Шаблоны проектирования java книга

Шаблоны проектирования в JavaScript

Возможно, вы уже знакомы с такими фреймворками/библиотеками как ReactJS, Angular или jQuery, но знаете ли вы, зачем они были созданы? Какую проблему решают? Какой шаблон проектирования используют? Шаблоны проектирования очень важно знать, и, могу предположить, некоторые из разработчиков-самоучек могли их пропустить. Так что же такое шаблоны проектирования? Что они делают? Как мы можем их использовать? Почему их следует использовать?

Что такое шаблоны проектирования и зачем их использовать?

В разработке программного обеспечения, шаблон проектирования является основным многоразовым решением общей проблемы в рамках данного контекста. Это не готовый макет, который может быть трансформирован непосредственно в источник или машинный код. Это описание или шаблон того, как решить проблему, которая может возникнуть в различных ситуациях. Шаблоны проектирования — это принявшие устойчивую форму лучшие практики, которые программист может использовать для решения общих проблем при разработке приложения или системы.

Шаблоны проектирования — проверенный способ для решения проблем. Они не включают в себя такие очевидные вещи, как использование for loop для перебора элементов массива. Их используют для решения более сложных проблем, с которыми мы сталкиваемся при разработке больших приложений.

Некоторые из плюсов использования шаблонов проектирования:

• Не нужно изобретать велосипед (ленивый программист => хороший программист)
• Находишь общий язык с разработчиками
• Выглядишь круто и профессионально
• Если ты самоучка, то это поможет тебе изрядно выделиться среди конкурентов
• Эти шаблоны проходят сквозь все языки программирования

Типы шаблонов и примеры некоторых из них

Порождающие шаблоны (Creational): создание новых объектов.

1. Конструктор (Constructor)
2. Модульный (Module)
3. Фабрика (Factory)
4. Синглтон(Singletion)

Структурные шаблоны(Structural): упорядочивают объекты.

Поведенческие (Behavioral): как объекты соотносятся друг с другом.

1. Наблюдатель(Observer)
2. Посредник(Mediator)
3. Команда(Command)

Порождающее шаблоны

Эти шаблоны используются для создания новых объектов.

Constructor

Создает новые объекты в их собственной области видимости.

Module

Используйте для инкапсуляции методов.

Factory

Используйте для того, чтоб упростить создание объектов, проще генерировать экземпляры объектов, не требует использования конструктора.

Singleton

Используйте для того, чтобы ограничиться одним экземпляром объекта.

Несмотря на то, что Синглтон действительно имеет применение, обычно, если мы замечаем, что он необходим нам в JavaScript, это признак того, что следует переоценить наш дизайн.

Обычно это свидетельствует о том, что модули в системе либо тесно связаны, либо, что эта логика чрезмерно распространена по всем частям кода. Синглтон сложнее тестировать из-за проблем связанных с скрытыми зависимостями, сложностью с созданием нескольких экземпляров, трудностями в установлении зависимостей и т.д.

Структурные шаблоны

Как создаются объекты и какие взаимоотношения между ними. Расширяет или упрощает функциональность.

Decorator

Используйте, чтоб добавлять новую функциональность объектам (Расширяет функциональность).

Facade

Используйте для создания простого интерфейса (упрощает функциональность, как например jQuery).

Поведенческие шаблоны

Распределяют обязанности между объектами и тем, как они сообщаются.

Observer

Позволяет объектам наблюдать за объектами и быть оповещенными об изменениях.

Mediator

Один объект контролирует сообщение между объектами, поэтому объекты не сообщаются друг с другом на прямую.

Command

Инкапсулирует вызов метода в один объект.

Фуух, сколько этих шаблонов… Я надеюсь, вы еще здесь, потому что у нас осталось еще 22 шаблона для рассмотрения. Шучу, это все! Но есть еще шаблоны, которые следует изучить, поэтому я добавлю ссылки для тех, кто хочет узнать об этом побольше.

CodePen с примерами из этой статьи: JS Design Patterns Pen.

Отличная книга о шаблонах проектирования в javaScript: Learning JS Design Patterns.

Pluralsight курс о шаблонах проектирования JS : Practical Design Patterns in JS.

Top 5 Design Patterns Books for Java Developers — Best of Lot

Design patterns are an essential topic for object-oriented programmers, like Java and C++ developers. It becomes even more important as your experience grows because everybody starts expecting a lot more from you in terms of writing quality code. I often receive emails from intermediate and senior Java developers about progressing to the next level, like how to become Tech Lead, Team Lead, or a software architect; knowledge of design patterns play an important role in taking more technical responsibility. While the GoF book is the bible for object-oriented design patterns, in my opinion, it is a bit too dry and academic.

