الگوی طراحی یا دیزاین پترن (Design Pattern) چیست؟
فرایند توسعه و راه‌اندازی اپلیکیشن‌ها و نرم‌افزارهای مختلف از حساسیت بسیار بالایی برخوردار است و گاهی پیش می‌آید که مشکلاتی بر سر راه پروژه شما ایجاد شوند. توسعه‌دهندگان با استفاده از راه حل‌های تخصصی مثل دیزاین پترن (Design Pattern) می‌توانند به راحتی از چنین موانعی عبور و مسیر کدنویسی را هموارتر کنند. استفاده از دیزاین پترن، دقیقاً همان چیزی است که توسعه‌دهنده یا برنامه‌نویس حرفه‌ای را از مبتدی تمییز می‌دهد و می‌تواند به شما این اطمینان را بدهد که پروژه شما در استانداردترین حالت ممکن در حال پیشروی است.
در این مقاله قرار است، به صورت تخصصی به سراغ الگوهای کاربردی در دنیای کدنویسی، موسوم به Design Pattern برویم تا بدانید که این الگوها چه هستند و چرا باید در برنامه نویسی برنامه‌های تخصصی از آن‌ها استفاده شود.
فهرست مطالب
تاریخچه ای کوتاه از دیزاین پترن
برای این که تاریخچه‌ای کوتاه از چگونگی به وجود آمدن این الگوها در دنیای کدنویسی به دست بیاوریم، باید به محتویات کتابی با عنوان “A Pattern Language: Towns, Buildings and Construction” از آقای کریستوفر الکساندر رجوع کنیم. آقای الکساندر در این کتاب که به صورت تخصصی در مورد دنیای کدنویسی نگارش شده است، برای اولین‌بار به توضیح دادن مفهومی با عنوان الگوهای طراحی یا همان Design Pattern پرداخت. چند وقت بعد، چهار نفر از بهترین متخصصین دنیای برنامه‌نویسی که به Gof هم معروف هستند، از کتاب آقای الکساندر ایده گرفتند و در کتابی که خودشان تألیف کرده بودند، این موضوع را بسط دادند.
گروه Gof که اعضای آن را اریک گاما، جان ویلیسیدز، رالف جانسون و ریچارد هالم تشکیل می‌دادند، در کتابی با عنوان “Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software” حدود ۲۳ دیزاین پترن یا الگوی طراحی ارائه دادند که به صورت اختصاصی برای حل مسائل شیءگرا مورد استفاده قرار می‌گرفتند. الگوهای موسوم به Design Pattern از آن به بعد، به عنوان راه حل‌های رایج و تخصصی برای برطرف کردن مشکلات برنامه‌نویسی در حوزه راه‌اندازی و توسعه نرم‌افزار قرار گرفتند.
هدف از ایجاد دیزان پترن ها چیست؟
این الگوها به این منظور به وجود آمده‌اند تا بهترین روش برای خلاص شدن از شر مشکلات پروژه‌های کدنویسی محسوب شوند تا توسعه‌دهنده بتواند با سرعتی بیشتر از قبل، به توسعه پروژه‌های تخصصی مشغول شود. به عبارت ساده‌تر، دیزاین پترن شامل دستورالعمل‌هایی می‌شود که ساختار و منطق قابل قبول‌تری برای مسائلی که در پروژه برنامه‌نویسی پیش می‌آیند، ارائه می‌دهد. در واقع یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های دیزاین پترن این است که توسعه‌دهنده می‌تواند با به‌کارگیری الگوهای آن، بدون اتلاف وقت اضافه‌تر، از بروز مسائل بعدی به صورت خودکار جلوگیری کند.
معرفی و بررسی انواع دیزاین پترن ها
الگوهای Design Pattern به ۳ نوع مختلف تقسیم می‌شوند که هرکدام از آن‌ها هم دارای پترن‌ها یا الگوهای متعددی هستند. در ادامه این بخش از مقاله قرار است که به صورت تخصصی و مجزا به سراغ هرکدام از این ۳ نوع الگو برویم.
