Что такое паттерн в java

Паттерны проектирования

Данной статьей мы начинаем серию статей, посвященных паттернам проектирования.

Статьи рассчитаны на тех, кто уже хорошо знает ООП.

Что такое паттерны в программировании

Ну, что ж, давайте сначала разберемся что такое паттерн. А затем плавно перейдем к такому понятию как «паттерны в программировании».

В программировании, хотя каждая задача и каждая программа уникальна, у многих из них все же есть общие черты. Разработчики заметили эти закономерности, и выделили те, что наиболее часто встречаются, в паттерны (шаблоны проектирования, шаблоны программирования). В паттернах предлагается в том числе наиболее оптимальные способы реализации той или иной задачи.

Теперь, вместо того чтобы выдумывать велосипед заново, можно воспользоваться знаниями людей, которые уже решали эти проблемы до нас. Таким образом:

ВАЖНО:

Мне надо знать паттерны?

Откуда они взялись

Хотя сама идея паттернов далеко не новая, популярной она стала после выхода книги «Приёмы объектно-ориентированного проектирования. Паттерны проектирования«. Это произошло в 1994 году. С тех пор мир захватила «шаблономания» 🙂

Какие они бывают

Есть основные три категории паттернов:

Эти шаблоны что-то создают. Например, «как создать объект, который нельзя изменить»? «Как создать класс, который будет создавать новые объекты других классов?»?

Отвечают за иерархию классов и интерфейсов. Например, «как заставить объекты с несовместимыми интерфейсами работа вместе»?

Помогает добиться нужного поведения от объектов. Например, «как сделать так, чтобы объекты одного класса следили за изменениями в других классах и реагировали на них»?

Из чего состоит паттерн?

А конкретнее?

Самыми-самыми «базовыми» шаблонами проектирования можно назвать следующие:

С них можно начинать изучение паттернов. Ниже в этой статье Вы найдете ссылочки на статьи по этим паттернам.

Что следует знать

Одинаковые ли шаблоны для всех языков программирования?

Да, в целом понятия паттернов не привязано к конкретному языку. Тем не менее, когда говорят о паттернах, чаще всего имеют ввиду объектно-ориентированные языки программирования.

Да, конечно. Останется только всем о нем рассказать 🙂

Это все, что мы хотели Вам рассказать в данной статье.

Статьи, посвященные конкретным паттернам, Вы найдете по этим ссылочкам:

Надеемся, наша статья была Вам полезна. Также есть возможность записаться на наши курсы. Детальнее у на сайте.

Источник

Что такое паттерн в java

Что такое «шаблон проектирования»?

Плюсы использования шаблонов:

Назовите основные характеристики шаблонов.

Типы шаблонов проектирования.

Приведите примеры основных шаблонов проектирования.

Приведите примеры порождающих шаблонов проектирования.

Приведите примеры структурных шаблонов проектирования.

Приведите примеры поведенческих шаблонов проектирования.

Что такое «антипаттерн»? Какие антипаттерны вы знаете?

Антипаттерн (anti-pattern) — это распространённый подход к решению класса часто встречающихся проблем, являющийся неэффективным, рискованным или непродуктивным.

Признаки появления и последствия антипаттерна

Инверсия абстракции (Abstraction inversion): Сокрытие части функциональности от внешнего использования, в надежде на то, что никто не будет его использовать.

Неопределённая точка зрения (Ambiguous viewpoint): Представление модели без спецификации её точки рассмотрения.

Большой комок грязи (Big ball of mud): Система с нераспознаваемой структурой.

Божественный объект (God object): Концентрация слишком большого количества функций в одной части системы (классе).

Затычка на ввод данных (Input kludge): Забывчивость в спецификации и выполнении поддержки возможного неверного ввода.

Раздувание интерфейса (Interface bloat): Разработка интерфейса очень мощным и очень сложным для реализации.

