El patron prototype (prototipo) - Parte I

De la literatura relacionada con patrones de diseño, hay dos libros que recuerdo haber leído con mucho agrado (esos libros que cuesta dejar de leerlos). Uno de ellos es el “Head First Design Patterns”, el cual realmente me rompió los esquemas de los libros que hasta el momento había leído por la forma en que presenta cada uno de los patrones. El otro libro es el “Design Patterns for Dummies”, que para este caso su título lo dice todo.

Hace un tiempo atrás, necesitaba hacer una clase de patrones de diseño en una universidad, y fue del primer libro, de donde saque muchas ideas para enseñar algunos patrones básicos.

El primer patrón que veremos será el “Prototype”, pero siguiendo la filosofía del “Head First Design Patterns” en la simpleza de enseñar patrones.

Para lograr esto, el protagonista principal de estos post sera…..

Como todos sabemos, Cerebros es un ratón cuyo único deseo es llevar a cabo su malvado plan para…..DOMINAR AL MUNDO!!!!.

Una mañana, ideo un plan malévolo pero perfecto!!!. Recordando su niñez cuando veía el “Show de los Robots” o “Pipiripao” (uff……que viejo), decidió construir un ejercicito de robots y así dominar el mundo!!!!. Para lograr su objetivo, debía construir una máquina capaz de construir cualquier tipo de robot y que fuera programada en Java.

Así que comenzó a programar su máquina para construir su primer robot:

package prototipo.paso1;<br /><br />public class MazingerZ {<br /><br /> public MazingerZ(){<br /> System.out.println("Construyendo robot Mazinger Z");<br /> }<br /><br />}

package prototipo.paso1;<br /><br />public class MaquinaGeneradora {<br /><br /> public MazingerZ construirMazingerZ() {<br /> return new MazingerZ();<br /> }<br /><br /> public MazingerZ[] cosntruirMuchosMZ(int numeroRobots){<br /> MazingerZ[] mazingerZ = new MazingerZ[numeroRobots];<br /> for (int k = 0; k < numeroRobots; k++) {<br /> mazingerZ[k] = new MazingerZ();<br /> }<br /> return mazingerZ;<br /> }<br /><br />}

package prototipo.paso1;<br /><br />public class ConquistarAlMundo{<br /><br /> public static void main(String[] args){<br /> MaquinaGeneradora mg = new MaquinaGeneradora();<br /> mg.construirMazingerZ();<br /> mg.cosntruirMuchosMZ(20);<br /> }<br /><br />}

Tras construir un ejército de robots, Cerebro de dio cuenta que construir un ejército de robots tipo “El Vengador” unidos a los “Mazinger Z” le ayudaría a dominar el mundo más rápido.

Pero aquí se le presento el primer problema. Su máquina no fue programada para construir “El Vengador”, sino solamente para construir “Mazinger Z”.

Así que Cerebro, como buen programador, decide refactorizar su código para añadir a su máquina la funcionalidad necesaria para construir “El Vengador”.

package prototipo.paso2;<br /><br />public class ElVengador {<br /><br /> public ElVengador(){<br /> System.out.println("Construyendo robot El Vengador");<br /> }<br /><br />}

package prototipo.paso2;<br /><br />import prototipo.paso1.MazingerZ;<br /><br />public class MaquinaGeneradora {<br /><br /> public MazingerZ construirMazingerZ() {<br /> return new MazingerZ();<br /> }<br /><br /> public ElVengador construirElVengador() {<br /> return new ElVengador();<br /> }<br /><br /> public MazingerZ[] cosntruirMuchosMZ(int numeroRobots) {<br /> MazingerZ[] mazingerZ = new MazingerZ[numeroRobots];<br /> for (int k = 0; k < numeroRobots; k++) {<br /> mazingerZ[k] = new MazingerZ();<br /> }<br /> return mazingerZ;<br /> }<br /><br /> public ElVengador[] cosntruirMuchosEV(int numeroRobots) {<br /> ElVengador[] elVengador = new ElVengador[numeroRobots];<br /> for (int k = 0; k < numeroRobots; k++) {<br /> elVengador[k] = new ElVengador();<br /> }<br /> return elVengador;<br /> }<br /><br />}

package prototipo.paso2;<br /><br />public class ConquistarAlMundo{<br /><br /> public static void main(String[] args){<br /> MaquinaGeneradora mg = new MaquinaGeneradora();<br /> mg.construirMazingerZ();<br /> mg.cosntruirMuchosMZ(20);<br /> mg.construirElVengador();<br /> mg.cosntruirMuchosEV(18);<br /> }<br /><br />}

Cerebro está loco, pero no es tonto. Por tanto, enseguida se da cuenta de que puede encontrarse con problemas si decide construir otro tipo de robots como “El Gran Dragón del Espacio” o “Afrodita A”.