الگوی شماره یک: الگوهای خلاقانه
این نوع از الگوهای طراحی در دنیای کدنویسی که با عنوان الگوهای خلاقانه شناخته می‌شوند، شامل ۲ بخش مختلف Class Creation Patterns و Object Creational Patterns هستند. از الگوهای خلاقانه Class Creation Patterns برای نمونه‌سازی‌های اولیه و از الگوهای Object Creational Patterns برای تکمیل طرح نهایی پروژه‌ها استفاده می‌شود. این الگوهای خلاقانه شامل موارد زیر هستند:
- Abstract Factory: یک نمونه کامل از انواع کلاس‌های مختلف را به وجود می‌آورد.
- Builder: وظیفه جداسازی و دسته‌بندی کردن ساختار کلی هر آبجکت را در پروژه شما برعهده دارد.
- Factory Method: نمونه‌ای از مشتقات کلاس‌های متعدد را ایجاد می‌کند.
- Object Pool: برای کاهش هزینه‌های مربوط به تحلیل آبجکت‌هایی که دیگر مورد استفاده نیستند، به کار گرفته می‌شود.
- Prototype: این دیزاین پترن، نمونه‌ای کامل از مقداردهی اولیه است.
- Singleton: شامل یک کلاس است که می‌تواند تنها یک نمونه را در بر بگیرد.
الگوی شماره دو: الگوهای ساختاری
این نوع از الگوهای طراحی در دنیای کدنویسی هم به صورت اختصاصی به کامپوزیت‌های نوع class و object مربوط می‌شوند. جالب است بدانید که توسعه‌دهنده‌ها از الگوهای Structural Class Creation Patterns برای نگارش رابط‌های اپلیکیشن و از الگوهای Structural Object Patterns برای نوشتن آبجکت‌های پروژه و به منظور دستیابی به عملکردهای جدید در پروژه شما استفاده می‌کنند. این دسته از دیزاین پترن‌ها شامل موارد زیر می‌شوند:
- Adaptor: این دیزاین پترن می‌تواند رابط‌های کلاس‌های متعدد را به همدیگر متصل کند و راه ارتباطی آن‌ها را به وجود بیاورد.
- Bridge: به عنوان راه حل اصلی برای پیاده‌سازی و جدا کردن یک Object’s Interface محسوب می‌شود.
- Composite: ساختاری از Simple Objects و Composite Objects ارائه می‌دهد.
- Decorator: برای ایجاد مسئولیت‌هایی برای آبجکت‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد.
- Facade: به عنوان یک Single Class برای نمایش کل زیرسیستم محسوب می‌شود.
- Private class Data: وضعیت دسترسی Accessor را محدود می‌کند.
- Proxy: این الگوی طراحی به عنوان یک آبجکت تلقی می‌شود که آبجکت دیگری را نشان می‌دهد.
الگوی شماره ۳: الگوهای رفتاری
این دست از الگوهای مربوط به دیزاین پترن شامل مواردی هستند که به ارتباطات آبجکت‌های کلاس پروژه شما مربوط می‌شوند. به عبارت ساده‌تر، الگوهایی که عمده فعالیتشان در حوزه برقراری ارتباط بین آبجکت‌هاست، در دسته‌بندی الگوهای رفتاری یا Behavioral Design Patterns قرار می‌گیرند؛ موارد زیر شامل تمامی الگوهای طراحی‌شده در این دسته‌بندی هستند:
- Chain of Responsibility: زنجیره‌ای منظم از مسئولیت‌هاست تا راه حلی برای انتقال یک درخواست از بین یک زنجیره آبجکتی محسوب شود.
- Command: به صورت تخصصی برای درخواست به عنوان یک آبجکت یا Command Request مورد استفاده قرار می‌گیرد.
- Interpreter: راه حل ترکیب کردن یا افزودن المان‌های زبان‌های کدنویسی در یک اپلیکیشن است.
- Iterator: با این الگو می‌توان به کالکشن المان‌های پروژه به صورت اولویت‌بندی شده دسترسی داشت.