Волшебная кнопка (Magic pushbutton): Выполнение результатов действий пользователя в виде неподходящего (недостаточно абстрактного) интерфейса. Например, написание прикладной логики в обработчиках нажатий на кнопку.

Перестыковка (Re-Coupling): Процесс внедрения ненужной зависимости.

Дымоход (Stovepipe System): Редко поддерживаемая сборка плохо связанных компонентов.

Состояние гонки (Race hazard): непредвидение возможности наступления событий в порядке, отличном от ожидаемого.

Членовредительство (Mutilation): Излишнее «затачивание» объекта под определенную очень узкую задачу таким образом, что он не способен будет работать с никакими иными, пусть и очень схожими задачами.

Что такое Dependency Injection?

Источник

Шаблоны творческого проектирования на Java

Обзор

Модели создания

Шаблоны создания в Java, которые рассматриваются в этой статье, являются:

Заводской способ

Фабричный метод, также часто называемый Фабричным шаблоном, является широко используемым шаблоном проектирования, который управляет созданием объектов.

В этом шаблоне класс Factory создается как родительский класс всех подклассов, принадлежащих определенному логическому сегменту связанных классов.

Важно отметить, что подклассы не могут быть доступны без использования их соответствующей фабрики. Таким образом, их создание скрыто от клиента и зависит от фабрики.

Реализация:

Давайте построим небольшой, простой проект, чтобы продемонстрировать это.

Мы собираемся определить несколько классов, принадлежащих логическому сегменту, каждый из которых реализует один и тот же интерфейс. Затем мы собираемся создать фабрику для этих объектов.

Интерфейс имеет только один метод для удобства представления точки зрения.

Теперь давайте определим несколько классов, реализующих этот интерфейс, каждый по-своему:

Теперь, когда у нас есть группа классов, мы можем назначить для них фабрику:

Таким образом, у нас есть фабрика для создания экземпляров наших объектов заданным фабрикой способом, без прямого контакта с самими объектами.

Теперь давайте понаблюдаем за результатом.

Запуск этого фрагмента кода приведет к:

Абстрактная фабрика

Этот шаблон отвечает за создание всех других фабрик в качестве своих подклассов, точно так же, как фабрики отвечают за создание всех своих собственных подклассов.

Реализация:

Предыдущий пример может быть использован в качестве хорошей основы для этой реализации.

Определен новый интерфейс:

И, как обычно, несколько конкретных классов реализуют этот интерфейс:

Теперь давайте понаблюдаем за результатом:

Git Essentials

Ознакомьтесь с этим практическим руководством по изучению Git, содержащим лучшие практики и принятые в отрасли стандарты. Прекратите гуглить команды Git и на самом деле изучите это!

Запустив этот фрагмент кода, мы получаем:

Строитель

Шаблон компоновщика используется для пошагового создания конечных объектов для классов с огромным количеством полей или параметров. Это не очень полезно в небольших простых классах, в которых не так много полей, но сложные объекты трудно читать и поддерживать сами по себе.

Инициализация объекта с более чем несколькими полями с помощью конструктора является беспорядочной и подвержена человеческим ошибкам.

Реализация:

Давайте определим класс с несколькими полями:

Проблема очевидна – даже для такого маленького, простого класса, как этот, требуется большой и грязный конструктор.

Классы легко могут иметь значительно больше полей, чем это, что породило шаблон проектирования Builder.

Этот конструктор будет использоваться для создания наших объектов в чистом и удобочитаемом виде, в отличие от приведенного выше примера:

С помощью Builder все настройки, мы можем инициализировать Компьютер объекты:

Это гораздо более чистый и подробный способ, чем писать:

Прототип

Шаблон прототипа используется в основном для минимизации затрат на создание объектов, обычно когда крупномасштабные приложения создают, обновляют или извлекают объекты, которые требуют больших ресурсов.

Это делается путем копирования объекта после его создания и повторного использования копии объекта в последующих запросах, чтобы избежать выполнения другой операции, требующей больших ресурсов. Это зависит от решения разработчика, будет ли это полная или неглубокая копия объекта, хотя цель одна и та же.