Tras pensar cuidadosamente sobre su problema, decide hacer una nueva refactorización a su código.

package prototipo.paso3;<br /><br />import prototipo.paso1.MazingerZ;<br />import prototipo.paso2.ElVengador;<br /><br />public class MaquinaGeneradora {<br /><br /> public Object construirRobot(String tipo){<br /> if( tipo.equals("MazingerZ") ){<br /> return new MazingerZ();<br /> }<br /> else if( tipo.equals("ElVengador") ){<br /> return new ElVengador();<br /> }<br /> return null;<br /> }<br /><br /> public Object[] construirMuchosRobots(String tipo, int numero){<br /> Object robots[] = new Object[numero];<br /> if( tipo.equals("MazingerZ") ){<br /> for( int k=0; k< numero; k++ ){<br /> robots[ k ] = new MazingerZ();<br /> }<br /> }<br /> else if( tipo.equals("ElVengador") ){<br /> for( int k=0; k< numero; k++ ){<br /> robots[ k ] = new ElVengador();<br /> }<br /> }<br /> return robots;<br /> }<br /><br />}
package prototipo.paso3;<br /><br /><br /><br />public class ConquistarAlMundo {<br /><br /><br /><br /> public static void main(String[] args) {<br /><br /> MaquinaGeneradora mg = new MaquinaGeneradora();<br /><br /> mg.construirRobot("MazingerZ");<br /><br /> mg.construirMuchosRobots("MazingerZ", 12);<br /><br /> mg.construirRobot("ElVengador");<br /><br /> mg.construirMuchosRobots("ElVengador", 8);<br /><br /> }<br /><br /><br /><br />}

Tras varios minutos de las típicas risas histéricas de Pinky, Cerebro comienza a darse cuenta que la forma en que ha programado su máquina tiene bastantes puntos débiles.

En primer lugar, el método “construirRobot” devuelve un Object, no un “Mazinger Z” o un “El Vengador”. Por qué?....porque ese método no sabe lo que va a crear a priori. Cerebro se da cuenta que esta no es la mejor solución.

También se da cuenta que si en algún momento quisiera construir algún otro tipo de robot, debería programar nuevamente su máquina, lo cual la transforma, en una maquina difícil de mantener.

Pero entonces, una idea empieza a abrirse paso en su malvado cerebro. Aun no sabe exactamente cómo hacerlo, pero que pasaría si pudiera darle algo a la maquina (un robot del tipo Mazinger Z, El Vengador, Afrodita A, etc…) y pedirle a la misma que le entrege 800 copias del mismo?....brillante!!!. Así, no tendría que preocuparse de cómo funciona la maquina, simplemente esta devolvería tantas copias como necesite del original.

Entonces cerebro recuerda haber estudiado el patrón “Prototype”. Para lograr esto, la maquina no puede saber que tiene que construir ni cómo debe construirlo (la creación de la copia), y tampoco puede ser una responsabilidad de cada uno de los robots (o cosas a copiar). La maquina, simplemente debe recibir un robot y le dirá a este que produzca tantas copias de el mismo como se necesiten y luego las devolverá.

De hecho, Cerebro se ha dado cuenta de que la forma en la que deben crearse las nuevas copias de los robots no ha de ser la misma para todos, sino que en algunos casos le va a interesar utilizar el mecanismo de clonado de Java, y en otros tener un control más fino del mismo.

Así que, la primera tarea de Cerebro será crear una interfaz (que extiende Cloneable, implementando de este modo el método clone()), que será el que implemente cada uno de los robots.

public interface ClonarRobot extends Cloneable {<br /><br /> public ClonarRobot duplicar( );<br /><br />}


También sería posible que todos los robots extendieran de una clase base, y que por lo tanto el tipo que devuelve el método duplicar() fuera esa clase base. Pero de la manera anteriormente comentada el diseño es mucho más flexible.

