Основные паттерны программирования java

Паттерны в Джаве

Java – объектно-ориентированный язык программирования. Он относится к общему назначению. Используется программистами на практике достаточно часто. Обладает широким функционалом и неплохой работоспособностью.

Можно отнести Java к языкам программирования кроссплатформенного характера. На нем пишут мобильный и компьютерный софт. Пример успешного проекта – Minecraft.

Во время коддинга и проектирования утилит необходимо использовать разного рода объекты и компоненты. В данной статье речь зайдет о том, что собой представляют паттерны. Предстоит разобраться в основах их применения. Данные пригодится как начинающим программистам, так и тем, кто уже долгое время в разработке.

Определение

Шаблоны проектирования – это паттерны. Представляют собой готовые для применения на практике решения часто возникающих в коддинге задач. Не выступают в качестве классом или библиотек, подключаемых к проекту. Паттерны проектирования – нечто большее.

Реализация оных осуществляется в каждом отдельно взятом случае. Требуют подобные объекты пристального внимания со стороны разработчика. Если паттерн неправильно или неграмотно применить, это приведет к серьезным затруднениям.

Паттерн – повторяемая архитектурная конструкция, представляющая готовое решение проблемы проектирования в рамках некоторого регулярно возникающего контекста. Готовый шаблон, которые не является законченным образцом. Он может быть прямо преобразован в кодификацию.

Объектно-ориентированные паттерны соответствующего «вида» — это отношение и взаимодействие между классами и объектами. Стоит обратить внимание на то, что конечные классы и объекты, используемые утилитой, не предопределяются.

Преимущества и недостатки

Паттерны в Java – то, что поможет программерам быстрее решать некоторые, наиболее распространенные задачи, с минимальными временными и силовыми затратами. Перед их внедрением в код стоит выяснить преимущества и недостатки инструментария.

Плюсы

К сильным сторонам компонента относят следующие моменты:

1. Снижение сложности разработки. Достигается за счет наличия готовый абстракций для решения целого блока выявленных проблем.
2. Каждый шаблон дает алгоритму собственное имя. Это облегчает контакты между разрабами. Люди способны ссылаться на известные шаблоны без существенных трудностей.
3. Унификация деталей решений – модулей, элементов проекта. Это снижает количество ошибок при релизе.
4. Напоминает внедрение библиотек.

Если грамотно подобрать шаблон, можно пользоваться им для конкретной задачи снова и снова. Это экономит время и силы разработчика.

Минусы

К слабым сторонам рассматриваемого объекта коддинга относят:

1. Усложнение приложения. Это происходит, если программер слепо следует установленному «макету».
2. Желание попробовать конкретный шаблон без реальных оснований. Это – не лучшее решение, которое способно довести кодификацию до критических ошибок, сбоев и неполадок.
3. Для того, чтобы софт функционировал предельно грамотно и правильно, нельзя использовать паттерны, дублируя их.

Стоит обратить внимание и на то, что любой шаблон проектирования может быть заменен разработчиком при помощи обычного программного кода.

О типах

Все patterns можно разделить на несколько разновидностей. Они будут отвечать за примеры решений конкретных задач:

1. Порождающие. Представлены механизмами инициализации. Помогают создавать объекты удобными методами.
2. Структурные. Отвечают за определение отношений типа «класс-объект». Это дает возможность совместного взаимодействия и работы.
3. Поведенческие. Применяются тогда, когда необходимо справиться с упрощением взаимодействия между различными сущностями в кодификации.

Pattern – достаточно удобный компонент, который требует вдумчивого и грамотного применения. Он, как и все остальные объекты программного кода, обладает сильными и слабыми сторонами.

Порождающий тип

Объекты можно создавать при помощи паттернов. Но сначала требуется изучить «макеты», которые отвечают за инициализацию. К ним относят следующие разновидности:

1. Singleton. Носит название «Одиночка». Отвечает за ограничение создания одного экземпляра класса. Обеспечивает доступ к единственному объекту.
2. Abstract Factory – абстрактная фабрика. Супер фабрика используется для получения фабрики. После – оная применяется для организации объектов.
3. Factory – фабрика. Применяется тогда, когда есть суперкласс с несколькими подклассами. На основе ввода нужно вернуть один из подкласса.
4. Builder. Называется «Строитель». Применяется для создания сложного объекта с использованием простых объектов. Он со временем отвечает за появление большего компонента от малого и простого.
5. Prototype – прототип. Шаблон, который создает дублированный объект с большей производительностью. Вместо нового создается возвращаемый клон существующего элемента.

И это – только начало. Юзерам предстоит разобраться в других вариантах шаблонов.

Структурный тип

В книге Head First Patterns обязательно рассматривается структурный тип:

1. Adapter. Конвертер между несовместимыми объектами. Через него можно объединить интерфейсы, которые изначально не соединяются.
2. Composite. Компоновщик, отвечающий за использование одного класса для представление древовидной структуры.
3. Proxy. Это – заместитель. Дает функциональность другого класса.
4. Flyweight. Легковес. Вместо того, чтобы использовать большое количество схожих между собой объектов, они применяются повторно.
5. Facade. Обеспечивает элементарный интерфейс для клиентов. Юзеры будут применять его для контактирования с системой.
6. Bridge. Мост, который делает определенные классы независимыми от тех, что используются при реализации интерфейсов.
7. Decorator. Это – способ обеспечения новых функциональных возможностей существующего компонента кода. Его структура в ходе операций не будет привязываться.

Больше подробностей о каждом из вариантов можно посмотреть в специализированной литературе типа Head First Patterns.

