¿Qué es un Patrón de Diseño?

Contenido

¿Qué es un Patrón de Diseño?
Patrones Creacionales
Patrones Estructurales
Patrones de Comportamiento
Conclusión

¿Qué es un Patrón de Diseño?

Esta fue la primer pregunta que me hice cuando comencé a investigar sobre este tema. Al principio no tenía mucha idea de por dónde comenzar, por lo que mi primera reacción fue realizar una búsqueda en Internet y obtener de esta manera alguna base sobre la cual apoyarme. La definición que más me gustó fue la siguiente:

“Los patrones de diseño son el esqueleto de las soluciones a problemas comunes en el desarrollo de software.”

En otras palabras, brindan una solución ya probada y documentada a problemas de desarrollo de software que están sujetos a contextos similares. Debemos tener presente los siguientes elementos de un patrón: su nombre, el problema (cuando aplicar un patrón), la solución (descripción abstracta del problema) y las consecuencias (costos y beneficios).

Grande fue mi sorpresa al averiguar que existen varios patrones de diseño popularmente conocidos, los cuales se clasifican como se muestra a continuación:

• Patrones Creacionales: Inicialización y configuración de objetos.
• Patrones Estructurales: Separan la interfaz de la implementación. Se ocupan de cómo las clases y objetos se agrupan, para formar estructuras más grandes.
• Patrones de Comportamiento: Más que describir objetos o clases, describen la comunicación entre ellos.

Veamos un poco en qué consisten los distintos tipos de patrones, cuáles son sus fines y qué beneficios nos aportan.

Patrones Creacionales

Fábrica Abstracta (Abstract Factory)
El problema a solucionar por este patrón es el de crear diferentes familias de objetos, como por ejemplo la creación de interfaces gráficas de distintos tipos (ventana, menú, botón, etc.).

Método de Fabricación (Factory Method)
Parte del principio de que las subclases determinan la clase a implementar.

public class ConcreteCreator extends Creator   {   protected Product FactoryMethod()       {             return new ConcreteProduct();       } } public interface Product{} public class ConcreteProduct implements Product{}       public class Client       {             public static void main(String args[])             {                   Creator UnCreator;                   UnCreator = new ConcreteCreator();                   UnCreator.AnOperations();             }       }

Prototipado (Prototype)
Se basa en la clonación de ejemplares copiándolos de un prototipo.

Singleton
Restringe la instanciación de una clase o valor de un tipo a un solo objeto.

public sealed class Singleton        {              private static volatile Singleton instance;              private static object syncRoot = new Object();              private Singleton()              {                    System.Windows.Forms.MessageBox.Show("Nuevo Singleton");              }              public static Singleton GetInstance              {                    get                    {                          if (instance == null)                          {                               lock(syncRoot)                               {                                     if (instance == null)                                           instance = new Singleton();                               }                          }                          return instance;                    }              }        }

MVC (Model View Controler)
Este patrón plantea la separación del problema en tres capas: la capa model, que representa la realidad; la capa controler, que conoce los métodos y atributos del modelo, recibe y realiza lo que el usuario quiere hacer; y la capa vista, que muestra un aspecto del modelo y es utilizada por la capa anterior para interaccionar con el usuario.

Patrones Estructurales

• Adaptador (Adapter): Convierte una interfaz en otra.
• Puente (Bridge): Desacopla una abstracción de su implementación permitiendo modificarlas independientemente.
• Objeto Compuesto (Composite): Utilizado para construir objetos complejos a partir de otros más simples, utilizando para ello la composición recursiva y una estructura de árbol.
• Envoltorio (Decorator): Permite añadir dinámicamente funcionalidad a una clase existente, evitando heredar sucesivas clases para incorporar la nueva funcionalidad.
• Fachada (Facade): Permite simplificar la interfaz para un subsistema.
• Peso Ligero (Flyweight): Elimina la redundancia o la reduce cuando tenemos gran cantidad de objetos con información idéntica.
• Apoderado (Proxy): Un objeto se aproxima a otro.

