12.3. Проектные паттерны

Попытки повторно использовать действующие компоненты постоянно ограничиваются конкретными решениями, принятыми системными разработчиками. Решения могут относиться к отдельным алгоритмам, используемым при реализации компонентов, к объектам и к типам данных в интерфейсах компонентов. Если решения противоречат конкретным требованиям к компонентам, то повторное использование компонентов либо невозможно, либо делает систему неэффективной.

Один из способов решения данной проблемы – повторное использование более абстрактных структур, не содержащих деталей реализации. Такие структуры разрабатываются специально для того, чтобы соответствовать определенному приложению. Первые реализации этого подхода привели к документированию и опубликованию фундаментальных алгоритмов, а затем к документированию абстрактных типов данных, таких как стеки, деревья и списки. Совсем недавно такой способ повторного использования обобщен в понятии паттерна.

Проектные паттерны (design patterns) появились из идей, выдвинутых Кристофером Александером (Alexander), который предложил удобные и эффективные обобщенные паттерны разработки конкретных проектов. Паттерн – это описание проблемы и метода ее решения, позволяющее в дальнейшем использовать это решение в разных условиях. Паттерн не является детальной спецификацией. Скорее, он представляет собой описание, в котором аккумулированы знания и опыт. Паттерн – гарантированное решение общей проблемы.

При создании ПО проектные паттерны всегда связаны с объектно-ориентированным проектированием. Чтобы обеспечить всеобщность, паттерны часто используют такие объектно-ориентированные понятия, как наследование и полиморфизм. Однако общий принцип использования паттернов одинаково применим при любом подходе к проектированию ПО.

Существует четыре основных элемента проектного паттерна.

1. Содержательное имя, которое является ссылкой на паттерн.

2. Описание проблемной области с перечислением всех ситуаций, в которых можно использовать паттерн.

3. Описание решений с отдельным описанием различных частей решения и их взаимоотношений. Это не описание конкретного проекта, а шаблон проектных решений, который можно использовать различными способами. В описании решений часто используются графические представления, которые показывают взаимоотношения между объектами и классами объектов в данном решении.

4. Описание "выходных" результатов – это описание результатов и компромиссов, необходимых для применения паттерна. Обычно используется для того, чтобы помочь разработчикам оценить конкретную ситуацию и выбрать для нее наиболее подходящий паттерн.