6.Patrons de conception : le distributeur de pizzas - Moodle
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Travaux pratique d'Outils de Développement Logiciel 1
6.Patrons de conception : le distributeur de pizzas
Cette séance de TP a pour objectif d'introduire l'emploi des patrons de conception (design
pattern) dans le cadre de la programmation en Java. Les patrons étudiés au cours de cette séance de
laboratoire sont : le patron composite (Composite pattern), le patron fabrique abstraite (Abstract Factory
pattern), le patron singleton (Singleton pattern), le patron état (State pattern) et le patron décorateur
(Decorator pattern). Les patrons de conception ne sont pas liés à un langage de programmation. Ils
peuvent être implémentés dans n'importe quel langage tant que celui-ci prend en compte les notions
d'orienté objet, d'héritage et d'interface.
6.1.Patrons de conception
a) Le patron composite
Illustration 1: Diagramme de classe du patron de conception
composite
L'illustration 1 présente le diagramme de classe du patron de conception composite. Il contient
une interface répertoriant l'ensemble des opérations qui sont implémentées à la fois par les « feuilles » et
par l'objet composite. Cette interface permet de manipuler les feuilles ou l'objet composite de la même
manière. Les feuilles fournissent donc une implémentation aux diverses méthodes de l'interface. L'objet
composite contient une liste de feuilles et fournit des méthodes supplémentaires qui permettent de gérer
cette liste (ajout, retrait et récupération d'éléments). Les opérations dans l'objet composite font
généralement appel aux opérations de même nom pour chaque feuille présente dans la liste et agrègent les
résultats que ces feuilles renvoient. Par exemple, le prix d'un harmonica serait la somme du prix de ses
composants (capot, plancher, hanches …).
b)Le patron fabrique abstraite (Abstract Factory)
Ce patron utilise le patron fabrique. La fabrique crée et retourne des objets qui dérivent d'une
même classe abstraite. L'appelant ne connaîtra donc pas le type exact de l'objet. La fabrique abstraite
regroupe plusieurs fabriques et peut remplir plusieurs rôles. Dans un premier contexte, les fabriques
permettent de construire des objets dérivant de différents type abstraits. A chaque type abstrait serait
associé une fabrique et les types abstraits se partagent une interface commune. A nouveau, le rôle serait
ici de masquer le type spécifique des objets créés afin de simplifier la programmation. Dans un second
contexte, présenté dans l'Illustration 2, les fabriques ne sont pas associées à un type abstrait en particulier,
mais à certaines classes dérivées d'un ou plusieurs types abstraits. Par exemple, dans un système
d'exploitation fournissant plusieurs thèmes graphiques, une fabrique de composants graphiques peut être
associée à chaque thème. Chaque fabrique renvoie ainsi des boutons, des fenêtres et autres dont les
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fonctionnalités ne changent pas d'une fabrique à l'autre, mais dont le style graphique dépend du thème
associé à la fabrique.
Illustration 2: Diagramme de classe du patron de conception fabrique abstraite
c) Le patron singleton
Illustration 3: Diagramme de classe du
patron de conception Singleton
L'Illustration 3 présente le diagramme de classe du patron singleton. Ce patron permet de
garantir qu'il n'existera qu'une seule instance de la classe singleton au sein d'un programme. Pour ce faire,
un pointeur statique du même type que la classe singleton est ajouté en son sein et le constructeur est
rendu privé. Une méthode publique et statique est alors utilisée pour créer et renvoyer l'instance de la
classe. Lors de son premier appel, cette méthode instancie la classe, place l'adresse de cette unique
instance dans le pointeur statique de la classe et la renvoie à l'appelant. A tout autre appel, la méthode ne
fait que renvoyer la référence contenue dans le pointeur statique.
d)Le patron état (State)
Le patron de conception état permet d'implémenter un système qui passe d'un état à un autre (de
type « machine à état ») et dont le comportement dépend de l'état dans lequel il se trouve. Dans l'exemple
d'un distributeur de billets, on peut imaginer une opération « retrait d'argent » qui, lorsque le distributeur
est dans un état « normal », permet à l'utilisateur le retrait de son argent. Dans le cas où le distributeur
arrive à cours de billets, son état est alors changé en « Retrait indisponible » et lorsque l'utilisateur fait
appel à la fonctionnalité « retrait d'argent », un message d'erreur lui est communiqué pour lui indiquer
l'absence de billets et l'impossibilité d'accomplir l'opération.
Le diagramme de ce patron de conception est présenté à l'Illustration 4. La classe Context est
la classe qui doit utiliser une fonctionnalité dépendant de l'état du système. Cette classe contient une
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instance de State, qui est l'interface définissant les méthodes dont l'exécution dépend de l'état du
système. Chaque état du système sera donc représenté par une implémentation différente de l'interface
State. Ces différents états sont inter-changés au sein de la classe Context. Ainsi, lorsque l'appelant
communique une requête, comme « retrait d'argent », à Context, la réponse à cette requête dépend
directement de l'état du système.