- Mediator: با این الگو می‌توان ارتباط بین کلاس‌های را به صورت ساده‌سازی شده تعریف کرد.
- Memento: برای دریافت کردن تغییرات حالات داخلی یک آبجکت یا ذخیره‌سازی آن مورد استفاده قرار می‌گیرد.
- Null Object: برای مقداردهی به صورت پیش‌فرض برای یک آبجکت مورد استفاده قرار می‌گیرد.
- Observer: بهترین روش برای دریافت کردن تغییرات حاصل‌شده در تعدادی از کلاس‌هاست.
- State: بر رفتار یک آبجکت در موقعی که حالت داخلی آن تغییر می‌کند، تأثیر می‌گذارد.
- Strategy: برای ایجاد الگوریتم در یک کلاس استفاده می‌شود.
- Template Method: مسئولیت انتقال گام‌های یک الگوریتم به یک زیر کلاس بر عهده این الگوست.
- Visitor: عملکردی جدید را بدون ایجاد هیچ تغییری برای یک کلاس تعریف خواهد کرد.
چرا در برنامه نویسی ها باید از دیزاین پترن ها استفاده شود؟
مشکلات و ایراداتی که در پروژه‌های برنامه‌نویسی پیش می‌آیند، همیشه قابل پیش‌بینی یا قابل مشاهده نیستند. گاهی مشکلات احتمالی به شکل کاملاً نامحسوس و پنهان رخ می‌دهند که توسعه اپلیکیشن‌ها و پروژه‌ها را دچار اختلال و دردسر می‌کنند. مطمئناً شما به عنوان یکی از صاحبان مشاغل اینترنتی، با استخدام برنامه نویس قصد دارید که پروژه مورد نظرتان بدون هیچ مانعی و در سریع‌تری زمان ممکن راه‌اندازی شود و این مسئله حق طبیعی شماست؛ اما مادامی که توسعه‌دهنده طرف قرارداد شما حرفه‌ای نباشد، این امر محقق نخواهد شد.
دیزاین پترن و استفاده از الگوهای مختلف آن، باعث خوانایی کدهای برنامه‌نویسی، استفاده راحت‌تر از بهترین زبان های برنامه نویسی و همچنین سهولت در راه‌اندازی پروژه می‌شود. تمامی توسعه‌دهندگانی که از این الگوهای طراحی استفاده می‌کنند، به صورت حرفه‌ای بر پروژه‌ها مسلط خواهند بود و می‌توانند با کاهش دادن حجم آزمون و خطاها، پروژه مورد نظر را با سرعت بالا توسعه دهند.
جمع بندی
فرایند توسعه و راه‌اندازی پروژه‌های کدنویسی نیاز به چک کردن مرحله‌به‌مرحله دارد تا توسعه‌دهنده بتواند ایرادات و مشکلات پروژه شما را در هر مرحله برطرف کند. بدون استفاده از الگوهای طراحی یا دیزاین پترن، باید برای هر مرحله و ایرادیابی در هر بخش، پروژه را متوقف کرد تا برای ادامه دادن، هیچ مشکلی وجود نداشته باشد؛ اگر توسعه‌دهنده بخواهد با این روند پیش برود، پروژه شما زمان بسیار زیادی را پشت سر خواهد گذاشت.
شما می‌توانید با تکیه بر توسعه‌دهندگانی که بر دنیای کدنویسی و دیزاین پترن تسلط دارند، پروژه‌های خود را با سرعت بسیار بالا و بدون ایراد راه‌اندازی کنید. پونیشا این بستر را فراهم کرده است تا شما بتوانید با توسعه‌دهنده یا برنامه‌نویس‌های حرفه‌ای وارد قرارداد شوید و پروژه خود را برون سپاری کرده و در بهترین شکل ممکن تحویل بگیرید. برای ایجاد پروژه در پونیشا و استخدام برنامه نویس، وقت را از دست ندهید و همین حالا پروژه خود را ثبت کنید.