Many of you might have already read it, but I doubt you have enjoyed it a lot. The first real book I read on the design pattern was the head first book. It’s full of exciting stories, cartoons, UML diagrams, fireside chats to analyze the pros and cons of each design pattern, fill in the blanks, exercise, and most importantly, some non-trivial code examples.

Another good thing is that instead of focusing on all the patterns, it focuses on a good set of core patterns, like Decorator, Observer, Factory, Command, Strategy, and Facade patterns.

I also found that the Head First book is far accessible than the GoF book. It’s a great book and quite informative, but it’s not the best read. Since now I have read several books on design patterns, I kind of know which are the best books and why and this list is a collection of that experience. You can choose one or a couple of books to refresh your knowledge on design patterns or start learning them from scratch.

Top 5 Design Patterns Books for Java Programmers

So, what are we waiting for, here is my collection of some of the best books to learn object-oriented design pattern and general design patterns in Java JEE developers.

1. Head First Design Patterns

This is probably the best book if you are a Java developer of 2 to 3 years of experience and never heard of the design pattern. You can start learning and making sense of them after reading this book. It introduces a design pattern by first explaining the problem and how the design pattern solves the problem. It is not academic and, instead, much more readable.

You will learn about some of the most important design patterns, like the Decorator, Command pattern, Facade pattern, and Observer pattern. The book is now celebrating its 10th Anniversary, first launched in 2004 and now also updated for Java 8. If you want to purchase just one book to learn the design pattern, then this should be the one.

The only problem with this book is that it doesn’t cover all the design patterns. So, if you want to learn more patterns after reading this book, I suggest you take a look at the Design Pattern Library course on Pluralsight. It’s very comprehensive and provides interactive, real-world examples to understand many more design patterns.

2. Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software

This is the classic GOF design pattern book, which is referred to everywhere. This is the first book which compiled the list of 24 objects oriented pattern and instantly got popular. This can be an excellent reference book of a design pattern as it covers all of them and probably in the most detailed way.

The only thing I didn’t like about this book is that it’s not very readable, which means you will get tired after reading a couple of pages. On the other hand, you can read many chapters in one go on the previous book like Head First Design Patterns.

In case, you have some trouble understanding the text, you can combine this book with the From 0 to 1: Design Patterns — 24 That Matter — In Java course from Udemy, which also covers all of these design patterns. After joining that course and reading this book, my understanding of design patterns improved significantly.

3. Head First Object-Oriented Analysis and Design

This is another excellent book on object-oriented analysis and design from the Head First series and of my all-time favorite. If you can read this book before reading the Head First design pattern. This will teach you OOP basics like why composition is better than Inheritance and why should you program for interfaces then implementation.

You should actually read this book before reading any book on Design pattern because it will teach you object-oriented basics which is the core of any design principle and patterns. If you have a good idea of what is a class, object, function, and how to use Abstraction, Inheritance, Polymorphism, and Encapsulation, you can understand any pattern.

In order to get the best result, I also suggest you combine this book with the Master Object-Oriented Design in Java — Homework + Solutions course from Udemy. I have personally tried that it works really great. The course also provides a lot of practice material that you can use to reinforce the concept you learned in the book and vice-versa.

If you want to have a quick look at design principles, you can also check my post about 10 essential Object-oriented principles for programmers here.

4. UML for Java Programmers By Uncle Bob

The UML is an essential skill for any serious Object-oriented programmers, particularly for Java programmers, Why? Because one picture is worth of thousand words, and UML lets you convey the design, which is in your mind to all team members.

When you use UML to design your system, you will also gaps and issues in your design early, and you can address them without rewriting your code. It also helps you to develop design skills and improves the clarity of thinking.

The UML for Java programmers by Uncle Bob is what you need to know about UML. It also comes with some design problems, like designing a coffee machine, similar to our Vending machine design problem.

5. Java EE Patterns and Best Practices

That’s all in this list of a couple of good books to learn design patterns in Java. If you’re looking to learn them, nothing’s better than Head First Design Patterns — it’s not such an excellent reference text, though. I wouldn’t get too hung up on design patterns. As most of the good ones, you’ll write anyhow if you’re a good software developer.

Bad developers may follow the book and turn simple problems into disaster areas. In the era of online courses, you can also combine these books with The Java Design Patterns Masterclass, one of my favorite courses to learn patterns. He really explains patterns well.

P. S. — If you like free resources and looking for an excellent free online course to learn the Design Pattern in-depth, you can also see Java Design Patterns and Architecture, a free course on Udemy. It’s completely free, you don’t need to pay for anything. All you need is to create a Udemy account to access this course.

