Wprowadzenie do wzorców projektowych

Część sekcji Programowanie obiektowe ścieżki Java w Coddy. Lekcja 64 z 87.

Wzorce projektowe to sprawdzone rozwiązania typowych problemów, z którymi programiści wielokrotnie się spotykają podczas tworzenia oprogramowania. Zamiast za każdym razem wymyślać koło na nowo, możesz zastosować te sprawdzone szablony, aby rozwiązywać powtarzające się wyzwania projektowe.

Myśl o wzorcach projektowych jak o planach. Nie dają ci gotowego kodu do skopiowania i wklejenia, ale opisują, jak strukturyzować klasy i obiekty, aby rozwiązać określony typ problemu. Wzorce, których się nauczysz, wykorzystują poznane już przez ciebie koncepcje OOP: dziedziczenie, interfejsy, polimorfizm i kompozycję.

Wzorce projektowe dzielą się na trzy główne kategorie:

Kategoria	Cel	Przykłady
Kreacyjne	Jak tworzone są obiekty	Singleton, Factory, Builder
Strukturalne	Jak komponowane są obiekty	Adapter, Decorator, Composite
Behawioralne	Jak komunikują się obiekty	Observer, Strategy, Command

Po co uczyć się wzorców projektowych? Dają ci wspólny język z innymi programistami: stwierdzenie „użyj tutaj Fabryki” natychmiast przekazuje złożoną ideę. Pomagają też pisać bardziej elastyczny i łatwiejszy w utrzymaniu kod dzięki stosowaniu zasad takich jak „programuj do interfejsu, a nie do implementacji”.

W nadchodzących lekcjach zaimplementujesz kilka podstawowych wzorców, zaczynając od wzorców kreacyjnych, takich jak Singleton i Factory, a następnie przechodząc do wzorców behawioralnych, takich jak Observer i Strategy.

Wyzwanie

Łatwy

Zbudujmy prosty klasyfikator wzorców, który pokaże, jak dobrze rozumiesz trzy kategorie wzorców projektowych! Utworzysz system, który klasyfikuje wzorce i wyjaśnia ich przeznaczenie, a kod rozmieścisz w wielu plikach.

Utworzysz trzy pliki:

Pattern.java: Utwórz interfejs o nazwie Pattern, który definiuje kontrakt dla wszystkich wzorców projektowych. Interfejs powinien deklarować dwie metody: String getCategory(), która zwraca kategorię wzorca (Creational, Structural lub Behavioral), oraz String getPurpose(), która zwraca opis tego, do czego służy dana kategoria wzorców.
PatternInfo.java: Utwórz trzy klasy implementujące interfejs Pattern, z których każda reprezentuje jedną kategorię wzorców projektowych:
CreationalPattern — powinna zwracać "Creational" jako kategorię i "How objects are created" jako przeznaczenie.

StructuralPattern — powinna zwracać "Structural" jako kategorię i "How objects are composed" jako przeznaczenie.

BehavioralPattern — powinna zwracać "Behavioral" jako kategorię i "How objects communicate" jako przeznaczenie.
Main.java: Połącz elementy klasyfikatora wzorców! Otrzymasz jedno wejście: nazwę wzorca (String), która będzie jedną z wartości: "Singleton", "Factory", "Adapter", "Decorator", "Observer" lub "Strategy".
Na podstawie wejścia utwórz odpowiedni obiekt wzorca:
- "Singleton" i "Factory" to wzorce Creational
- "Adapter" i "Decorator" to wzorce Structural
- "Observer" i "Strategy" to wzorce Behavioral
Przypisz obiekt wzorca do zmiennej typu Pattern (interfejsu), demonstrując zasadę programowania do interfejsu. Następnie wyświetl trzy poniższe wiersze:

Pattern: [input pattern name]

Category: [category from getCategory()]

Purpose: [purpose from getPurpose()]

Otrzymasz jedno wejście: nazwę wzorca projektowego (String).

To wyzwanie utrwala kluczową myśl z lekcji: wzorce projektowe są uporządkowane w kategorie na podstawie problemów, które rozwiązują. Korzystając z interfejsu, ćwiczysz również zasadę „programowania do interfejsu, a nie implementacji” — podstawową koncepcję, dzięki której wzorce projektowe są tak potężne!

Spróbuj swoich sił

import java.util.Scanner;

class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        String patternName = scanner.nextLine();
        
        // TODO: Zadeklaruj zmienną typu Pattern (interfejsu)
        Pattern pattern = null;
        
        // TODO: Na podstawie patternName utwórz odpowiedni obiekt wzorca:
        // - "Singleton" i "Factory" to wzorce kreacyjne
        // - "Adapter" i "Decorator" to wzorce strukturalne
        // - "Observer" i "Strategy" to wzorce behawioralne
        
        // TODO: Wypisz wynik w następującym formacie:
        // Pattern: [nazwa wzorca podana na wejściu]
        // Category: [kategoria zwrócona przez getCategory()]
        // Purpose: [cel zwrócony przez getPurpose()]
    }
}