Patrones de Comportamiento

• Cadena de responsabilidad (Chain of responsibility): La base es permitir que más de un objeto tenga la posibilidad de atender una petición.
• Orden (Command): Encapsula una petición como un objeto dando la posibilidad de “deshacer” la petición.
• Intérprete (Interpreter): Intérprete de lenguaje para una gramática simple y sencilla.
• Iterador (Iterator): Define una interfaz que declara los métodos necesarios para acceder secuencialmente a una colección de objetos sin exponer su estructura interna.
• Mediador (Mediator): Coordina las relaciones entre sus asociados. Permite la interacción de varios objetos, sin generar acoples fuertes en esas relaciones.
• Recuerdo (Memento): Almacena el estado de un objeto y lo restaura posteriormente.
• Observador (Observer): Notificaciones de cambios de estado de un objeto.

Public Class Articulo     Delegate Sub DelegadoCambiaPrecio(ByVal unPrecio As Object)     Public Event CambiaPrecio As DelegadoCambiaPrecio     Dim _cambiaPrecio As Object     Public WriteOnly Property Precio()        Set(ByVal value As Object)           _cambiaPrecio = value           RaiseEvent CambiaPrecio(_cambiaPrecio)        End Set     End Property  End Class  Public Class ArticuloObservador     Public Sub Notify(ByVal unObjecto As Object)        Console.WriteLine("El nuevo precio es:" & unObjecto)     End Sub  End Class

• Estado (Server): Se utiliza cuando el comportamiento de un objeto cambia dependiendo del estado del mismo.
• Estrategia (Strategy): Utilizado para manejar la selección de un algoritmo.
• Método plantilla (Template Method): Algoritmo con varios pasos suministrados por una clase derivada.
• Visitante (Visitor): Operaciones aplicadas a elementos de una estructura de objetos heterogénea.

Conclusión

Como verán, si es que este artículo logró ilustrar sobre las distintas categorías y tipos de patrones de diseño, no debemos “reinventar la rueda” en varias de nuestras aplicaciones. Hay mucho trabajo ya realizado, testeado y aceptado que en un entorno similar a mi problema ya aporta una solución satisfactoria. ¿Para qué voy a inventar un ladrillo si ya otro lo hizo y el mismo ya fue usado en la edificación de millones de estructuras con éxito?

Quienes deseen ampliar su conocimiento respecto a este tema pueden consultar la bibliografía adjunta. Además, les comento que Microsoft no es ajeno a todo este movimiento; más aún, es conciente de la importancia del mismo y tiene sus comentarios e ideas al respecto. El tema se reduce a una cuestión de enfoque; en el siguiente diagrama puede verse cómo presenta Microsoft su concepción de patrones de diseño (Ver Figura 1):

Figura 1: Marco de Patrones según Microsoft. Volver al texto.

En el diagrama de la Figura 1, Microsoft sostiene que las columnas de la tabla son enfoques o puntos de vista de la solución, mientras que las filas representan los niveles de abstracción. Un ejemplo muy conocido en el ambiente de desarrollo Web es el patrón de diseño de capas (layers), el cual plantea la separación de una aplicación en una capa de presentación, una de negocio y una de datos.

En un futuro artículo abordaremos un interesante concepto o paradigma, el de los ANTI- Patrones, acerca del cual tomé conocimiento durante mi investigación sobre Patrones de Diseño.

Bibliografía

• Design Patterns (Elements of Reusable Object-Oriented Software), por Erich Gamma, Richard Helm, Ralph Johnson, John Vlissides.
• Abstract Factory Pattern in VB .Net, por Rajesh V. S.,http://www.vbdotnetheaven.com/Code/Jun2003/2014.asp.
• Implementing the Command Pattern in .Net, http://blogs.vbcity.com/jspano/articles/198.aspx.
• Implementing the Visitor Design Pattern In .Net, http://blogs.vbcity.com/jspano/articles/199.aspx.

Web Services, un ejemplo práctico

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Antes que nada y a modo de introducción unas breves líneas donde explico la razón de el porqué de la escritura de este artículo. Para mi es un honor el poder participar de este sitio donde tantos “gurus” exponen temas tan interesantes. Mi humilde aporte además de intentar brindar y volcar conocimientos adquiridos en base a la experiencia personal, es poder avanzar en mi carrera del programa de Desarrollador Cinco Estrellas. Dicho esto y sin mas preámbulos he aquí mi aporte.

