Патерн (шаблон) проєктування — це іменований опис проблеми та її розв’язання, яке можна використовувати у розробці інших систем. Таке визначення дає у своїй книзі «Застосування UML і шаблонів проєктування» (Applying UML and Patterns) Крег Ларман — фахівець із гнучкої методології та ітеративної розробки.
Якщо розбирати простими словами, то патерни проєктування - це типові рішення для типових проблем у програмуванні. Вони допомагають вирішувати спільні завдання так, щоб код був читабельним, розширюваним і підтримуваним.
Наприклад, якщо вам потрібно створити лише один екземпляр певного класу (якщо це потрібно), ви використовуєте "патерн Одинак". Якщо вам потрібно обирати між декількома алгоритмами у ваших програмах, ви використовуєте "патерн Стратегія". Патерни проєктування - це як збірка корисних рекомендацій для написання програм, які більш легко зрозуміти та управляти.
Далі розберемо декілька патернів, з простим поясненням.
Патерн Одинак (Singleton)
Приклад: Ми розробляємо клас, який відповідає за логування в програмі. Нам потрібно, щоб цей клас мав лише один екземпляр, щоб уникнути зайвого розходу ресурсів. Використовуючи патерн Singleton, ми гарантуємо, що лише один об'єкт цього класу створюється і використовується в програмі.
Фабричний метод (Factory Method)
Приклад: У нас є багато різних типів автомобілів (легкові, вантажівки, спортивні), і ми хочемо створювати їх об'єкти безпосередньо в коді. Використовуючи фабричний метод, ми можемо визначити інтерфейс "Фабрика автомобілів", а потім створити різні підкласи цього інтерфейсу для створення конкретних типів автомобілів.
Спостерігач (Observer)
Приклад: В нашій програмі є об'єкт, який генерує події (наприклад, клас, що представляє сенсор дотику на смартфоні). Ми хочемо, щоб інші частини програми реагували на ці події. Використовуючи патерн Спостерігач, ми можемо створити механізм підписки на події і повідомлення інших об'єктів про ці події.
Стратегія (Strategy)
Приклад: Ми пишемо гру, і у нас є різні алгоритми для обчислення шляху героя по лабіринту (наприклад, алгоритм Дейкстри та алгоритм А*). Використовуючи патерн Стратегія, ми можемо розділити ці алгоритми на окремі класи-стратегії, які можна легко змінювати без змін в основному коді.
Фасад (Facade)
Приклад: В нашій програмі є складний підсистемний код, який взаємодіє з різними бібліотеками і компонентами. Ми можемо створити "фасад" - спрощений інтерфейс до цієї підсистеми, який усуває зайву складність для користувачів іншої частини програми.
Отже, патерни проєктування - це інструменти, які спрощують роботу програмістів, допомагаючи їм створювати ефективний та легко зрозумілий код.