P. P. S. — One book which is not included in this list becuase I found it later is the Design Patterns in Java by Steven Metsker and William C. Wake. It’s an awesome book that teaches you design patterns with the learn-by-doing method. There is no book like this which present you scenarios and ask how do you solve this using a particular design pattern. If you really want to master the design pattern, I highly recommend this book as well.

Шаблоны проектирования простым языком. Часть первая. Порождающие шаблоны

Шаблоны проектирования простым языком. Часть первая. Порождающие шаблоны

Переводы , 1 июня 2017 в 12:14

Шаблоны проектирования — это руководства по решению повторяющихся проблем. Это не классы, пакеты или библиотеки, которые можно было бы подключить к вашему приложению и сидеть в ожидании чуда. Они скорее являются методиками, как решать определенные проблемы в определенных ситуациях.

Википедия описывает их следующим образом:

Шаблон проектирования, или паттерн, в разработке программного обеспечения — повторяемая архитектурная конструкция, представляющая собой решение проблемы проектирования, в рамках некоторого часто возникающего контекста.

Будьте осторожны

• шаблоны проектирования не являются решением всех ваших проблем;
• не пытайтесь использовать их в обязательном порядке — это может привести к негативным последствиям. Шаблоны — это подходы к решению проблем, а не решения для поиска проблем;
• если их правильно использовать в нужных местах, то они могут стать спасением, а иначе могут привести к ужасному беспорядку.

Также заметьте, что примеры ниже написаны на PHP 7. Но это не должно вас останавливать, ведь принципы остаются такими же.

Типы шаблонов

Шаблоны бывают следующих трех видов:

Если говорить простыми словами, то это шаблоны, которые предназначены для создания экземпляра объекта или группы связанных объектов.

Порождающие шаблоны — шаблоны проектирования, которые абстрагируют процесс инстанцирования. Они позволяют сделать систему независимой от способа создания, композиции и представления объектов. Шаблон, порождающий классы, использует наследование, чтобы изменять наследуемый класс, а шаблон, порождающий объекты, делегирует инстанцирование другому объекту.

Существуют следующие порождающие шаблоны:

Простая фабрика (Simple Factory)

В объектно-ориентированном программировании (ООП), фабрика — это объект для создания других объектов. Формально фабрика — это функция или метод, который возвращает объекты изменяющегося прототипа или класса из некоторого вызова метода, который считается «новым».

Пример из жизни: Представьте, что вам надо построить дом, и вам нужны двери. Было бы глупо каждый раз, когда вам нужны двери, надевать вашу столярную форму и начинать делать дверь. Вместо этого вы делаете её на фабрике.

Простыми словами: Простая фабрика генерирует экземпляр для клиента, не раскрывая никакой логики.

Перейдем к коду. У нас есть интерфейс Door и его реализация:

Затем у нас есть наша DoorFactory , которая делает дверь и возвращает её:

И затем мы можем использовать всё это:

Когда использовать: Когда создание объекта — это не просто несколько присвоений, а какая-то логика, тогда имеет смысл создать отдельную фабрику вместо повторения одного и того же кода повсюду.

Фабричный метод (Fabric Method)

Фабричный метод — порождающий шаблон проектирования, предоставляющий подклассам интерфейс для создания экземпляров некоторого класса. В момент создания наследники могут определить, какой класс создавать. Иными словами, данный шаблон делегирует создание объектов наследникам родительского класса. Это позволяет использовать в коде программы не специфические классы, а манипулировать абстрактными объектами на более высоком уровне.

Пример из жизни: Рассмотрим пример с менеджером по найму. Невозможно одному человеку провести собеседования со всеми кандидатами на все вакансии. В зависимости от вакансии он должен распределить этапы собеседования между разными людьми.

Простыми словами: Менеджер предоставляет способ делегирования логики создания экземпляра дочерним классам.

Spectrum, Екатеринбург, от 65 000 до 100 000 ₽

Перейдём к коду. Рассмотрим приведенный выше пример про HR-менеджера. Изначально у нас есть интерфейс Interviewer и несколько реализаций для него:

Теперь создадим нашего HiringManager :

И теперь любой дочерний класс может расширять его и предоставлять необходимого интервьюера:

Когда использовать: Полезен, когда есть некоторая общая обработка в классе, но необходимый подкласс динамически определяется во время выполнения. Иными словами, когда клиент не знает, какой именно подкласс ему может понадобиться.

