🗊Презентация Паттерны = Шаблоны проектирования

Паттерны = Шаблоны проектирования МКД 03.01 «Технология разработки программного обеспечения»

Определения Шаблон проектирования или паттерн (design pattern) в разработке ПО — повторимая архитектурная конструкция, представляющая собой решение проблемы проектирования в рамках некоторого часто возникающего контекста. Шаблон – не законченный образец, не код; это пример решения задачи, который можно использовать в различных ситуациях. ОО шаблоны показывают отношения и взаимодействия между классами или объектами, без определения того, какие конечные классы или объекты приложения будут использоваться.

Определения Идиомы – «низкоуровневые» шаблоны, учитывающие специфику конкретного языка программирования. Они не универсальные. Архитектурные шаблоны – «наивысший» уровень, охватывают архитектуру всей программной системы. Алгоритмы – шаблоны вычисления, так как решают вычислительные задачи.

История 1970-е гг. архитектор Кристофер Александр, набор шаблонов проектирования, не оценили . 1987 г. Кент Бэк (Kent Beck) и Вард Каннингем (Ward Cunningham), шаблоны разработки ПО на языке Smalltalk. 1988 г. Эрих Гамма (Erich Gamma), докторская диссертация о применении шаблонов к разработке ПО. 1989-1991 гг. Джеймс Коплин (James Coplien), идиомы для программирования на C++, книга «Advanced C++ Idioms». 1991 г. «Банда четырёх» (Gang of Four, GoF): Эрих Гамма, Ричард Хелм (Richard Helm), Ральф Джонсон (Ralph Johnson), Джон Влиссидс (John Vlissides), книга «Design Patterns — Elements of Reusable Object-Oriented Software», описаны 23 шаблона проектирования.

Плюсы Снижение сложности разработки за счёт готовых абстракций для решения целого класса проблем. Облегчение коммуникации между разработчиками, позволяя ссылаться на известные шаблоны. Снижение количества ошибок за счет унификации деталей решений (модулей, элементов проекта, …). Возможность многократно использовать удачное решение (≈ как использование готовых библиотек кода). Возможность выбрать наиболее подходящий вариант проектирования из набора шаблонов.

Минусы Слепое следование шаблону может привести к усложнению программы. Использование шаблона без особых оснований. Шаблоны проектирования в ООП – идиоматическое воспроизведение элементов функциональных языков. Питер Норвиг: «16 из 23 шаблонов GoF в Lisp реализуются существенно проще, чем в С++, либо оказываются незаметны». Пол Грэхэм: идея шаблонов проектирования = анти-паттерн, сигнал, что система не обладает достаточным уровнем абстракции, и необходима её тщательная переработка. Шаблон = «готовое решение, но не прямое обращение к библиотеке» = отказ от повторного использования в пользу дублирования.

Типы шаблонов проектирования: Основные (Fundamental)

Типы шаблонов проектирования: Порождающие (Creational)

Типы шаблонов проектирования: Структурные (Structural)

Типы шаблонов проектирования: Поведенческие (Behavioral)

Типы шаблонов проектирования: Поведенческие (Behavioral)

Типы шаблонов проектирования: Частные Шаблоны параллельного программирования - используются для более эффективного написания многопоточных программ, и предоставляет готовые решения проблем синхронизации. Active Object Служит для отделения потока выполнения метода от потока, в котором он был вызван. Использует шаблоны асинхронный вызов методов и планировщик Balking Служит для выполнения действия над объектом только тогда, когда тот находится в корректном состоянии. Обмен сообщениями (Messaging design pattern, MDP) Позволяет компонентам и приложениям обмениваться информацией (сообщениями) Шаблоны архитектуры системы Model-View-Controller (MVC) Модель-представление-контроллер Model-View-Presenter Model-View-View Model Presentation-Abstraction-Control

Типы шаблонов проектирования: Прочие Carrier Rider Mapper описывают предоставление доступа к хранимой информации Аналитические шаблоны описывают основной подход для составления требований для программного обеспечения (requirement analysis) до начала самого процесса программной разработки Коммуникационные шаблоны описывают процесс общения между отдельными участниками/сотрудниками организации Организационные шаблоны описывают организационную иерархию предприятия/фирмы Анти-паттерны (Anti-Design-Patterns) описывают, как не следует поступать при разработке программ, показывая характерные ошибки в дизайне и в реализации

Что почитать? Гамма Э., Хелм Р., Джонсон Р., Влиссидес Дж. Приемы объектно-ориентированного проектирования. Паттерны проектирования Курс Гергия Могелашвили: https://glamcoder.ru/video/design-patterns/

Еще раз коротко Паттерны = Шаблоны проектирования — это проверенные и готовые к использованию решения часто возникающих в повседневном программировании задач. Это не класс и не библиотека, которую можно подключить к проекту, это нечто большее. Шаблон проектирования, подходящий под задачу, реализуется в каждом конкретном случае. Шаблон не зависит от языка программирования. Хороший шаблон легко реализуется в большинстве, если не во всех языках, в зависимости от выразительных средств языка. Шаблон, будучи примененным неправильно или к неподходящей задаче, может принести немало проблем. Правильно примененный шаблон поможет решить задачу легко и просто.

Еще раз коротко Существует три типа шаблонов: структурные; порождающие; поведенческие. Структурные шаблоны определяют отношения между классами и объектами, позволяя им работать совместно. Порождающие шаблоны предоставляют механизмы инициализации, позволяя создавать объекты удобным способом. Поведенческие шаблоны используются для того, чтобы упростить взаимодействие между сущностями.

Спасибо за внимание! Паттерны = Шаблоны проектирования