ối tượng ₫ược
sử dụng : ₫ối tượng gốc và ₫ối tượng decore cho ₫ối tượng gốc.
ƒ Client (DrawingEditor) : ₫oạn code của chương trình có sử dụng các
₫ối tượng thông qua interface thống nhất IComponent. 
ƒ ConcreteComponent (TextView) : class ₫ặc tả ₫ối tượng gốc cần
dùng bởi client mà ta muốn decore cho nó, chi phí ₫ặc tả nó phụ
thuộc vào tính chất và chức năng của nó. Chi phí ₫ặc tả này ₫ộc lập
với việc dùng mẫu Decorator.
ƒ AbstractDecorator (TextViewDecorator) : class trừu tượng, nhiệm vụ
là ₫ặc tả các thành phần dùng chung bởi các ₫ối tượng con, thí dụ
như tham khảo ₫ến ₫ối tượng cần decore, gởi thông ₫iệp gọi tác vụ
tương ứng của ₫ối tượng gốc
Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính
Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM
© 2010
Môn : Phân tích & thiết kế phần mềm hướng ₫ối tượng
Chương 4 : Các mẫu thiết kế phục vụ tổ chức cấu trúc các ₫ối tượng
Slide 41
4.5 Mẫu Decorator 
Các phần tử tham gia :
ƒ ConcreteDecorator1 (ScrollDecorator) : class ₫ặc tả ₫ối tượng
decorator cụ thể, ₫ây là class trọng tâm của mẫu. Nó sẽ ₫ại ₫iện
₫ối tượng gốc ₫ể giao tiếp với Client, nó giữ tham khảo ₫ến ₫ối
tượng gốc ₫ể yêu cầu công việc tương ứng. Ta tốn chi phí khá
thấp ₫ể ₫ặc tả class này vì từng tác vụ của class này ₫ược viết
theo template như sau : 
operation() {
base.operation(); //gọi ₫ối tượng gốc thực hiện công việc trước
AddedBehavior(); //decore thêm theo yêu cầu
}
Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính
Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM
© 2010
Môn : Phân tích & thiết kế phần mềm hướng ₫ối tượng
Chương 4 : Các mẫu thiết kế phục vụ tổ chức cấu trúc các ₫ối tượng
Slide 42
4.5 Mẫu Decorator 
Quá trình giao tiếp ở thời ₫iểm run-time có thể mô tả bằng lược ₫ồ
₫ối tượng như sau :
Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính
Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM
© 2010
Môn : Phân tích & thiết kế phần mềm hướng ₫ối tượng
Chương 4 : Các mẫu thiết kế phục vụ tổ chức cấu trúc các ₫ối tượng
Slide 43
4.6 Mẫu Facade 
Mục tiêu :
ƒ cung cấp interface hợp nhất cho tập các interface của 1 hệ thống
con. Facade ₫ịnh nghĩa 1 interface cấp cao hơn các interface có
sẵn ₫ể làm cho hệ thống con dễ sử dụng hơn.
ƒ tối thiểu hóa tính "coupling" (nối ghép) giữa các hệ thống con. 
Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính
Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM
© 2010
Môn : Phân tích & thiết kế phần mềm hướng ₫ối tượng
Chương 4 : Các mẫu thiết kế phục vụ tổ chức cấu trúc các ₫ối tượng
Slide 44
4.6 Mẫu Facade
Thí dụ về việc dùng mẫu Facade :
ƒ hệ thống con phục vụ biên dịch có nhiều class phục vụ các bước
biên dịch rời rạc như Scanner, Parser, ProgramNode, 
BytecodeStream, ProgramNodeBuilder. Để dịch source code, ta có
thể viết 1 ứng dụng gọi dịch vụ của từng class ₫ể duyệt token, 
parser, xây dựng cây cú pháp, tạo code ₫ối tượng... Tuy nhiên làm
như trên sẽ rất khó và dễ gây ra lỗi. Cách khắc phục là ₫ịnh nghĩa 1 
class mới với giao tiếp hợp nhất tên là Compiler, nó cung cấp 1 hàm
Compile (file), ứng dụng nào cần dịch source code chỉ cần gởi
thông ₫iệp Compile ₫ến ₫ối tượng Compiler. 
Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính
Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM
© 2010
Môn : Phân tích & thiết kế phần mềm hướng ₫ối tượng
Chương 4 : Các mẫu thiết kế phục vụ tổ chức cấu trúc các ₫ối tượng
Slide 45
4.6 Mẫu Facade 
Stream
BytecodeStream
CodeGenerator
StackMachineCodeGenerator RISCCodeGenerator VariableNode
ExpressionNode
StatementNode
ProgramNodeProgramNodeBuffer
Symbol
Token
Parser
Scanner
Compiler
Compile()
Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính
Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM
© 2010
Môn : Phân tích & thiết kế phần mềm hướng ₫ối tượng
Chương 4 : Các mẫu thiết kế phục vụ tổ chức cấu trúc các ₫ối tượng
Slide 46
4.6 Mẫu Facade 
Facade
Subsystem class
Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính
Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM
© 2010
Môn : Phân tích & thiết kế phần mềm hướng ₫ối tượng
Chương 4 : Các mẫu thiết kế phục vụ tổ chức cấu trúc các ₫ối tượng
Slide 47
4.6 Mẫu Facade 
Các phần tử tham gia :
ƒ Facade (Compiler)
à biết class nào liên quan ₫ến request xác ₫ịnh. 
à nhờ các ₫ối tượng liên quan thực hiện request.
ƒ subsystem classe (Scanner, Parser,..)
à hiện thực một chức năng cụ thể của hệ thống con. 
à xử lý công việc ₫ược ₫ối tượng Façade nhờ. 
à không cần biết Facade, không có tham khảo ₫ến Facade. 
Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính
Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM
© 2010
Môn : Phân tích & thiết kế phần mềm hướng ₫ối tượng
Chương 4 : Các mẫu thiết kế phục vụ tổ chức cấu trúc các ₫ối tượng
Slide 48
4.7 Mẫu Flyweight 
Mục tiêu :
ƒ dùng phương tiện dùng chung ₫ể quản lý hiệu quả 1 số rất lớn
₫ối tượng có nhiều thành phần giống nhau.
Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính
Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM
© 2010
Môn : Phân tích & thiết kế phần mềm hướng ₫ối tượng
Chương 4 : Các mẫu thiết kế phục vụ tổ chức cấu trúc các ₫ối tượng
Slide 49
4.7 Mẫu Flyweight
Thí dụ về việc dùng mẫu Flyweight :
ƒ Chương trình xử lý văn bản dùng khái niệm ₫ối tượng ₫ể miêu tả bất
kỳ phần tử cơ bản nào : ký tự, công thức, hình, .... Ký tự là ₫ối tượng
xuất hiện rất nhiều lần trong văn bản, nếu ta miêu tả ₫ối tượng ký tự
chứa trực tiếp tất cả các thông tin về nó như mã ký tự, tên font, kích
cỡ, màu, biến thể (normal, bold, italic,), thì mỗi ₫ối tượng ký tự sẽ
chiếm nhiều không gian, như vậy việc lưu giữ các ₫ối tượng ký tự sẽ
rất không hiệu quả. Mẫu Flyweight rất thích hợp ₫ể giải quyết vấn
₫ề miêu tả ₫ối tượng ký tự.
Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính
Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM
© 2010
Môn : Phân tích & thiết kế phần mềm hướng ₫ối tượng
Chương 4 : Các mẫu thiết kế phục vụ tổ chức cấu trúc các ₫ối tượng
Slide 50
4.7 Mẫu Flyweight
Thí dụ về việc dùng mẫu Flyweight :
ƒ Flyweight là ₫ối tượng dùng chung dựa vào khái niệm cơ bản là các
thuộc tính của nó có thể ₫ược chia làm 2 loại : 
à trạng thái trong : các thuộc tính ₫ộc lập với ngữ cảnh sử dụng, 
thí dụ ₫ối tượng ký tự có code ký tự là trạng thái trong.