Абстрактная фабрика (Abstract Factory)

Абстрактная фабрика — порождающий шаблон проектирования, предоставляет интерфейс для создания семейств взаимосвязанных или взаимозависимых объектов, не специфицируя их конкретных классов. Шаблон реализуется созданием абстрактного класса Factory, который представляет собой интерфейс для создания компонентов системы (например, для оконного интерфейса он может создавать окна и кнопки). Затем пишутся классы, реализующие этот интерфейс.

Пример из жизни: Расширим наш пример про двери из простой фабрики. В зависимости от ваших нужд вам понадобится деревянная дверь из одного магазина, железная дверь — из другого или пластиковая — из третьего. Кроме того, вам понадобится соответствующий специалист: столяр для деревянной двери, сварщик для железной двери и так далее. Как вы можете заметить, тут есть зависимость между дверьми.

Простыми словами: Фабрика фабрик. Фабрика, которая группирует индивидуальные, но связанные/зависимые фабрики без указания их конкретных классов.

Обратимся к коду. Используем пример про двери. Сначала у нас есть интерфейс Door и несколько его реализаций:

Затем у нас есть несколько DoorFittingExpert для каждого типа дверей:

Теперь у нас есть DoorFactory , которая позволит нам создать семейство связанных объектов. То есть фабрика деревянных дверей предоставит нам деревянную дверь и эксперта по деревянным дверям. Аналогично для железных дверей:

Как вы можете заметить, фабрика деревянных дверей инкапсулирует столяра и деревянную дверь, а фабрика железных дверей инкапсулирует железную дверь и сварщика. Это позволило нам убедиться, что для каждой двери мы получим нужного нам эксперта.

Когда использовать: Когда есть взаимосвязанные зависимости с не очень простой логикой создания.

Строитель (Builder)

Строитель — порождающий шаблон проектирования, который предоставляет способ создания составного объекта. Предназначен для решения проблемы антипаттерна «Телескопический конструктор».

Пример из жизни: Представьте, что вы пришли в McDonalds и заказали конкретный продукт, например, БигМак, и вам готовят его без лишних вопросов. Это пример простой фабрики. Но есть случаи, когда логика создания может включать в себя больше шагов. Например, вы хотите индивидуальный сэндвич в Subway: у вас есть несколько вариантов того, как он будет сделан. Какой хлеб вы хотите? Какие соусы использовать? Какой сыр? В таких случаях на помощь приходит шаблон «Строитель».

Простыми словами: Шаблон позволяет вам создавать различные виды объекта, избегая засорения конструктора. Он полезен, когда может быть несколько видов объекта или когда необходимо множество шагов, связанных с его созданием.

Давайте я покажу на примере, что такое «Телескопический конструктор». Когда-то мы все видели конструктор вроде такого:

Как вы можете заметить, количество параметров конструктора может резко увеличиться, и станет сложно понимать расположение параметров. Кроме того, этот список параметров будет продолжать расти, если вы захотите добавить новые варианты. Это и есть «Телескопический конструктор».

Перейдем к примеру в коде. Адекватной альтернативой будет использование шаблона «Строитель». Сначала у нас есть Burger , который мы хотим создать:

Затем мы берём «Строителя»:

Когда использовать: Когда может быть несколько видов объекта и надо избежать «телескопического конструктора». Главное отличие от «фабрики» — это то, что она используется, когда создание занимает один шаг, а «строитель» применяется при множестве шагов.

Прототип (Prototype)

Задаёт виды создаваемых объектов с помощью экземпляра-прототипа и создаёт новые объекты путём копирования этого прототипа. Он позволяет уйти от реализации и позволяет следовать принципу «программирование через интерфейсы». В качестве возвращающего типа указывается интерфейс / абстрактный класс на вершине иерархии, а классы-наследники могут подставить туда наследника, реализующего этот тип.

Пример из жизни: Помните Долли? Овечка, которая была клонирована. Не будем углубляться, главное — это то, что здесь все вращается вокруг клонирования.

Простыми словами: Прототип создает объект, основанный на существующем объекте при помощи клонирования.

То есть он позволяет вам создавать копию существующего объекта и модернизировать его согласно вашим нуждам, вместо того, чтобы создавать объект заново.

Обратимся к коду. В PHP это может быть легко реализовано с использованием clone :

Затем он может быть клонирован следующим образом:

Также вы можете использовать волшебный метод __clone для изменения клонирующего поведения.

Когда использовать: Когда необходим объект, похожий на существующий объект, либо когда создание будет дороже клонирования.

Одиночка (Singleton)

Одиночка — порождающий шаблон проектирования, гарантирующий, что в однопроцессном приложении будет единственный экземпляр некоторого класса, и предоставляющий глобальную точку доступа к этому экземпляру.

