Interface-Designs und ihre Implementierungen

Die Auswahl des richtigen Ansatzes hängt sehr stark von den zu erfüllenden Software-Qualitätsanforderungen ab. Ist eine ausgeprägte Flexibilität zur Laufzeit gefordert, so sind polymorphe Strukturen mit dynamischer Bindung die richtige Wahl. Dominiert die funktionale Sicherheit die Flexibilität, so sind nicht-polymorphe Strukturen oder polymorphe Strukturen mit statischer Bindung zu bevorzugen.

Konkrete Interface-Implementierungsbeispiele

 

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Bild 5: Grundlage für konkrete Implementierungsbeispiele

 

Das Software-Subsystem Controller enthält eine Klasse cController, die zwei Counter – einen UpCounter und einen DownCounter – benötigt. Hierfür bietet das Software-Subsystem Counter dem Controller das Interface icCounter an, um mit den Countern zu arbeiten.

 

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Bild 6: Übersicht Implementierungsansätze

 

Assoziation ohne Interfaceklasse

Aus dem Software-Subsystem Controller greift die Klasse cController über zwei Zeiger direkt auf je ein Objekt vom Typ cUpCounter und cDownCounter zu. Dabei ergeben sich zwischen den beiden Software-Subsystemen Controller und Counter zwei Abhängigkeiten (Include-Pfade).

Hier wurde mit Absicht nicht die Assoziation von cController auf cCounter gezogen, damit keine virtuellen Funktionen bzw. Funktionszeiger notwendig sind, aber zum Preis der stärkeren Kopplung.

 

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Bild 7: Assoziation

 

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Aggregation ohne Interfaceklasse

Im Vergleich zu dem vorherigen Assoziationsbeispiel übernimmt hier die Klasse cController direkt die Instanziierung der benötigten Objekte vom Typ cUpCounter und cDownCounter. Die Instanziierung erfolgt hier dynamisch auf dem Heap mittels malloc() in C und new() in C++. Damit erreichen wir die Grundidee der Weitergabe (des „Ausbaus“) der erzeugten Counter-Objekte bei der Aggregation. Der Einsatz des Heaps in der Embedded-Softwareentwicklung ist in vielen Projekten verboten, da er u.a. mit Risiken der Fragmentierung verbunden und damit nicht vorhersagbar bzw. nicht echtzeitfähig ist.

Wie bei der Anwendung der Assoziation ergeben sich auch bei der Aggregation für dieses Beispiel zwei Abhängigkeiten. Ebenfalls wurde gezielt auf die Anwendung von virtuellen Funktionen / Funktionszeiger verzichtet.

 

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Bild 8: Aggregation

 

Komposition ohne Interfaceklasse

Bei den Varianten mit Assoziation und Aggregation erfolgen die Objektzugriffe jeweils mit Zeigern (optional mit Referenzen). Der komplette Verzicht auf Zeiger führ zur Anwendung der Komposition.

 

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Bild 9: Komposition

 

Hierbei enthält die Klasse cController als Members Objekte der Klassen cUpCounter und cDownCounter. Die Anzahl der Abhängigkeiten bleibt bei zwei, wobei die Kopplung durch die eingebetteten Objekte bei der Komposition gegenüber der Assoziation und Aggregation verstärkt wird.

Thomas Batt

MicroConsult -

Trainer und Coach

Thomas Batt verantwortet bei MicroConsult als zertifizierter Trainer und Coach die Themenbereiche Systems/ Software Engineering für Embedded-/Realtime-Systeme sowie Entwicklungsprozess-Beratung.
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