Entenda Design Pattern na programação

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Design Patterns é um tópico importante para quem está iniciando no desenvolvimento de software. Neste artigo, apresentamos uma visão geral dos design patterns, abordando sua definição, importância e benefícios no desenvolvimento de software. Além disso, explicamos como eles podem ajudar a melhorar a qualidade do código, aumentar a eficiência do desenvolvimento e facilitar a manutenção do sistema. Se você está começando a estudar programação, este artigo é uma excelente introdução aos Design Patterns.

Classificação dos Design Patterns

Então, os Design Patterns têm três categorias: criação, estrutura e comportamento. Cada uma dessas categorias tem um jeito diferente de ajudar a resolver problemas comuns no desenvolvimento de software. Por exemplo, os padrões de criação ajudam a criar objetos de forma mais fácil e eficiente, enquanto os de estrutura ajudam a organizar classes e objetos. Já os de comportamento ajudam a gerenciar a comunicação entre objetos e classes. Alguns exemplos famosos incluem Singleton, Adapter e Observer.

Os padrões de criação são um conjunto de Design Patterns que auxiliam na criação de objetos de maneira mais eficiente e flexível. Eles são particularmente úteis quando a criação de objetos é complexa e requer alguma lógica adicional.

Padrões de Criação

Os padrões de criação são um conjunto de Design Patterns que auxiliam na criação de objetos de maneira mais eficiente e flexível. Eles são particularmente úteis quando a criação de objetos é complexa e requer alguma lógica adicional. Neste tópico, vamos explorar alguns dos padrões de criação mais comuns: Singleton, Factory Method e Abstract Factory.

Singleton

É um padrão de criação que garante que uma classe tenha apenas uma instância e oferece um ponto global de acesso a ela. Isso é útil quando é necessário ter apenas uma instância de uma classe em todo o sistema, como uma classe que gerencia recursos compartilhados, como arquivos de log ou conexões com banco de dados. O Singleton é implementado criando uma classe que tem um método de criação privado e uma variável estática privada que armazena a única instância da classe. O método de criação retorna sempre a mesma instância e, se necessário, cria-a na primeira chamada.

Factory Method

É um padrão de criação que define uma interface para criar objetos, mas permite que as subclasses decidam quais classes devem ser instanciadas. Isso é útil quando uma classe não pode antecipar a classe de objetos que deve criar, mas quer deixar suas subclasses decidirem qual objeto criar. O Factory Method é implementado por meio da definição de uma classe abstrata que contém um método abstrato para criar objetos. As subclasses implementam esse método para criar objetos de acordo com suas necessidades.

Abstract Factory

É um padrão de criação que oferece uma interface para criar famílias de objetos relacionados ou dependentes sem especificar suas classes concretas. Isso é útil quando um sistema precisa ser independente das classes de objetos que ele cria, e as classes de objetos criadas precisam trabalhar em conjunto. O Abstract Factory é implementado por meio da definição de uma interface abstrata que contém métodos para criar objetos de cada família. Cada subclasse da interface abstrata implementa esses métodos para criar objetos de suas próprias famílias.

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Portanto, os padrões de criação são ferramentas úteis para criar objetos de maneira mais eficiente e flexível. Cada padrão de criação tem sua própria maneira de lidar com a criação de objetos e pode ser aplicado a diferentes cenários de desenvolvimento de software. O Singleton é usado quando é necessário ter apenas uma instância de uma classe em todo o sistema, o Factory Method é usado quando uma classe não pode antecipar a classe de objetos que deve criar, e o Abstract Factory é usado quando um sistema precisa ser independente das classes de objetos que ele cria.

Padrões de Estrutura

Os padrões de estrutura são usados para organizar classes e objetos para formar estruturas maiores e mais complexas. Eles são importantes para garantir que o código seja organizado e fácil de entender, manter e estender.

Um dos padrões de estrutura mais comuns é o Adapter, que permite que duas interfaces incompatíveis trabalhem juntas. Isso é útil quando você precisa usar uma classe existente que não se adapta à interface necessária em seu código. O Adapter age como um intermediário, traduzindo a interface da classe existente em uma nova interface que pode ser usada em seu código.

Outro padrão de estrutura popular é o Composite, que permite que você trate um grupo de objetos da mesma maneira que trata um único objeto. O Composite é útil quando você tem uma hierarquia de objetos e deseja tratá-los como uma única entidade. Com o Composite, você pode criar uma árvore hierárquica de objetos e tratá-la como uma única unidade.

O Decorator é outro padrão de estrutura popular que permite que você adicione comportamento a um objeto existente de forma dinâmica. Com o Decorator, você pode adicionar comportamentos a um objeto sem ter que modificar a classe original. Isso é útil quando você precisa adicionar comportamentos a um objeto em tempo de execução, sem afetar outras instâncias da mesma classe.

Então, outros padrões de estrutura incluem o Bridge, que separa a abstração da implementação, e o Flyweight, que compartilha objetos para economizar memória. Portanto, cada padrão de estrutura tem um propósito diferente e pode ser usado em situações específicas para melhorar a organização e manutenção do código.

Padrões de Comportamento

Os padrões de comportamento são um conjunto de padrões de design que ajudam a gerenciar a comunicação entre objetos e classes em um sistema. Eles são usados para melhorar a eficiência e a flexibilidade do código, além de permitir que diferentes partes do sistema se comuniquem entre si de forma mais eficaz.