Поведенческий тип

Последняя категория шаблонов предусматривает такие варианты:

1. Template Method. Определяет основу алгоритма. Дает шанс наследникам переопределять часть алгоритмических шагов. Структура оных не будет корректироваться.
2. Mediator. Дает возможность предоставления класса посредника. Он будет обрабатывать все коммуникации между разными classes.
3. Chain of Responsibility. Не дает столкнуться с жесткой зависимостью отправителя запроса от его получателя. Сам запрос будет обрабатываться несколькими объектами.
4. Observer. С ним одни компоненты следят и реагируют на события с другими.
5. Strategy. Стратегия может корректироваться во время исполнения исходной кодификации.
6. Command. Команда, которая объявляет метод для проделывания конкретной манипуляции.
7. State. Поведение элемента корректируется в зависимости от его состояния.
8. Visitor. Упрощает операции над группированием связанных объектов.
9. Interpreter. Контролирует грамматику простого языка в зоне обнаруженной проблемы.
10. Iterator. Последовательно предоставляет доступ к компонентам элемента коллекции. Система не знает его ключевого представления.

А еще есть Memento. Так называется шаблон-хранитель. Применяется тогда, когда нужно сохранить состояние объекта. Позже оно должно быть восстановлено приложением.

Можно изучить книгу Head First Patterns, чтобы лучше разобраться в теме. Но лучше закончить специализированные дистанционные онлайн курсы. Они обучат основам Джавы и его «макетам» проектирования.

Также в Otus существует специальный курс «Архитектура и шаблоны проектирования», посвященный паттернам. Не пропустите!

Источник

Паттерны проектирования в Java [Часть 1]

Это краткая статья по паттернам проектирования в Java. Реализации паттернов не будет, тут только список паттернов которые есть в java и их краткое содержание. Она будет полезна тем, кто уже в теме, для повторения и обобщения. Или напротив, для тех, кто первый раз подошёл к паттернам — для самого первого обзора темы, прежде, чем копнуть глубже. Паттерны проектирования (шаблоны проектирования) — это готовые к использованию решения часто возникающих в программировании задач. Это не класс и не библиотека, которую можно подключить к проекту, это нечто большее. Паттерны проектирования, подходящий под задачу, реализуется в каждом конкретном случае. Следует, помнить, что такой паттерн, будучи примененным неправильно или к неподходящей задаче, может принести немало проблем. Тем не менее, правильно примененный паттерн поможет решить задачу легко и просто. Типы паттернов:

• порождающие
• структурные
• поведенческие

Порождающие паттерны предоставляют механизмы инициализации, позволяя создавать объекты удобным способом. Структурные паттерны определяют отношения между классами и объектами, позволяя им работать совместно. Поведенческие паттерны используются для того, чтобы упростить взаимодействие между сущностями. Порождающие:

• Singleton (Одиночка) — ограничивает создание одного экземпляра класса, обеспечивает доступ к его единственному объекту.
• Factory (Фабрика) — используется, когда у нас есть суперкласс с несколькими подклассами и на основе ввода, нам нужно вернуть один из подкласса.
• Abstract Factory (Абстрактная фабрика) — используем супер фабрику для создания фабрики, затем используем созданную фабрику для создания объектов.
• Builder (Строитель) — используется для создания сложного объекта с использованием простых объектов. Постепенно он создает больший объект от малого и простого объекта.
• Prototype (Прототип) — помогает создать дублированный объект с лучшей производительностью, вместо нового создается возвращаемый клон существующего объекта.

Структурные:

• Adapter (Адаптер) — это конвертер между двумя несовместимыми объектами. Используя паттерн адаптера, мы можем объединить два несовместимых интерфейса.
• Composite (Компоновщик) — использует один класс для представления древовидной структуры.
• Proxy (Заместитель) — представляет функциональность другого класса.
• Flyweight (Легковес) — вместо создания большого количества похожих объектов, объекты используются повторно.
• Facade (Фасад) — беспечивает простой интерфейс для клиента, и клиент использует интерфейс для взаимодействия с системой.
• Bridge (Мост) — делает конкретные классы независимыми от классов реализации интерфейса.
• Decorator (Декоратор) — добавляет новые функциональные возможности существующего объекта без привязки его структуры.

Поведенческие:

• Template Method (Шаблонный метод) — определяющий основу алгоритма и позволяющий наследникам переопределять некоторые шаги алгоритма, не изменяя его структуру в целом.
• Mediator (Посредник) — предоставляет класс посредника, который обрабатывает все коммуникации между различными классами.
• Chain of Responsibility (Цепочка обязанностей) — позволяет избежать жесткой зависимости отправителя запроса от его получателя, при этом запрос может быть обработан несколькими объектами.
• Observer (Наблюдатель) — позволяет одним обьектам следить и реагировать на события, происходящие в других объектах.
• Strategy (Стратегия) — алгоритм стратегии может быть изменен во время выполнения программы.
• Command (Команда) — интерфейс команды объявляет метод для выполнения определенного действия.
• State (Состояние) — объект может изменять свое поведение в зависимости от его состояния.
• Visitor (Посетитель) — используется для упрощения операций над группировками связанных объектов.
• Interpreter (Интерпретатор) — определяет грамматику простого языка для проблемной области.
• Iterator (Итератор) — последовательно осуществляет доступ к элементам объекта коллекции, не зная его основного представления.
• Memento (Хранитель) — используется для хранения состояния объекта, позже это состояние можно восстановить.

Проходя курс JavaRush вы встретите пару паттернов из этого списка. Рекомендую задачи по паттернам: 1522, 1530, 1631, big01, 2912, 3107. Разумное использование паттернов проектирования приводит к повышению надежности обслуживания кода, поскольку в дополнение к тому, чтобы быть хорошим решением общей проблемы, паттерны проектирования могут быть распознаны другими разработчиками, что уменьшает время при работе с определенным кодом. Паттерны проектирования в Java [Часть 2]

Источник