Статьи

Что такое паттерны (шаблоны) проектирования

Опубликовано

1 год назад

26.07.2023

Автор:

Паттерны проектирования (Design Patterns) — это повторяемые архитектурные решения, которые помогают решать типичные проблемы в проектировании программного обеспечения. Они представляют собой проверенные временем и опытом решения, которые можно применять для различных задач в разных контекстах.

Паттерны проектирования возникли в мире программирования как результат поиска эффективных и гибких решений для общих проблем, с которыми сталкиваются разработчики. Их основная цель — облегчить процесс проектирования, сделать код более поддерживаемым, улучшить его архитектурную структуру и снизить вероятность возникновения ошибок.

Виды паттернов проектирования

Паттерны проектирования можно разделить на несколько категорий, включая:

Порождающие паттерны (Creational Patterns): Эти паттерны отвечают за создание объектов и обеспечение гибкости в процессе их создания. Некоторые из них включают «Фабричный метод» (Factory Method), «Абстрактная фабрика» (Abstract Factory), «Одиночка» (Singleton) и «Строитель» (Builder).
Структурные паттерны (Structural Patterns): Структурные паттерны касаются композиции объектов и классов в более крупные структуры. К ним относятся «Адаптер» (Adapter), «Мост» (Bridge), «Декоратор» (Decorator) и «Фасад» (Facade), среди других.
Поведенческие паттерны (Behavioral Patterns): Поведенческие паттерны определяют взаимодействие между объектами и классами для управления поведением программы. К ним относятся «Стратегия» (Strategy), «Наблюдатель» (Observer), «Цепочка обязанностей» (Chain of Responsibility) и «Состояние» (State), а также другие.

Использование паттернов проектирования помогает повысить читаемость и понимание кода, уменьшить его сложность и сделать программное обеспечение более гибким для изменений. Кроме того, паттерны проектирования способствуют унификации подходов к решению проблем, что облегчает коммуникацию и сотрудничество между разработчиками.

В чем отличие паттернов проектирования и архитектуры

Паттерны проектирования и архитектура приложения — это два различных, но связанных понятия.

Паттерны проектирования — это конкретные решения для типичных проблем, с которыми сталкиваются программисты при проектировании и разработке программного обеспечения. Они представляют собой выверенные, проверенные временем и опытом шаблоны, которые можно использовать для создания гибкого, масштабируемого и поддерживаемого кода. Каждый паттерн проектирования предоставляет определенный способ организации классов, объектов и взаимодействия между ними. Например, паттерн «Одиночка» (Singleton) предоставляет способ создания класса с единственным экземпляром, а паттерн «Фабричный метод» (Factory Method) — способ создания объектов, делегируя процесс их создания наследующим классам.

Архитектура программного обеспечения — это общая структура и организация всей системы программного обеспечения. Архитектура определяет основные компоненты, модули, связи между ними, а также правила и принципы, которыми руководствуется разработка приложения. Она обычно определяет разделение обязанностей, уровни абстракции, взаимодействие между компонентами и общую структуру системы. Хорошо спроектированная архитектура облегчает понимание системы, обеспечивает ее поддержку и расширяемость, а также улучшает переиспользование кода и масштабируемость приложения.

Коротко говоря, паттерны проектирования предоставляют детали для создания частей системы, тогда как архитектура определяет общую структуру и организацию всей системы программного обеспечения. Отличие между ними заключается в уровне абстракции и области применения. Паттерны проектирования помогают решать локальные проблемы внутри системы, в то время как архитектура задает общий каркас для всего приложения. Вместе они служат для создания хорошо структурированного и эффективного программного продукта.

Недостатки паттернов проектирования

Паттерны проектирования являются полезными инструментами, но они также имеют некоторые недостатки, которые следует учитывать при их применении:

Сложность: Некоторые паттерны проектирования могут быть сложными и трудными в понимании для новых разработчиков. Их внедрение может потребовать дополнительного времени и усилий для обучения команды и понимания их применения.
Не всегда подходят: Не все проблемы можно решить с помощью паттернов проектирования. Некоторые задачи могут быть уникальными и не иметь стандартных решений в виде паттернов.
Переусложнение: Внедрение паттернов проектирования без необходимости может привести к избыточной сложности кода. Иногда использование паттернов может быть излишним, особенно для простых приложений.
Переиспользование: Иногда разработчики стараются применить паттерн там, где он не подходит или не несет реальной пользы. Это может привести к излишнему переиспользованию паттернов и усложнению кода.
Обратная совместимость: Иногда паттерны проектирования могут внести изменения в архитектуру или интерфейсы программы, что может затруднить обратную совместимость с предыдущими версиями.
Злоупотребление: В некоторых случаях разработчики могут злоупотреблять применением паттернов, создавая избыточную и излишне сложную структуру программы.
Чрезмерное абстрагирование: Иногда использование паттернов проектирования может привести к чрезмерному абстрагированию кода, что затрудняет его понимание и поддержку.
Снижение производительности: В некоторых случаях паттерны проектирования могут привести к незначительному снижению производительности из-за дополнительных слоев абстракции или повышенного использования ресурсов.

Необходимо помнить, что применение паттернов проектирования должно быть обдуманным и обоснованным. Они должны использоваться там, где это действительно улучшит архитектуру и поддерживаемость программного обеспечения, а не для того, чтобы просто следовать шаблонам без необходимости.