El método duplicar() será el encargado de crear y devolver una nueva copia de cada robot que lo implemente.

package prototipo.paso4;<br /><br />public interface ClonarRobot extends Cloneable {<br /><br /> ClonarRobot duplicar( );<br /><br />}

package prototipo.paso4;<br /><br />public class ElVengador implements ClonarRobot{<br /><br /> public ElVengador() {<br /> System.out.println("Creada la plantilla de El Vengador");<br /> }<br /><br /> public ClonarRobot duplicar() {<br /> System.out.println("El Vengador se va a clonar a si mismo");<br /> ElVengador elVengador = null;<br /> try {<br /> elVengador = (ElVengador) super.clone();<br /> }<br /> catch (Exception e) {<br /> System.out.println("error al clonar El Vengador");<br /> }<br /> return elVengador;<br /> }<br /><br /> public String toString() {<br /> return "El Vengador - Ya estoy listo para la batalla!!!";<br /> }<br /><br />}

package prototipo.paso4;<br /><br />public class MazingerZ implements ClonarRobot{<br /><br /> public MazingerZ() {<br /> System.out.println("Creada la plantilla de Mazinger Z");<br /> }<br /><br /> public ClonarRobot duplicar() {<br /> System.out.println("Mazinger Z se va a clonar a si mismo");<br /> MazingerZ mazingerZ = null;<br /> try {<br /> mazingerZ = (MazingerZ) super.clone();<br /> }<br /> catch (Exception e) {<br /> System.out.println("error al clonar Mazinger Z");<br /> }<br /> return mazingerZ;<br /> }<br /><br /> public String toString() {<br /> return "Mazinger Z - Ya estoy listo para la batalla!!!";<br /> }<br /><br />}

package prototipo.paso4;<br /><br />public class MaquinaGeneradora {<br /><br /> public Cloneable crearCopia(ClonarRobot plantilla) {<br /> return plantilla.duplicar();<br /> }<br /><br /> public Cloneable[] crearMuchasCopias(int numeroCopias, ClonarRobot plantilla) {<br /> Cloneable[] copias = new Cloneable[numeroCopias];<br /> for (int i = 0; i < numeroCopias; i++) {<br /> copias[i] = plantilla.duplicar();<br /> }<br /> return copias;<br /> }<br /><br />}

package prototipo.paso4;<br /><br />public class ConquistarAlMundo {<br /><br /> public static void mostrar(String texto){<br /> System.out.println("");<br /> System.out.println(texto);<br /> System.out.println("");<br /> }<br /><br /> public static void main(String[] args) {<br /> MaquinaGeneradora mg = new MaquinaGeneradora();<br /> mostrar("Creando plantilla de Mazinger Z y El Vengador");<br /> MazingerZ plantillaMazingerZ = new MazingerZ();<br /> ElVengador plantillaElVengador = new ElVengador();<br /> MazingerZ mazingerZClonado = (MazingerZ) mg.crearCopia(plantillaMazingerZ);<br /> mostrar("Primera Mazinger Z clonado");<br /> System.out.println(mazingerZClonado);<br /> ElVengador elVengadorClonado = (ElVengador) mg.crearCopia(plantillaElVengador);<br /> mostrar("Primer El Vengador clonado");<br /> System.out.println(elVengadorClonado);<br /> mostrar("Creando 10 nuevos Mazinger Z");<br /> Cloneable nuevosMazingerZ[] = mg.crearMuchasCopias(10, plantillaMazingerZ);<br /> mostrar("Creando 10 nuevos El Vengador");<br /> Cloneable nuevosElVengador[] = mg.crearMuchasCopias(10, plantillaElVengador);<br /> mostrar("Inicializando los Mazinger Z");<br /> for(int i=0; i<> System.out.println(nuevosMazingerZ[i]);<br /> }<br /> mostrar("Inicializando los El Vengador");<br /> for(int i=0; i<> System.out.println(nuevosElVengador[i]);<br /> }<br /> }<br /><br />}

Ahora, Cerebro puede seguir construyendo su ejército para conquistar el mundo el mundo con los clones creados por su máquina, sabiendo que puede crear copias de todo lo que le dé la gana, porque le ha dado a su máquina el “don” de crear objetos sin saber de qué tipo deben ser.

Pero Cerebro es un hombre de ciencia, y en su afán por alcanzar el conocimiento absoluto, sigue leyendo la documentación sobre el patrón prototype, y entonces se da cuenta de que también ha separado el código que crea los objetos del código que maneja los detalles de la creación de nuevos objetos.

Esta historia continuara……

Parte 2