Características de los Web Services

¿Alguna vez pensó de que forma poder integrar aplicaciones creadas en lenguajes y plataformas diferentes a través de Internet o mismo en su propia Intranet basándose en estándares? Bien, si lo pensó o si no lo hizo, la respuesta más apropiada a este paradigma son los llamados Web Services.

Esto quiere decir que un desarrollador puede incluir en sus sitios o soluciones sentencias, instrucciones que consuman Web Services de terceros o propios como por ejemplo aquellos que proporcionan los datos meteorológicos para una localidad determinada, o las cotizaciones de determinadas monedas, o la cartelera de películas, o calendarios y agenda de algún especialista médico, etc. Esto ya comienza a gustarme.

Ahora pensando un poco mas en forma comercial, ¿que pasaría si por ejemplo yo estuviera trabajando en mi procesador de texto en un idioma para el cual no tengo un corrector ortográfico ni sintáctico instalado (quizás no exista para instalar), pero deseo realizar mi revisión del documento a toda costa? Bien, perfectamente podría haber una opción en el menú de dicho procesador que de alguna forma ubique un Web Service en Internet que brinde esta funcionalidad y lo mas interesante aún para quien lo haya desarrollado es que puede solicitar al usuario que se subscriba para su uso. Como ven, todos ganan en esta transacción.

El ejemplo anterior esta mostrando una realidad de la que no podemos estar ajenos. Es un replanteo de la estrategia utilizada por los desarrolladores que ahora al realizar una aplicación no deben pensar únicamente en el lugar físico donde la misma va a ejecutarse sino en que esa aplicación deberá estar interconectada con otras computadoras corriendo otras aplicaciones quizás en otras plataformas y lenguajes pero usando protocolos y estándares universales. El intercambio se intensificará muchísimo mas y quizás existan por ejemplo “proveedores de dominios de datos” como ser los países, de forma tal que la aplicación que yo realice en lugar de crear toda la lógica para manejar las tablas y el cargado de los datos para el concepto PAIS se limite a consumir un Web Service que me torne esta información de algún lado en Internet. Imagino una reutilización aun mayor de funcionalidades y una colaboración e intercambio de lógica a nivel mundial. Quizás sea muy ambicioso en este planteo.

Ahora pasando al terreno más técnico y práctico de este artículo hay algunas consideraciones y conceptos para comenzar a entender este tema son las siguientes:

• Un Web Service se puede registrar para poder dejarlo a disposición para otros usuarios y para que los mismos puedan localizarlos. Un mecanismo para registrar estos servicios es por medio de UDDI sigla que obedece a Universal Description, Discovery and Integration, un “repositorio de Web Services” (http://www.UDDI.org). Para registrar un servicio tendrá que tener en cuenta suministrar la información de su empresa, en que categorías ubicaría su servicio y la interfaz a utilizar para consumir dicho servicio.
• El mecanismo utilizado por un Web Service para especificar de qué forma hay que proporcionarle los datos, de forma tal que cualquiera pueda interaccionar con el mismo, es por medio de lenguaje XML. Esta información se almacena en un archivo llamado WSDL (Web Services Description Language). Este archivo contiene un documento XML junto con la descripción de ciertos mensajes SOAP y como deben intercambiarse, así como también donde esta el recurso del servicio y con que protocolo debe dialogar quien lo consume.
• El protocolo de comunicación utilizado es el SOAP generalmente, el cual es relativamente sencillo de utilizar.
• Los Web Services utilizan protocolos comúnmente conocidos y difundidos como el formato XML, TCP/IP como protocolo de transporte y HTTP como protocolo de transferencia de hipertexto.

¿Qué es el SOAP?

Es un protocolo que define el formato XML para los mensajes de intercambio en el uso de un Web Service. Para aquellos programadores que solían utilizar llamadas del tipo RPC, SOAP también las soporta. Adicionalmente es posible mediante SOAP definir un mensaje HTTP y este punto es de especial interés puesto que el protocolo imprescindible para Internet es HTTP.