Illustration 4: Diagramme de classe du patron de conception état
e) Le patron décorateur (Decorator)
Ce patron de conception permet d'attacher de nouvelles fonctionnalités à un objet sans changer le
comportement des autres objets du même type. Ce patron est présenté à l'Illustration 5. Le décorateur et
l'élément à décorer doivent implémenter la même interface, Component dans l'exemple. Cette interface
permet de spécifier les opérations qui seront modifiées par le décorateur. Le décorateur est une classe
abstraite qui contient une instance de la classe qui sera « décorée ». Les classes concrètes qui héritent du
décorateur peuvent implémenter différemment les opérations de l'interface Component. Ainsi, lorsqu'un
nouvel objet Component doit être construit, soit on renvoie directement une instance de
ConcreteComponent, adoptant ainsi le comportement standard de la classe, soit on renvoie une
instance de ConcreteDecorator qui redéfinit ainsi les opérations de la classe
ConcreteComponent.
Par exemple, dans le cas d'un concessionnaire de voiture, on peut imaginer une interface Voiture
qui fournit entre autres une méthode qui permet d'obtenir le prix d'une voiture. Il est alors possible de
créer des décorateurs pour équiper la voiture d'options. Il peut ainsi y avoir le décorateur
VoitureAvecToitOuvrant qui modifie la fonction getPrix() en renvoyant le prix standard de la
voiture incrémenté de 5000€.
Illustration 5: Diagramme de classe du patron de
conception décorateur.
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6.2.Énoncé
Il vous est demandé de concevoir un programme qui simule le comportement simplifié d'un
distributeur de pizza. Les pizzas sont composées des aliments suivants : pâte (3€), sauce tomate (1,50€),
crème blanche (1,50€), fromage (2€), champignons (1€), fruits de mer (2,50€), jambon (2€), olives (1€).
Les différentes pizzas disponibles sont :
• Margherita : pâte, sauce tomate, fromage.
• Prosciutto : pâte, sauce tomate, fromage, jambon.
• Frutti di mare : pâte, sauce tomate, fromage, fruits de mer.
• Carbonara : pâte, crème blanche, fromage, jambon.
Il vous est demandé d'utiliser le patron de conception composite pour implémenter les pizzas et
leurs aliments.
Les pizzas peuvent venir de deux fast-foods différents : du Pizza Hut ou du Domino Pizza. Les
pizza du Pizza Hut sont similaires à celles du Domino Pizza, mais elle contiennent aussi des olives. Il
vous est demandé d'utiliser le patron de conception fabrique abstraite pour construire les pizza du Domino
Pizza et du Pizza Hut.
Les fabriques peuvent fabriquer au maximum 2 pizzas de chaque sorte. Il vous est demandé
d'implémenter les fabriques à l'aide du patron de conception singleton afin qu'il n'existe qu'une seule
instance de chaque fabrique au sein du système.
Indépendamment de leur fast-food d'origine, la pâte des pizzas peut être « décorée ». La pâte
« cheesy crust » augmente le prix de la pizza de 2 € et change son nom en « Cheesy + 'nom de la pizza' ».
La pâte « pan » augmente le prix de la pizza de 1,50€ et change son nom en « Pan + 'nom de la pizza' ». Il
vous est demandé d'employer le patron de conception décorateur pour implémenter cette fonctionnalité.
Enfin, les distributeurs de pizza connaissent deux états. A un distributeur est assigné une
fabrique. Dans son état initial, « en service », le distributeur fournit les pizzas normalement. Lorsqu'un
client (la classe de test) cherche à commander une nouvelle pizza alors que le stock est vide, l'état du
distributeur change pour l'état « hors service ». Dans cet état, les distributeurs cessent de délivrer des
pizzas et affiche un message d'état indisponible. Il ne vous est pas demandé d'implémenter le
réapprovisionnement des distributeurs. Le changement d'état des distributeurs doit être implémenté en
suivant l'architecture du patron de conception état.
Votre classe de test devra :
• implémenter un distributeur de pizza Pizza Hut et un distributeur de pizza Domino ;
• commander à chacun de ces distributeurs 3 pizzas margherita (une standard, une pan pizza et une
cheezy pizza) ;
• afficher le nom, la composition et le prix de chacune des pizzas commandées.
6.1.Bibliographie
1. JAVA - Comment programmer – Quatrième édition, Harvey M. Deitel & Paul J. Deitel -
Les éditions Reynald Goulet INC., 2002
2. Méthodologie et Langages de Programmation, Pierre Manneback, Année académique
2005-2006.
3. Wikipedia - Diagrame de classe UML pour le patron de conception composite -
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/e9/Composite_UML_class_diagram_
fr.svg?uselang=fr
4. Wiki Minetti - Design pattern:Fabrique abstraite -
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http://www.minetti.org/wiki/Design_pattern:Fabrique_abstraite
5. Crunchify - Thread-Safe and a Fast Singleton Implementation – Singleton Design Pattern
in java - http://crunchify.com/thread-safe-and-a-fast-singleton-implementation-in-java/
6. Wikipedia - État (patron de conception) - https://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89tat_
%28patron_de_conception%29
7. Wikipedia – Décorateur (patron de conception) -
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/e9/Decorator_UML_class_diagram.s
vg
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