Введение в паттерны проектирования

Часть раздела Объектно-ориентированное программирование путешествия по Java на Coddy — урок 64 из 87.

Паттерны проектирования — это проверенные решения распространенных проблем, с которыми разработчики постоянно сталкиваются при создании программного обеспечения. Вместо того чтобы каждый раз изобретать велосипед, вы можете применять эти проверенные временем шаблоны для решения повторяющихся задач проектирования.

Думайте о паттернах проектирования как о чертежах. Они не предоставляют готовый код для копирования и вставки, но описывают, как структурировать ваши классы и объекты для решения определенного типа задач. Паттерны, которые вы изучите, используют концепции ООП, которые вы уже освоили: наследование, интерфейсы, полиморфизм и композицию.

Паттерны проектирования делятся на три основные категории:

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

Зачем изучать паттерны проектирования? Они дают вам общий словарь с другими разработчиками — фраза «используй здесь Factory» мгновенно передает сложную идею. Они также помогают писать более гибкий и поддерживаемый код, применяя такие принципы, как «программируйте на уровне интерфейса, а не реализации».

В следующих уроках вы реализуете несколько основных паттернов, начиная с порождающих паттернов, таких как Singleton и Factory, а затем перейдете к поведенческим паттернам, таким как Observer и Strategy.

Задание

Легко

Давайте создадим простой классификатор паттернов, который продемонстрирует ваше понимание трех категорий паттернов проектирования! Вы создадите систему, которая классифицирует паттерны и объясняет их назначение, распределив код по нескольким файлам.

Вам нужно создать три файла:

Pattern.java: Создайте интерфейс с именем Pattern, который определяет контракт для всех паттернов проектирования. Ваш интерфейс должен объявлять два метода: String getCategory(), который возвращает категорию паттерна (Creational, Structural или Behavioral), и String getPurpose(), который возвращает описание того, что делает эта категория паттернов.
PatternInfo.java: Создайте три класса, реализующих ваш интерфейс Pattern, каждый из которых представляет одну категорию паттернов проектирования:
CreationalPattern — должен возвращать "Creational" для категории и "How objects are created" для цели.

StructuralPattern — должен возвращать "Structural" для категории и "How objects are composed" для цели.

BehavioralPattern — должен возвращать "Behavioral" для категории и "How objects communicate" для цели.
Main.java: Соберите ваш классификатор паттернов воедино! Вы получите один входной параметр: имя паттерна (String), которое будет одним из следующих: "Singleton", "Factory", "Adapter", "Decorator", "Observer" или "Strategy".
На основе входных данных создайте соответствующий объект паттерна:
- "Singleton" и "Factory" — это Creational паттерны
- "Adapter" и "Decorator" — это Structural паттерны
- "Observer" и "Strategy" — это Behavioral паттерны
Сохраните объект паттерна в переменной типа Pattern (интерфейс), демонстрируя принцип программирования на уровне интерфейса. Затем выведите следующие три строки:

Pattern: [input pattern name]

Category: [category from getCategory()]

Purpose: [purpose from getPurpose()]

Вы получите один входной параметр: название паттерна проектирования (String).

Эта задача закрепляет ключевую мысль урока: паттерны проектирования организованы в категории в зависимости от того, какую проблему они решают. Используя интерфейс, вы также практикуете принцип «программирования на уровне интерфейса, а не реализации» — основную концепцию, которая делает паттерны проектирования такими мощными!

Шпаргалка

Паттерны проектирования — это проверенные решения распространенных проблем в разработке программного обеспечения. Они представляют собой чертежи, описывающие, как структурировать классы и объекты для решения определенных типов задач.

Паттерны проектирования делятся на три основные категории:

Категория	Цель	Примеры
Порождающие	Как создаются объекты	Singleton, Factory, Builder
Структурные	Как компонуются объекты	Adapter, Decorator, Composite
Поведенческие	Как объекты взаимодействуют	Observer, Strategy, Command

Паттерны проектирования обеспечивают общий словарь для разработчиков и помогают писать более гибкий и поддерживаемый код, применяя такие принципы, как «программируйте на уровне интерфейса, а не реализации».

Попробуйте сами

import java.util.Scanner;

class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        String patternName = scanner.nextLine();
        
        // TODO: Объявите переменную типа Pattern (интерфейс)
        Pattern pattern = null;
        
        // TODO: На основе patternName создайте соответствующий объект паттерна:
        // - "Singleton" и "Factory" — это порождающие (Creational) паттерны
        // - "Adapter" и "Decorator" — это структурные (Structural) паттерны
        // - "Observer" и "Strategy" — это поведенческие (Behavioral) паттерны
        
        // TODO: Выведите результат в следующем формате:
        // Pattern: [введенное имя паттерна]
        // Category: [категория из getCategory()]
        // Purpose: [назначение из getPurpose()]
    }
}