Recomendación: Para comenzar a acercarse a entender este tema es recomendable el uso del Microsoft SOAP Toolkit Version 3.0 (pasaje de COM a SOAP).

Un ejemplo práctico

A partir de ahora describiré en unos pocos pasos un ejemplo práctico y sencillo de creación de un Web Service y una muestra de cómo consumirlo desde una aplicación cliente en este caso una simple planilla de Excel.

Paso 1: Lo primero será crear un proyecto Visual Basic del tipo “ASP.NET Web Service” al que llamaremos “DameCotizacion”.

Paso 2: Al archivo Service1.asmx que se crea una vez generado el proyecto lo renombramos aDameCotizacion.asmx y lo establecemos como “Pagina de Inicio del proyecto”.

Paso 3: Ingresando a la ventana de código del archivo DameCotizacion.asmx en la zona del agregamos el código siguiente:

Public Function GetCotizacion(ByVal strmoneda As String) As String
     'Objetivo: Devolver cotizacion para una moneda en pesos uruguayos
     '        Obviamente esto es un ejemplo por lo que esta info que 
     '        se presenta estatica se tomaria de una base de datos
     'Acepta: strmoneda - un id para la moneda de dos caracteres.
     'Devuelve: cotizacion de dicha moneda en pesos uruguayos

     Select Case UCase(Trim(strmoneda))
        Case "DO"
           'dolar
           Return "30"
        Case "RE"
           'real
           Return "9.9"
        Case "EU"
           'Euro
           Return "33"
     End Select
  End Function 

Para verificar el correcto funcionamiento de esta aplicación, vamos a ejecutarlo. Para ello apretamos F5 y el resultado esperado se verá en el Internet Explorer. Como se puede ver se ofrece el métodoGetCotizacion() definido en el código anterior.

Si clickeamos sobre dicho método podremos ver la especificación del mismo y la definición del tipo de intercambio de mensajes.

Paso 4: Podemos comprobar el funcionamiento colocando el valor “EU” (código que establecimos para el euro) y clickeando en “Invoke”. El valor esperado por el método es del tipo string y deberá ser uno de los tipo de monedas (“DO”, “RE” o “EU”) definido en nuestro método.

El resultado debería ser un mensaje en XML como se muestra a continuación, mostrando el valor definido para la moneda de código “EU”

Pues bien pongamos a trabajar nuestro Web Service en una aplicación práctica. Supongamos que tenemos una planilla Excel donde tenemos artículos cuyos precios están en su moneda original y queremos que aparezca su valor en pesos uruguayos. Para esto consumiremos el Web Service creado en los pasos anteriores (DameCotizacion) que proporcionando el código de la moneda me devuelve la cotización correspondiente.

Nota: Para este ejemplo debemos tener instalado el paquete Microsoft Web Services Toolkit.

Paso 5: Crearemos una planilla Excel como se muestra en la figura siguiente, donde agregaremos un botón cuyo nombre y Caption será "Cotizar".

Paso 6: En la celda E2 la fórmula para calcular el valor del articulo en pesos uruguayos es =D2*C2. La columna Cotización será alimentada una vez que se oprima el botón Cotizar el cual disparará un evento que consumirá el Web Service DameCotizacion y retornará en cada celda Cotización el valor correspondiente.

Paso 7: Haciendo doble clic sobre el botón Cotizar ingresaremos a la ventana de código Visual Basic posicionados en el evento click de dicho botón.

Previo a esto relacionaremos nuestro Web Service a nuestra planilla mediante el uso de la herramientaMicrosoft Web Services Toolkit.

Paso 8: Para ello desde el menú Herramientas de la ventana de código Visual Basic seleccionamos la opción“Web Service References …”

En dicha ventana seleccionamos “Web Service URL” y colocamoshttp://localhost/DameCotizacion/DameCotizacion.asmx en el cuadro de texto “URL” y apretamos el botón“Search”. Esta acción deberá traer como resultado nuestro Web Service DameCotizacion en la sección“Search Results”, el cual seleccionaremos, donde podrá verse que esta disponible nuestro métodoGetCotizacion(). Clickearemos “Add”.