Реализация:

Поскольку этот шаблон клонирует объекты, было бы уместно определить для них класс:

Теперь, как обычно, давайте определим несколько классов, которые расширяют Сотрудник :

На данный момент у нас есть все необходимое для класса на уровне данных, чтобы сохранять, обновлять и извлекать этих сотрудников для нас.

Хэш-таблица будет использоваться для имитации базы данных, а предопределенные объекты будут имитировать объекты, полученные с помощью запросов:

Чтобы понаблюдать за результатом:

Запуск этого фрагмента кода приведет к:

Синглтон

Одноэлементный шаблон обеспечивает существование только одного экземпляра объекта во всей JVM.

Это довольно простой шаблон, и он обеспечивает возможность доступа к этому объекту даже без его создания. Другие шаблоны проектирования используют этот шаблон, например шаблоны Абстрактной фабрики, конструктора и прототипа, которые мы уже рассмотрели.

Реализация:

Это довольно простая реализация одноэлементного класса:

Этот класс создает статический объект сам по себе, который представляет глобальный экземпляр.

Предоставляя частный конструктор, класс не может быть создан.

Статический метод getInstance() используется в качестве глобальной точки доступа для остальной части приложения.

В этот класс можно добавить любое количество общедоступных методов, но в этом учебнике нет необходимости.

Давайте определим некоторый код, который извлекает этот объект и запускает метод:

Выполнение этого кода приведет к:

Вывод

При этом все Шаблоны творческого проектирования в Java полностью описаны с рабочими примерами.

Источник

Использование класса Java Pattern в регулярных выражениях

Класс Java Pattern (java.util.regex.Pattern) является основной точкой доступа к API регулярных выражений. Всякий раз, когда вам нужно работать с ними, вы начинаете с классом Pattern.

Работа с выражениями также иногда упоминается как сопоставление с образцом. Регулярное выражение также иногда упоминается как Pattern (шаблон). Отсюда и название класса. Таким образом, термин сопоставление с образцом означает сопоставление выражения (образца) с текстом.

Класс Java Pattern можно использовать двумя способами.

Pattern.matches()

Самый простой способ проверить, соответствует ли шаблон тексту:

В этом примере Pattern.matches() выполняется поиск строки, на которую ссылается текстовая переменная, для вхождения слова «is», что позволяет указывать ноль или более символов до и после слова (две части шаблона *).

Метод хорош, если вам просто нужно проверить шаблон по тексту один раз, и настройки по умолчанию класса Pattern являются подходящими.

Pattern.compile()

Если вам нужно сопоставить текст с шаблоном регулярного выражения более одного раза, вам нужно создать экземпляр Pattern с помощью метода Pattern.compile():

Вы также можете использовать метод Pattern.compile() для компиляции Pattern с использованием специальных флагов:

Класс Java Pattern содержит список флагов (int-констант), которые вы можете использовать, чтобы заставить шаблонное поведение вести себя определенным образом. Используемый выше флаг заставляет сопоставление с образцом игнорировать регистр текста при сопоставлении. Для получения дополнительной информации о флагах, которые вы можете использовать с классом Java Pattern, см. JavaDoc для Pattern.

Pattern.matcher()

Как только получили экземпляр Pattern, можете использовать его для получения экземпляра Matcher. Он используется для поиска совпадений шаблона в текстах:

Класс Matcher имеет метод matcher(), который проверяет, соответствует ли шаблон тексту:

Matcher очень продвинутый и позволяет вам получить доступ к соответствующим частям текста различными способами.

Pattern.split()

Может разбивать текст на массив строк, используя выражение (шаблон) в качестве разделителя:

Этот пример разбивает текст в текстовой переменной на 5 отдельных строк. Каждая из гтъ включена в массив String, возвращаемый методом split(). Части текста, которые соответствуют разделителям, не включаются в возвращаемый массив String.