Пример из жизни: В стране одновременно может быть только один президент. Один и тот же президент должен действовать, когда того требуют обстоятельства. Президент здесь является одиночкой.

Простыми словами: Обеспечивает тот факт, что создаваемый объект является единственным объектом своего класса.

Вообще шаблон одиночка признан антипаттерном, необходимо избегать его чрезмерного использования. Он необязательно плох и может иметь полезные применения, но использовать его надо с осторожностью, потому что он вводит глобальное состояние в ваше приложение и его изменение в одном месте может повлиять на другие части приложения, что вызовет трудности при отладке. Другой минус — это то, что он делает ваш код связанным.

Прим. перев. Подробнее о подводных камнях шаблона одиночка читайте в нашей статье.

Перейдем к коду. Чтобы создать одиночку, сделайте конструктор приватным, отключите клонирование и расширение и создайте статическую переменную для хранения экземпляра:

Паттерны проектирования — Наблюдатель

Сегодня мы поговорим о паттернах проектирования и в частности о таком паттерне как наблюдатель. Иногда Вы можете встретить термин шаблоны проектирования. Это одно и тоже.

Паттерны проектирования — одни из самых важных инструментов разработчика. Они демонстрируют лучшие решения для задач реальной жизни языком программирования.

Можно писать код и без паттернов и никогда о них не задумываться, но в жизни каждого разработчика наступает момент, когда можно решить задачу «в лоб» без использования лучших практик, или же посмотреть, как эту задачу уже решали до Вас. Именно это и есть шаблоны проектирования. Они и есть лучшие практики задач, которые решались задолго до Вас.

Есть очень много шаблонов проектирования. Учить их все необязательно да и просто затруднительно. Нужно знать, что они есть и при необходимости — воспользоваться ими.

Сегодня я покажу паттерн наблюдатель или Observer, на английском. Это очень популярный и известный шаблон проектирования в программировании.

Вы наверняка знаете что такое лента новостей. Самые первые ленты новостей были RSS новости. Это когда читатели подписываются на обновления сайта и им автоматически поступают в ленту новые статьи, на которые они подписаны. Сейчас, наверное проще объяснить на примерах фейсбука и твиттера. Вы подписываетесь на обновление определенного аккаунта и видите его новые статьи или видео. Вот это и есть наблюдатель в реальной жизни.

Наблюдатель решает проблему автор/подписчик, когда один автор может иметь одного или много подписчиков.

Наблюдатель — это паттерн поведения. Для справки, согласно общепринятым нормам паттерны разделены на категории:

• порождающие паттерны;
• паттерны поведения;
• структурные паттерны.

Если говорить простым языком — когда один объект изменяет свое состояние, все его подчиненные объекты оповещаются автоматически.

Ниже представлена классическая диаграмма паттерна наблюдатель:

Идея данного шаблона проста. Один или несколько Наблюдателей (Observer на диаграмме) заинтересован в состоянии Объекта (Subject). Он подписывается на объект. Если в Объекте происходит то, что может быть интересно Наблюдателю — ему отправляется оповещение об изменении. Когда Наблюдателю больше не интересно состояние Объекта — он может отписаться от оповещений.

Эта схема примечательна тем, что для того, чтобы передать данные к наблюдателям Объекту не нужно знать кто они. Это уменьшает связывание кода, что делает разработку более гибкой, а код легко читаемым.

Вы уже пользовались наблюдателем но не догадывались об этом. Если Вы использовали GUI библиотеки такие как Swing, AWT, JavaFX, то наверняка «навешивали» ActionListener на кнопки или поля. Это и есть реализация наблюдателя. Когда кнопка изменяет свое состояние — в приложении срабатывает специальный метод, который подписан на изменение этой кнопки.

Так как тема сайта язык Java я покажу пример наблюдателя на джава. Дело в том, что данный шаблон уже реализован в стандартной библиотеке java и Вам не нужно «изобретать велосипед», чтобы воспользоваться этим паттерном.

Для того, чтобы сделать класс наблюдаемым нужно унаследовать его от класса Observable. Для отправки оповещения подписчикам нужно вызвать метод setChanged(). Я взял достаточно простую предметную область. Допустим у меня есть система, где пользователи заводят блог, а читатели выбирают интересные блоги и подписываются на новые статьи. Очень напоминает WordPress. Разумеется, что все очень упрощенно. Когда в блоге появляется новая статья — подписчики должны получить уведомление. Сейчас неважно как будет отправлено оповещение. Это может быть почта, соц сети, оповещение в браузере. Для нашего примера сделаем просто вывод в консоль.