Paso 9: El código del evento Cotizar_Click()es el siguiente:

Private Sub Cotizar_Click()
  Dim clsCotizacion As clsws_DameCotizacion
  Dim monedas As Range
  Dim moneda As Range
  Dim cotizacion As String
 
  Set clsCotizacion = New clsws_DameCotizacion
  Set monedas = Range(Range("b2"), Range("b65536").End(xlUp))
  Application.ActiveSheet.Range("b2").Activate
 
  For Each moneda In monedas
    
     cotizacion = clsCotizacion.wsm_GetCotizacion(moneda)
  
     moneda.Offset(0, 1).Value = Val(cotizacion)
    
  Next moneda
End Sub

Ok, si todo sale como es de esperar el resultado de oprimir el botón Cotizar debiera ser el que se muestra a continuación, Eureka!!!!

Como verán este es un simple ejemplo que muestra como consumir un Web Service desde una aplicación cliente en este caso Excel que ilustra dos puntos interesantes: la facilidad de implementación del mismo y la potencia que nos brinda. Basta conocer un proveedor de un servicio de cotizaciones de moneda para mantener nuestra planilla al día con las últimas cotizaciones del mercado bursátil.

Para aquellos desarrolladores que ya hacían uso de incluir referencia a objetos COM en sus herramientas quizás esto no sea muy novedoso pero en el caso de los objetos COM los mismos debían estar físicamente en la computadora cliente. En el caso de los Web Services estamos hablando de compartir recursos que habiten en la Intranet corporativa o mas aún, en Internet y en sitios bien dispersos en el mundo.

Para los que quieran hacer números y le quieran sacar un beneficio económico, ¿qué ocurriría si yo fuera un proveedor de Web Services y solicite la subscripción para el uso de los mismos a mis clientes a lo largo y ancho del planeta? ¿Interesante, no?

Mas aun, no necesariamente el escenario se limita a una aplicación cliente consumiendo un Web Service sino que a su vez un Web Service podría consumir otro Web Service para poder armar la información de respuesta a retornar al cliente. No hace falta Imaginar un escenario de este tipo pues esto ya es posible.

Hacia donde vamos

Si bien se ha avanzado mucho al respecto y hay infinidad de desarrolladores trabajando en este tema hay aspectos a mejorar para catapultar aun más esta funcionalidad. Algunas características a mejorar pasan por temas relacionados a la seguridad (autorización, autenticación y cifrado) en el intercambio de mensajes, manejar el modelo transaccional y poder confirmar la entrega efectiva de los mensajes que se intercambian a través de los Web Services. Adicionalmente se continúa trabajando en la estandarización de los principales actores como ser el WDSL y SOAP. Muchos fabricantes seguirán contribuyendo elaborando herramientas para facilitar el manejo y elaboración de Web Services como en el caso de Microsoft y su Web Services Toolkitpara el Office 2003 que actualmente esta en su versión 2.01.

Otros elementos claves que no entran en análisis en este articulo pero igual los menciono por si es de interés del lector ahondar en los mismos, son los relacionados a las especificaciones de WS-Security, WS-Routing y DIME para lo cual pueden encontrar mas información en la herramienta Microsoft WSDK Technology Previewo Internet.

Referencias

Aspectos básicos de XML Web Services

http://www.microsoft.com/spanish/msdn/articulos/archivo/280202/voices/webservbasics.asp

Desarrollo y consumo de un Web Services con Microsoft Visual Studio .Net

http://www.desarrolloweb.com/articulos/1718.php?manual=54

Explicación del lenguaje WSDL (Web Services Description Language)

http://www.microsoft.com/spanish/msdn/articulos/archivo/091101/voices/wsdlexplained.asp

Guarda con Bill

Atencion a esta noticia que anda en la vuelta. Parece que Bill Gates anda haciendo de las suyas. He aqui su ultimo emprendimiento: http://bgc3.com/

Quien me manda llamarme asi.....

