13 Что такое шаблоны проектирования и какие типы бывают?

Шаблоны проектирования (или дизайнерские паттерны) — это проверенные решения распространенных проблем, возникающих при проектировании программного обеспечения. Они представляют собой абстрактные решения, которые можно адаптировать к конкретным ситуациям. Шаблоны проектирования помогают разработчикам создавать более гибкие, поддерживаемые и переиспользуемые системы.

Основные типы шаблонов проектирования

Шаблоны проектирования обычно делятся на три основные категории:

1. Порождающие паттерны (Creational Patterns)
2. Эти паттерны связаны с процессом создания объектов. Они помогают создавать объекты в различных ситуациях, обеспечивая гибкость и управление созданием объектов.

3. Примеры:

   • Singleton: Обеспечивает наличие единственного экземпляра класса и предоставляет глобальную точку доступа к нему.
   • Factory Method: Определяет интерфейс для создания объектов, но позволяет подклассам изменять тип создаваемых объектов.
   • Abstract Factory: Предоставляет интерфейс для создания семейств связанных или зависимых объектов без указания их конкретных классов.
   • Builder: Позволяет создавать сложные объекты поэтапно, отделяя процесс создания от представления.
   • Prototype: Позволяет копировать существующие объекты, не привязываясь к их конкретным классам.

4. Структурные паттерны (Structural Patterns)

5. Эти паттерны помогают организовать классы и объекты в более крупные структуры, обеспечивая гибкость и упрощая взаимодействие между ними.

6. Примеры:

   • Adapter: Позволяет объектам с несовместимыми интерфейсами работать вместе, преобразуя интерфейс одного объекта в интерфейс, ожидаемый другим объектом.
   • Decorator: Позволяет добавлять новые функциональные возможности объектам динамически, оборачивая их в другие объекты.
   • Facade: Предоставляет упрощенный интерфейс к сложной системе классов, скрывая ее сложность.
   • Composite: Позволяет объединять объекты в древовидные структуры для представления иерархий "часть-целое".
   • Proxy: Предоставляет суррогат или заместитель другого объекта для контроля доступа к нему.

7. Поведенческие паттерны (Behavioral Patterns)

8. Эти паттерны определяют, как объекты взаимодействуют и общаются друг с другом, обеспечивая гибкость и управление поведением.
9. Примеры:
   • Observer: Определяет зависимость "один ко многим" между объектами, так что при изменении состояния одного объекта все его зависимые объекты уведомляются и обновляются автоматически.
   • Strategy: Определяет семейство алгоритмов, инкапсулирует их и делает их взаимозаменяемыми, позволяя изменять алгоритм независимо от клиентов, которые его используют.
   • Command: Инкапсулирует запрос как объект, позволяя параметризовать клиентов с различными запросами, ставить запросы в очередь и поддерживать отмену операций.
   • State: Позволяет объекту изменять свое поведение в зависимости от его внутреннего состояния, что позволяет объекту казаться изменяющим свой класс.
   • Chain of Responsibility: Позволяет передавать запросы по цепочке обработчиков, где каждый обработчик решает, обрабатывать запрос или передать его дальше.

Заключение

Шаблоны проектирования — это мощные инструменты, которые помогают разработчикам решать распространенные проблемы проектирования программного обеспечения. Понимание и использование этих паттернов может значительно улучшить качество и поддержку кода, а также упростить его расширение и модификацию.