Паттерн представляет определенный способ построения программного кода для решения часто встречающихся проблем проектирования.
Существует множество различных паттернов, которые решают разные проблемы и выполняют различные задачи. Но по своему действию их можно объединить в ряд групп. В основу классификации основных паттернов положена цель или задачи, которые определенный паттерн выполняет.
Порождающие паттерны — это паттерны, которые абстрагируют процесс инстанцирования или, иными словами, процесс порождения классов и объектов. Среди них выделяются следующие:
Другая группа паттернов - структурные паттерны - рассматривает, как классы и объекты образуют более крупные структуры - более сложные по характеру классы и объекты. К таким шаблонам относятся:
Третья группа паттернов называются поведенческими - они определяют алгоритмы и взаимодействие между классами и объектами, то есть их поведение. Среди подобных шаблонов можно выделить следующие:
Существуют и другие классификации паттернов в зависимости от того, относится паттерн к классам или объектам.
Паттерны классов описывают отношения между классами посредством наследования. Отношения между классами определяются на стадии компиляции. К таким паттернам относятся:
Другая часть паттернов - паттерны объектов описывают отношения между объектами. Эти отношения возникают на этапе выполнения, поэтому обладают большей гибкостью. К паттернам объектов относят следующие:
Использование шаблонов проектирования отличает сильного программиста. Использование шаблонов дает возможность тратить меньше времени используя уже проверенные решения, без изобретения костылей. Вы делаете меньше просчетов при проектировании используя стандартные типовые решения. При работе в команде вам не требуется объяснять другим программистам что именно вы сделали так как вы можете просто назвать паттерн.
Однако у паттернов есть и свои минусы. Например, неэффективное использование. При знакомстве с паттернами множество программистов начинает их использовать не особо задумываясь, подходят они под конкретную задачу или нет. Также существует критическая необходимость приспосабливать паттерны к реалиям проекта, а не реализовывать их просто ко книжке.
Каждый из паттернов решает свою проблему, но при этом может разрушать принципы программирования. Рассмотрим по одному паттерну из каждого шаблона.
Одиночка или Singleton – это довольно популярный порождающий паттерн проектирования. Этот паттерн решает сразу две проблемы: гарантирует наличие единственного экземпляра класса, предоставляет глобальную точку доступа. При этом он нарушает принцип единственной ответственности – принцип ООП, обозначающий, что каждый объект должен иметь одну ответственность и эта ответственность должна быть полностью инкапсулирована в класс.
Для реализации одиночки достаточно скрыть конструктор по умолчанию и создать публичный статический метод, который и будет контролировать жизненный цикл объекта.
Применять этот паттерн стоит, когда в программе должен быть единственный экземпляр какого–то класса, доступный всем клиентам. Или, когда вам хочется иметь больше контроля над глобальными переменными.
Стратегия(Strategy) – это поведенческий паттерн. Он предлагает определить семейство схожих алгоритмов, которые часто изменяются или расширяются, и вынести их в собственные классы, называемые стратегиями. Вместо того, чтобы изначальный класс сам выполнял тот или иной алгоритм, он будет играть роль контекста, ссылаясь на одну из стратегий и делегируя ей выполнение работы. Чтобы сменить алгоритм, вам будет достаточно подставить в контекст другой объект-стратегию. Важно, чтобы все стратегии имели общий интерфейс. Используя этот интерфейс, контекст будет независимым от конкретных классов стратегий. С другой стороны, вы сможете изменять и добавлять новые виды алгоритмов, не трогая код контекста.
Использовать этот класс стоит, когда вам нужно использовать разные вариации какого-то алгоритма внутри одного объекта, когда у вас есть множество похожих классов, отличающихся только некоторым поведением, когда вы не хотите показывать детали реализации алгоритмов для других классов. Однако использование этого паттерна связано с некоторыми неудобствами. Он усложняет программу за счет дополнительных классов. Помимо этого, для использования этого паттерна клиент должен знать в чем состоит разница между стратегиями чтобы выбрать подходящую.
Адаптер – это структурный паттерн проектирования. С помощью этого паттерна вы можете создать объект-переводчик, который трансформирует интерфейс или данные одного объекта в такой вид, чтобы он стал понятен другому объекту. При этом адаптер оборачивает один из объектов, так что другой объект даже не знает о наличии первого. Например, вы можете обернуть объект, работающий в метрах, адаптером, который бы конвертировал данные в футы. Адаптеры могут не только переводить данные из одного формата в другой, но и помогать объектам с разными интерфейсами работать сообща. Это работает так:
Применять этот паттерн стоит когда вы хотите использовать сторонний класс, но его интерфейс не соответствует остальному коду приложения и Когда вам нужно использовать несколько существующих подклассов, но в них не хватает какой–то общей функциональности, причём расширить суперкласс вы не можете.