Какие знаешь паттерны проектирования

1️⃣ Как кратко ответить

Паттерны проектирования — это повторяющиеся решения общих проблем в проектировании программного обеспечения. Основные категории: порождающие (например, Singleton, Factory Method, Abstract Factory), структурные (например, Adapter, Composite, Decorator) и поведенческие (например, Observer, Strategy, Command).

2️⃣ Подробное объяснение темы

Паттерны проектирования — это шаблоны решений для часто встречающихся проблем в разработке программного обеспечения. Они помогают разработчикам создавать более гибкие, понятные и поддерживаемые системы. Паттерны не являются готовыми решениями, а скорее руководствами, которые можно адаптировать под конкретные задачи.

Порождающие паттерны

Эти паттерны связаны с созданием объектов. Они помогают абстрагировать процесс инстанцирования, что делает систему более гибкой и независимой от конкретных классов объектов.

• Singleton: Гарантирует, что у класса есть только один экземпляр, и предоставляет глобальную точку доступа к нему. Используется, когда нужно контролировать доступ к какому-то ресурсу, например, к базе данных.

  class Singleton {
  public:
      static Singleton& getInstance() {
          static Singleton instance; // Создается только один раз
          return instance;
      }
  private:
      Singleton() {} // Конструктор закрыт
  };
  

• Factory Method: Определяет интерфейс для создания объекта, но позволяет подклассам изменить тип создаваемого объекта. Это полезно, когда классы не знают, какие именно объекты им нужно создавать.

  class Product {
  public:
      virtual void use() = 0;
  };
  ​
  class ConcreteProduct : public Product {
  public:
      void use() override {
          // Реализация использования продукта
      }
  };
  ​
  class Creator {
  public:
      virtual Product* factoryMethod() = 0;
  };
  ​
  class ConcreteCreator : public Creator {
  public:
      Product* factoryMethod() override {
          return new ConcreteProduct();
      }
  };
  

Структурные паттерны

Эти паттерны касаются компоновки классов и объектов. Они помогают гарантировать, что если один из компонентов системы изменится, то вся система не будет разрушена.

• Adapter: Позволяет объектам с несовместимыми интерфейсами работать вместе. Это достигается путем обертывания одного из объектов в адаптер, который делает его интерфейс совместимым с другим объектом.

  class Target {
  public:
      virtual void request() = 0;
  };
  ​
  class Adaptee {
  public:
      void specificRequest() {
          // Специфическая реализация
      }
  };
  ​
  class Adapter : public Target {
  private:
      Adaptee* adaptee;
  public:
      Adapter(Adaptee* a) : adaptee(a) {}
      void request() override {
          adaptee->specificRequest();
      }
  };
  

Поведенческие паттерны

Эти паттерны связаны с взаимодействием между объектами. Они помогают определить, как объекты взаимодействуют друг с другом и как распределяются обязанности между ними.

• Observer: Определяет зависимость "один ко многим" между объектами таким образом, что при изменении состояния одного объекта все зависящие от него оповещаются и обновляются автоматически. Это полезно для реализации системы событий.

  class Observer {
  public:
      virtual void update() = 0;
  };
  ​
  class Subject {
  private:
      std::vector<Observer*> observers;
  public:
      void attach(Observer* observer) {
          observers.push_back(observer);
      }
      void notify() {
          for (Observer* observer : observers) {
              observer->update();
          }
      }
  };
  

Паттерны проектирования являются важной частью разработки программного обеспечения, так как они предоставляют проверенные решения для распространенных проблем, что позволяет разработчикам сосредоточиться на специфике своих приложений, а не на решении общих задач.