Pattern.pattern()

Метод просто возвращает строку шаблона, из которой был скомпилирован экземпляр Pattern:

В этом примере переменная pattern2 будет содержать значение sep, которое было значением, из которого был скомпилирован экземпляр Pattern.

Источник

Паттерны проектирования в JavaScript

Автор материала, перевод которого мы публикуем, говорит, что, начиная проект, к написанию кода приступают не сразу. В первую очередь определяют цель и границы проекта, затем — выявляют те возможности, которыми он должен обладать. Уже после этого либо сразу пишут код, либо, если речь идёт о достаточно сложном проекте, подбирают подходящие паттерны проектирования, которые ложатся в его основу. Этот материал посвящён паттернам проектирования в JavaScript. Он рассчитан, преимущественно, на начинающих разработчиков.

Что такое паттерн проектирования?

В сфере разработки программного обеспечения паттерн проектирования (design pattern) — это повторяемая архитектурная конструкция, представляющая собой решение проблемы проектирования в рамках некоторого часто возникающего контекста. Паттерны проектирования представляют собой обобщение опыта профессиональных разработчиков ПО. Паттерн проектирования можно рассматривать как некий шаблон, в соответствии с которым пишут программы.

Зачем нужны паттерны проектирования?

Многие программисты либо думают, что паттерны проектирования — это пустая трата времени, либо просто не знают о том, как применять их правильно. Однако использование подходящего паттерна может помочь в написании более качественного и понятного кода, который, за счёт понятности, легче будет поддерживать.

Самое важное здесь, пожалуй, то, что применение паттернов даёт разработчикам ПО нечто вроде словаря общеизвестных терминов, которые весьма полезны, например, при разборе чужого кода. Паттерны раскрывают предназначение тех или иных фрагментов программы для тех, кто пытается разобраться с устройством какого-нибудь проекта.

Например, если вы используете паттерн «Декоратор», это тут же сообщит новому программисту, пришедшему в проект, о том, какие именно задачи решает некий фрагмент кода и зачем он нужен. Благодаря этому такой программист сможет больше времени уделить практическим задачам, которые решает программа, а не попыткам понять её внутреннее устройство.

Теперь, когда мы разобрались с тем, что такое паттерны проектирования, и с тем, для чего они нужны, перейдём, собственно, к паттернам и к описанию их реализации с использованием JavaScript.

Паттерн «Модуль»

Модуль — это самостоятельный фрагмент кода, который можно изменять, не затрагивая другой код проекта. Модули, кроме того, позволяют избегать такого явления, как загрязнение областей видимости, благодаря тому, что они создают отдельные области видимости для объявляемых в них переменных. Модули, написанные для одного проекта, можно повторно использовать в других проектах, в том случае, если их механизмы универсальны и не привязаны к особенностям конкретного проекта.

Модули — это составная часть любого современного JavaScript-приложения. Они помогают поддерживать чистоту кода, способствуют разделению кода на осмысленные фрагменты и помогают его организовывать. В JavaScript существует множество способов создания модулей, одним из которых является паттерн «Модуль» (Module).

В отличие от других языков программирования, JavaScript не имеет модификаторов доступа. То есть, переменные нельзя объявлять как приватные или публичные. В результате паттерн «Модуль» используется ещё и для эмуляции концепции инкапсуляции.

Этот паттерн использует IIFE (Immediately-Invoked Functional Expression, немедленно вызываемое функциональное выражение), замыкания и области видимости функций для имитации этой концепции. Например:

После того, как этот код будет выполнен, myModule будет выглядеть следующим образом:

Паттерн «Открытый модуль»

Паттерн «Открытый модуль» (Revealing Module) представляет собой немного улучшенную версию паттерна «Модуль», которую предложил Кристиан Хейльманн. Проблема паттерна «Модуль» заключается в том, что нам приходится создавать публичные функции только для того, чтобы обращаться к приватным функциям и переменным.

