Введение в паттерны проектирования

Часть раздела Объектно-ориентированное программирование путешествия по C# на Coddy — урок 51 из 70.

Паттерны проектирования — это проверенные решения распространенных проблем, с которыми разработчики постоянно сталкиваются при создании программного обеспечения. Вместо того чтобы каждый раз изобретать велосипед, паттерны дают нам общий словарь и проверенные подходы к структурированию кода.

Представляйте паттерны проектирования как чертежи. Они не дают вам готовый код для копирования, но описывают, как организовать классы и объекты для решения конкретных задач. Когда кто-то говорит «используй здесь паттерн Factory», опытные разработчики сразу понимают предлагаемую общую структуру.

Паттерны проектирования делятся на три основные категории:

Категория	Назначение	Примеры
Порождающие	Как создаются объекты	Singleton, Factory
Структурные	Как компонуются объекты	Adapter, Decorator
Поведенческие	Как объекты взаимодействуют	Observer, Strategy

Паттерны, которые мы рассмотрим, напрямую опираются на уже изученные вами концепции ООП — интерфейсы, наследование, полиморфизм и композицию. Каждый паттерн использует эти основы определенным образом для достижения гибкости, удобства сопровождения или возможности повторного использования.

В следующих уроках вы реализуете несколько основных паттернов, начиная с Singleton, Factory, Observer и Strategy. Понимание этих паттернов поможет вам распознавать распространенные решения в существующих кодовых базах и принимать более обоснованные архитектурные решения в собственных проектах.

Задание

Легко

Давайте создадим простую систему каталога паттернов, которая организует информацию о паттернах проектирования в нескольких файлах. Это поможет вам понять, как классифицируются паттерны, одновременно практикуя правильную организацию кода.

Вы создадите три файла для разделения различных зон ответственности:

Pattern.cs: Определите класс Pattern в пространстве имен Patterns, который представляет собой один паттерн проектирования. Каждый паттерн должен иметь свойства Name, Category (Creational, Structural или Behavioral) и Description. Включите метод GetSummary(), который возвращает отформатированную строку: [{Category}] {Name}: {Description}
PatternCatalog.cs: Создайте класс PatternCatalog в пространстве имен Patterns, который управляет коллекцией паттернов. Ваш каталог должен иметь возможность добавлять паттерны и содержать метод GetPatternsByCategory(string category), который возвращает список всех паттернов, соответствующих этой категории. Также включите метод GetAllSummaries(), который возвращает список строк с описанием всех паттернов в каталоге.
Program.cs: Объедините все вместе, создав каталог и заполнив его паттернами на основе входных данных. Затем отобразите паттерны, отфильтрованные по категории.

Вы получите следующие входные данные:

Количество паттернов для добавления
Для каждого паттерна: три строки, содержащие название (name), категорию (category) и описание (description)
Категория для фильтрации

После добавления всех паттернов в каталог выведите сводки паттернов, соответствующих категории фильтра, по одной в строке. Если подходящих паттернов не найдено, выведите No patterns found.

Например, если входные данные следующие:

3
Singleton
Creational
Ensures only one instance exists
Observer
Behavioral
Notifies dependents of state changes
Factory
Creational
Creates objects without specifying exact class
Creational

Вывод должен быть таким:

[Creational] Singleton: Ensures only one instance exists
[Creational] Factory: Creates objects without specifying exact class

Эта задача демонстрирует, как организация связанных классов в отдельные файлы делает вашу кодовую базу чистой и удобной в сопровождении — этот принцип станет еще более важным, когда вы начнете реализовывать реальные паттерны проектирования в следующих уроках!

Шпаргалка

Паттерны проектирования — это проверенные решения распространенных проблем в разработке программного обеспечения. Они представляют собой шаблоны для организации классов и объектов, а не готовый код для копирования.

Паттерны проектирования делятся на три основные категории:

Категория	Назначение	Примеры
Порождающие	Как создаются объекты	Singleton, Factory
Структурные	Как компонуются объекты	Adapter, Decorator
Поведенческие	Как объекты взаимодействуют	Observer, Strategy

Паттерны проектирования основываются на концепциях ООП, таких как интерфейсы, наследование, полиморфизм и композиция, для достижения гибкости, поддерживаемости и возможности повторного использования.

Попробуйте сами

using System;
using System.Collections.Generic;
using Patterns;

class Program
{
    public static void Main(string[] args)
    {
        // Прочитать количество паттернов
        int n = Convert.ToInt32(Console.ReadLine());
        
        // Создать новый PatternCatalog
        PatternCatalog catalog = new PatternCatalog();
        
        // TODO: Прочитать детали каждого паттерна (имя, категория, описание)
        // и добавить их в каталог
        for (int i = 0; i < n; i++)
        {
            string name = Console.ReadLine();
            string category = Console.ReadLine();
            string description = Console.ReadLine();
            
            // TODO: Создать Pattern и добавить его в каталог
        }
        
        // Прочитать категорию для фильтрации
        string filterCategory = Console.ReadLine();
        
        // TODO: Получить паттерны по категории фильтра
        // и вывести их краткое описание
        // Если паттерны не найдены, вывести "No patterns found"
    }
}