Tiempo atrás me sentía muy feliz de tirar una búsqueda en Google colocando mi nombre y apellido en la cajita de texto respectiva, para que el buscador me arrojara una enorme cantidad de coincidencias donde muchas de ellas eran efectivamente relacionadas con mi persona. Esto a la vez de alegrarme y sorprenderme genera una especie de inquietud y nerviosismo al ver y comprobar que vamos dejando huella en esto de la Internet. Allí aparecen aquellos artículos que uno publico por algún lado hace ya varios años, información sobre mi tesis de facultad, etc.
Incluso si colocaba mi apellido "Tedeschi" solo, quedaba bien posicionado por los algoritmos de PageRank y mongoaurelio de Google. Pero esto era antes, ya no mas. Me he resignado a caer varias posiciones desde que al presidente de Francia se le ocurrió tener una aventurita amorosa que llego a casorio. Se le podía haber ocurrido salir con cualquier mujer del mundo, pero no, al señor Sarkosi se le canto salir con esta fulana (bastante linda) Carla Bruni. Y que tiene de especial esta singular combinacion que me hace descender en mi búsqueda googleana. Muy sencillo, el señor es tocayo mio, y la señora Bruni tiene como segundo apellido Tedeschi. Si probamos entonces el cocktail molotov de dicha combinacion, se genera mi nombre y apellido pero con enlaces a estos señores. En fin, tendré que esperar el divorcio y los meses que esto sea noticia para recuperar mi unicidad....

Retorno Tactil

Bueno, aca estamos nuevamente retomando este espacio y ver si puedo regularmente ir publicando ideas, cosas y afines. Compartir informacion obtenida por distintos medios. En esta ocasion quien motiva y me empuja a escribir unas lineas es la "revolucion tactil" donde el dedo es hoy el periferico de entrada por excelencia. Sobrevendran generaciones con dedos morfologicamente diferentes a los nuestros. Dedos que tendran que tener la particularidad de terminar en punta fina para poder entenderse con los teclados pequeños o con algun tipo de achatamiento para ser mas efectiva la interaccion con una pantalla tactil.

Como diria Nicolas Jodal en sus charlas de cisnes negros, donde aparece alguien que patea el tablero y revoluciona la industria siendo innovadores (él cita los ejemplos del iphone, la consola wii, las laptops del MIT, etc.). Son actores que aparecen de pronto en un area donde no se los esperaba y cambian dramaticamente la forma de hacer las cosas. Estos casos rapidamente son seguidos por la competencia quienes adoptan la innovacion para no quedar obsoletos.

Tal es el caso del Iphone, con lo que se ha innundado de informacion de lo que ahora haran los rivales para no desaparecer de la torta de distribucion del mercado. Alli entonces vemos a Blackberry que lanza su modelo Storm que viene con pantalla para los fingers http://www.xatakamovil.com/2008/10/08-blackberry-storm-el-terminal-tactil-de-rim).

Y Nokia? Tambien. Pareceria que su nuevo celular sera el Nokia Tube (http://www.blogdemoviles.com.ar/nokia-tube-lo-nuevo-de-nokia/) tambien con interface "dactilar".

Ahora un innovador puede matar a otro innovador .... y note mi querido lector que muchos de los grandes saltos tecnologicos a veces provienen de actores que no estan desempeñandose necesariamente en el sector donde los introducen, como podria ser el caso de Apple que no estaba en el negocio de la telefonia. Y el revolucionario Google tampoco lo esta y una vez mas es noticia en este caso con el lanzamiento de su sistema operativo para celulares, Android. Esto trae cambios a nivel tecnologico ya que la hegemonia no es mas de Symbian, el sistema operativo de Nokia. Ejemplos de aparatitos que adoptaran al software de la cia de doble "o" son el HTC Dream (http://www.xataka.com/2008/03/22-htc-dream-telefono-google), el T-Mobile G1 (http://www.gizmos.es/9809/moviles/t-mobile-g1-el-primer-movil-con-android-de-google/ o http://www.t-mobileg1.com/g1-announcement.aspx).

O sea que anda sacandole punta al lapiz o mejor dicho al dedo......

Saludos