В рассматриваемом паттерне мы назначаем свойствам возвращаемого объекта приватные функции, которые хотим сделать общедоступными. Именно поэтому данный паттерн и называют «Открытый модуль». Рассмотрим пример:

Применение этого паттерна упрощает понимание того, какие функции и переменные модуля общедоступны, что способствует улучшению читабельности кода.

После выполнения IIFE myRevealingModule выглядит так:

Рассмотрим преимущества паттерна «Открытый модуль» перед паттерном «Модуль»:

Модули в ES6

До выхода стандарта ES6 в JavaScript не было стандартного средства для работы с модулями, в результате разработчикам приходилось использовать сторонние библиотеки или паттерн «Модуль» для реализации соответствующих механизмов. Но с приходом ES6 в JavaScript появилась стандартная система модулей.

▍Экспорт модуля

Есть два способа экспорта функции или переменной, объявленной в модуле:

▍Импорт модуля

Так же, как существуют два способа экспорта, есть и два способа импорта модулей. Делается это с использованием ключевого слова import :

▍Псевдонимы для экспортируемых и импортируемых сущностей

Если имена экспортируемых в код функций или переменных могут вызвать коллизию, их можно изменить при экспорте или при импорте.

Для переименования сущностей при экспорте можно поступить так:

Для переименования сущностей при импорте используется такая конструкция:

Паттерн «Синглтон»

Паттерн «Синглтон» или «Одиночка» (Singleton) представляет собой объект, который может существовать лишь в единственном экземпляре. В рамках применения этого паттерна новый экземпляр некоего класса создаётся в том случае, если он пока не создан. Если же экземпляр класса уже существует, то, при попытке обращения к конструктору, возвращается ссылка на соответствующий объект. Последующие вызовы конструктора всегда будут возвращать тот же самый объект.

Фактически, то, что мы называем паттерном «Синглтон», имелось в JavaScript всегда, но называют это не «Синглтоном», а «объектным литералом». Рассмотрим пример:

Паттерн «Синглтон» можно реализовать с использованием функции-конструктора. Выглядит это так:

Паттерн «Синглтон» можно реализовать с использованием паттерна «Модуль». Например:

Паттерн «Фабрика»

Паттерн «Фабрика» (Factory) использует для создания объектов так называемые «фабричные методы». При этом не требуется указывать классы или функции-конструкторы, которые применяются для создания объектов.

Этот паттерн используется для создания объектов в случаях, когда не нужно делать общедоступной логику их создания. Паттерн «Фабрика» может быть использован в том случае, если нужно создавать различные объекты в зависимости от специфических условий. Например:

Паттерн «Декоратор»

Паттерн «Декоратор» (Decorator) используется для расширения функционала объектов без модификации существующих классов или функций-конструкторов. Этот паттерн можно использовать для добавления к объектам неких возможностей без модификации кода, который ответственен за их создание.

Вот простой пример использования этого паттерна:

Рассмотрим теперь практический пример применения этого паттерна. Предположим, стоимость автомобилей зависит от их особенностей, от имеющихся у них дополнительных функций. Без использования паттерна «Декоратор» нам, для описания этих автомобилей, пришлось бы создавать разные классы для разных комбинаций этих дополнительных функций, в каждом из которых присутствовал бы метод для нахождения стоимости автомобиля. Например, это может выглядеть так:

После этого можно узнать стоимость автомобиля в улучшенной комплектации:

Итоги

В этом материале мы разобрали несколько паттернов проектирования, используемых в JavaScript, но, на самом деле, за рамками нашего разговора осталось ещё очень много паттернов, которые могут применяться для решения широкого круга задач.

В то время как знание различных паттернов проектирования важно для программиста, не менее важно и их уместное использование. Зная о паттернах и о сфере их применения, программист, анализируя стоящую перед ним задачу, может понять, какой именно паттерн способен помочь её решить.

Уважаемые читатели! Какими паттернами проектирования вы пользуетесь чаще всего?

Источник