à trạng thái ngoài : các thuộc tính phụ thuộc và thay ₫ổi theo ngữ
cảnh, thí dụ ₫ối tượng ký tự có thuộc tính tên font, kích cỡ, màu, 
biến thể, là trạng thái ngoài. Ta không nên chứa trạng thái
ngoài trực tiếp trong ₫ối tượng mà nên gom chúng trong 1 ₫ối
tượng khác, flyweight chỉ chứa tham khảo ₫ến ₫ối tượng chứa
trạng thái ngoài.
ƒ Đối tượng chứa trạng thái ngoài thường ₫ược dùng chung bởi nhiều
flyweight khác nhau. 
Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính
Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM
© 2010
Môn : Phân tích & thiết kế phần mềm hướng ₫ối tượng
Chương 4 : Các mẫu thiết kế phục vụ tổ chức cấu trúc các ₫ối tượng
Slide 51
4.7 Mẫu Flyweight 
Code (N)
Các thông số
hiển thị
Code (g)
Các thông số
hiển thị
Code (u)
Các thông số
hiển thị
Code (y)
Các thông số
hiển thị
Code (ễ)
Các thông số
hiển thị
Code (n)
Các thông số
hiển thị
Code (N) Code (N) Code (N) Code (N) Code (N) Code (N)
Các thông số
hiển thị
‰ Miêu tả các ₫ối tượng ký tự 1 cách bình thường
‰ Miêu tả các ₫ối tượng ký tự dùng mẫu Flyweight giúp dùng chung
các thông số hiển thị bởi rất nhiều ký tự có cùng cách thức hiển
thị.
Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính
Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM
© 2010
Môn : Phân tích & thiết kế phần mềm hướng ₫ối tượng
Chương 4 : Các mẫu thiết kế phục vụ tổ chức cấu trúc các ₫ối tượng
Slide 52
4.7 Mẫu Flyweight 
i
Code (N)
Các thông số
hiển thị
‰ Miêu tả các ₫ối tượng ký tự trong MS Word (dùng mẫu Flyweight 
và array)
i+1
Code (N)
i+2
Code (N)
i+3
Code (N)
i+4
Code (N)
i+5
Code (N)§ §
§
i, i+5
§
Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính
Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM
© 2010
Môn : Phân tích & thiết kế phần mềm hướng ₫ối tượng
Chương 4 : Các mẫu thiết kế phục vụ tổ chức cấu trúc các ₫ối tượng
Slide 53
4.7 Mẫu Flyweight 
ConcreteFlyweight
Operation(extrinsicState)
intrinsicState
Flyweight
Operation(extrinsicState)
FlyweightFactory
GetFlyweight(key)
UnsharedConcreteFlyweight
Operation(extrinsicState)
allState
Client
if (flyweight(key) exists 
return existing flyweight
else {
create new flyweight;
add it to pool of flyweights;
return the new flyweight;
}
Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính
Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM
© 2010
Môn : Phân tích & thiết kế phần mềm hướng ₫ối tượng
Chương 4 : Các mẫu thiết kế phục vụ tổ chức cấu trúc các ₫ối tượng
Slide 54
4.7 Mẫu Facade 
Các phần tử tham gia :
ƒ Flyweight (Glyph) : ₫ịnh nghĩa interface cho ₫ối tượng nhận yêu cầu
và hoạt ₫ộng theo trạng thái ngoài. 
ƒ ConcreteFlyweight (Character) : hiện thực interface Flyweight thành
các ₫ối tượng dùng chung. 
ƒ UnsharedConcreteFlyweight (Character) : hiện thực interface 
Flyweight thành các ₫ối tượng không dùng chung. 
ƒ FlyweightFactory : tạo và quản lý các ₫ối tượng Flyweight. 
ƒ Client : chứa tham khảo ₫ến flyweight và nhờ khi cần.
Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính
Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM
© 2010
Môn : Phân tích & thiết kế phần mềm hướng ₫ối tượng
Chương 4 : Các mẫu thiết kế phục vụ tổ chức cấu trúc các ₫ối tượng
Slide 55
4.8 Kết chương
‰ Chương này ₫ã giới thiệu các thông tin cơ bản về mẫu thiết kế
hướng ₫ối tượng và miêu tả mục tiêu, tính chất của các mẫu thiết
kế phục vụ cấu trúc các ₫ối tượng như Adapter, Composite, 
Proxy, Decorator, Facade, Flyweight.