Перейти к основному содержимому

7.06. Общее о паттернах проектирования

В РАЗРАБОТКЕНЕ ДЛЯ НОВИЧКОВНЕ ОБЯЗАТЕЛЬНО
Разработчику Архитектору Аналитику

Общее о паттернах проектирования​

Что такое паттерн​

Паттерн — это повторяющийся шаблон, узор или схема. Паттерны встречаются повсюду: в природе, архитектуре, поведении людей и, конечно, в программировании.

Визуальный паттерн — это, например, рисунок на обоях.

Поведенческий паттерн — это типичная реакция человека на определённую ситуацию.

В контексте разработки программного обеспечения паттерн представляет собой проверенное решение часто возникающей проблемы.

Что такое паттерн проектирования​

Паттерн проектирования — это формализованное описание эффективного и проверенного способа организации взаимодействия между классами, объектами и методами в объектно-ориентированном программировании. Он фиксирует структуру решения, которая применима к широкому классу задач и не привязана к конкретной реализации.

Паттерны проектирования отличаются от других понятий:

  • Паттерн программирования — более широкое понятие, которое может включать идиомы языка, практики написания кода, рекомендации по стилю.
  • Принцип проектирования — фундаментальная идея, лежащая в основе качественной архитектуры (например, принцип единственной ответственности или инверсии зависимостей).
  • Архитектурный паттерн — описывает высокоуровневую организацию системы в целом (например, MVC, CQRS, Microservices).

Паттерны проектирования находятся на уровне деталей реализации, но выше уровня отдельных строк кода. Они помогают выстраивать гибкие, масштабируемые и поддерживаемые структуры внутри модулей приложения.

Почему важна структура взаимодействия​

Программный код со временем обрастает новыми функциями, требованиями и изменениями. Если изначально не заложить чёткую структуру взаимодействия между компонентами, система быстро становится хрупкой, сложной для понимания и трудной для модификации.

Паттерны проектирования предлагают готовые схемы, которые позволяют:

  • Изолировать изменчивые части системы;
  • Снизить связанность между модулями;
  • Повысить переиспользуемость кода;
  • Упростить тестирование и сопровождение.

Какие задачи решают паттерны проектирования​

Паттерны помогают решать разнообразные задачи, возникающие в процессе разработки:

  • Создание объектов без жёсткой привязки к их конкретным типам (паттерны Фабрика, Строитель, Прототип);
  • Организация взаимодействия между объектами при минимальной зависимости (Наблюдатель, Команда, Посредник);
  • Добавление новых возможностей к объектам динамически (Декоратор);
  • Упрощение сложных интерфейсов (Фасад);
  • Обеспечение единственного экземпляра класса (Одиночка);
  • Реализация обхода коллекций без раскрытия их внутренней структуры (Итератор).

Эти решения не являются универсальными рецептами, но служат ориентирами при выборе архитектурных решений.

Классификация и описание паттернов: подход «Банды Четырёх»​

Подробное и систематизированное описание паттернов проектирования предложено в книге «Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software», авторы которой получили название «Банда Четырёх» (Gang of Four, GoF). Эта работа стала канонической в области проектирования программного обеспечения.

Согласно методологии GoF, каждый паттерн должен быть описан по следующей структуре:

  • Название (Name) — краткое и выразительное имя, позволяющее легко ссылаться на паттерн.
  • Назначение (Intent) — краткое описание цели паттерна и решаемой им проблемы.
  • Другие названия (Also Known As) — альтернативные имена, под которыми паттерн может быть известен.
  • Мотивация (Motivation) — пример ситуации, в которой возникает проблема, и демонстрация того, как паттерн её решает.
  • Применяемость (Applicability) — условия, при которых использование паттерна уместно.
  • Структура (Structure) — диаграмма или описание связей между участниками паттерна.
  • Участники (Participants) — роли классов и объектов, участвующих в реализации паттерна.
  • Отношения (Collaborations) — описание того, как участники взаимодействуют друг с другом.
  • Результаты (Consequences) — преимущества, недостатки и побочные эффекты применения паттерна.
  • Реализация (Implementation) — практические советы и подводные камни при кодировании паттерна.
  • Примеры использования (Known Uses) — реальные случаи применения паттерна в известных библиотеках или фреймворках.
  • Связанные паттерны (Related Patterns) — указание на другие паттерны, которые дополняют или конкурируют с данным.

Такой формат позволяет не просто заучить паттерн, а глубоко понять его суть, область применения и последствия внедрения. Это особенно важно при проектировании сложных систем, где каждое архитектурное решение влияет на долгосрочную жизнеспособность кодовой базы.

Освоение главы0%