Что такое Поведенческие паттерны?

1️⃣ Как кратко ответить

Поведенческие паттерны — это шаблоны проектирования, которые определяют способы эффективного взаимодействия объектов и классов в программном обеспечении. Они помогают улучшить гибкость и расширяемость кода, обеспечивая более понятное и управляемое взаимодействие между компонентами системы.

2️⃣ Подробное объяснение темы

Поведенческие паттерны проектирования — это один из трех основных типов паттернов, наряду со структурными и порождающими. Они фокусируются на алгоритмах и распределении обязанностей между объектами, обеспечивая гибкость и простоту в изменении поведения системы.

Зачем нужны поведенческие паттерны?

1. Улучшение взаимодействия между объектами: Они помогают организовать взаимодействие между объектами так, чтобы уменьшить связанность и повысить гибкость.
2. Повышение повторного использования кода: Паттерны позволяют использовать проверенные решения для типичных задач, что ускоряет разработку и снижает количество ошибок.
3. Упрощение поддержки и расширения: Благодаря четкой структуре и разделению обязанностей, код становится проще в поддержке и расширении.

Где применяются поведенческие паттерны?

Поведенческие паттерны применяются везде, где необходимо организовать сложное взаимодействие между объектами. Это может быть разработка пользовательских интерфейсов, систем управления, игр, бизнес-приложений и других программных систем.

Как работают поведенческие паттерны?

Давайте рассмотрим несколько популярных поведенческих паттернов:

1. Observer (Наблюдатель): Этот паттерн используется, когда у вас есть один объект (наблюдаемый), который должен уведомлять другие объекты (наблюдатели) о своем состоянии. Например, в приложении для погоды, когда данные о погоде обновляются, все подписанные на эти данные виджеты получают уведомление и обновляют свое отображение.

   class Subject:
       def __init__(self):
           self._observers = []
   ​
       def attach(self, observer):
           self._observers.append(observer)
   ​
       def notify(self, message):
           for observer in self._observers:
               observer.update(message)
   ​
   class Observer:
       def update(self, message):
           print(f"Received message: {message}")
   ​
   subject = Subject()
   observer1 = Observer()
   observer2 = Observer()
   ​
   subject.attach(observer1)
   subject.attach(observer2)
   ​
   subject.notify("Weather update: Sunny")
   

2. Strategy (Стратегия): Этот паттерн позволяет определить семейство алгоритмов, инкапсулировать каждый из них и сделать их взаимозаменяемыми. Например, в приложении для сортировки данных можно использовать разные алгоритмы сортировки в зависимости от типа данных.

   class SortStrategy:
       def sort(self, data):
           raise NotImplementedError
   ​
   class QuickSort(SortStrategy):
       def sort(self, data):
           print("Sorting using quick sort")
           return sorted(data)
   ​
   class BubbleSort(SortStrategy):
       def sort(self, data):
           print("Sorting using bubble sort")
           return sorted(data)
   ​
   class Context:
       def __init__(self, strategy: SortStrategy):
           self._strategy = strategy
   ​
       def set_strategy(self, strategy: SortStrategy):
           self._strategy = strategy
   ​
       def sort_data(self, data):
           return self._strategy.sort(data)
   ​
   data = [5, 3, 8, 6]
   context = Context(QuickSort())
   print(context.sort_data(data))
   ​
   context.set_strategy(BubbleSort())
   print(context.sort_data(data))
   

3. Command (Команда): Этот паттерн превращает запросы в объекты, позволяя параметризовать методы с различными запросами, ставить запросы в очередь или логировать их. Например, в текстовом редакторе команды "копировать", "вставить" и "удалить" могут быть реализованы как объекты команд.

   class Command:
       def execute(self):
           raise NotImplementedError
   ​
   class CopyCommand(Command):
       def execute(self):
           print("Copying text")
   ​
   class PasteCommand(Command):
       def execute(self):
           print("Pasting text")
   ​
   class Editor:
       def __init__(self):
           self._commands = []
   ​
       def execute_command(self, command: Command):
           self._commands.append(command)
           command.execute()
   ​
   editor = Editor()
   editor.execute_command(CopyCommand())
   editor.execute_command(PasteCommand())