Um dos padrões de comportamento mais comuns é o Observer. Este padrão é usado para permitir que objetos observem outros objetos e sejam notificados quando ocorrem mudanças nesses objetos. O Observer é útil quando várias partes do sistema precisam estar cientes de mudanças em um objeto e precisam ser notificadas quando ocorrem essas mudanças.

Outro padrão de comportamento é o Command. Este padrão é usado para encapsular solicitações como objetos, permitindo que você manipule solicitações como objetos em vez de métodos. O Command é útil quando você precisa executar várias ações em um objeto em um momento específico.

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O Template Method é outro padrão de comportamento comum. Ele é usado para definir o esqueleto de um algoritmo em uma classe base, com etapas específicas delegadas para as classes filhas. O Template Method é útil quando você deseja implementar um algoritmo complexo e quer manter o controle do fluxo de execução.

Outros padrões de comportamento incluem Chain of Responsibility, que permite que vários objetos recebam uma solicitação e escolham qual objeto irá lidar com ela; State, que permite que um objeto altere seu comportamento quando seu estado interno muda; e Strategy, que permite que você altere o comportamento de um objeto selecionando diferentes estratégias em tempo de execução.

Portanto, os padrões de comportamento são uma maneira útil de gerenciar a comunicação entre objetos e classes em um sistema. Eles permitem que diferentes partes do sistema se comuniquem de forma eficaz e podem melhorar a eficiência e a flexibilidade do código. Existem vários padrões de comportamento disponíveis, cada um com sua própria finalidade e uso específico.

Como escolher o design pattern certo?

Escolher o padrão de design certo pode fazer a diferença entre um código bem organizado e fácil de manter e um código bagunçado e difícil de compreender. Para escolher o padrão certo para o seu projeto, é importante considerar vários fatores, como contexto, requisitos e limitações técnicas.

O primeiro passo é entender o contexto em que o padrão será usado. Isso inclui o tipo de sistema que está sendo desenvolvido, o tamanho do projeto, a equipe de desenvolvimento, os prazos e o orçamento. Por exemplo, se você está desenvolvendo um sistema pequeno e simples com uma equipe pequena, pode ser mais eficiente usar um padrão de design simples e fácil de implementar, como o padrão de método de fábrica. Por outro lado, se você está desenvolvendo um sistema grande e complexo com uma equipe grande, pode ser necessário usar um padrão de design mais avançado e sofisticado, como o padrão de decoração.

O segundo fator a ser considerado é os requisitos do projeto. Isso inclui as necessidades funcionais e não funcionais do sistema, como desempenho, segurança e escalabilidade. Por exemplo, se o sistema precisa ser escalável e permitir a adição de novos recursos sem alterar o código existente, pode ser necessário usar um padrão de design que facilite a extensibilidade, como o padrão de método de fábrica abstrata.

Por fim, é importante considerar as limitações técnicas do projeto. Isso inclui a plataforma de desenvolvimento, as ferramentas de desenvolvimento disponíveis e as limitações de hardware e software. Por exemplo, se você está desenvolvendo um aplicativo para uma plataforma específica que não suporta determinado recurso, pode ser necessário escolher um padrão de design que permita a implementação do recurso de maneira diferente.

Portanto, para escolher o padrão certo para o seu projeto, é importante considerar o contexto, os requisitos e as limitações técnicas. Isso ajudará você a selecionar o padrão de design que melhor se adapte às necessidades do projeto e que seja fácil de implementar e manter. Então, lembre-se de que não há um padrão de design único que seja a solução perfeita para todos os projetos, e que a escolha do padrão certo depende de vários fatores específicos do projeto.

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Conclusão

Portanto, fica evidente que os Design Patterns são uma ferramenta valiosa no desenvolvimento de software. Eles ajudam a resolver problemas comuns que ocorrem durante a construção de software, permitindo que os desenvolvedores economizem tempo e esforço ao implementar soluções já testadas e comprovadas.

A classificação dos Design Patterns em padrões de criação, padrões de estrutura e padrões de comportamento fornece uma maneira clara e organizada de entender e utilizar essas soluções padronizadas em projetos de desenvolvimento de software.

Embora seja importante lembrar que não existe um padrão que se ajuste perfeitamente a todos os projetos, é essencial escolher o padrão certo para cada contexto, requisitos e limitações técnicas. Além disso, é fundamental que os desenvolvedores tenham uma compreensão clara do padrão escolhido e que sua implementação seja adequada ao projeto.

Portanto, é altamente recomendável que os desenvolvedores invistam tempo no aprendizado e na aplicação de Design Patterns em seus projetos de software, a fim de melhorar a qualidade do código, aumentar a eficiência e a flexibilidade do projeto e fornecer soluções mais confiáveis e escaláveis. Com a adoção dessas boas práticas, os desenvolvedores podem alcançar resultados mais positivos em seus projetos e contribuir para um ecossistema de desenvolvimento de software mais sustentável e inovador.

Bibliografia: Patterns of Enterprise Application Architecture

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Brayan Monteiro

Bacharel em Sistemas de Informação pela Faculdade Maurício de Nassau e desenvolvedor PHP. Além de programador, produzo conteúdo e gerencio blogs. Sou especialista em desenvolvimento de software, SEO de sites e em negócios digitais.