Паттерны программирования php: Паттерны проектирования на PHP

Значительное внимание компьютерного программирования уделяется решению задач. Языки, фреймворки, библиотеки и другие инструменты помогают решать проблемы.

Хотя формулировки проблем могут различаться, обычно существует повторяющийся шаблон во многих проблемах, которые кажутся совершенно разными. Например, все вложенные структуры данных могут иметь рекурсивные шаблоны. Если вы эффективно применяете рекурсию, вы сможете решить практически любую проблему, связанную с такими структурами данных.

Один из эффективных способов решения проблем – выявление повторяющихся шаблонов. Вот в чем заключается идея шаблонов проектирования.

«Шаблон проектирования — это универсальное решение повторяющихся проблем проектирования».

Шаблоны проектирования не являются алгоритмами.

Паттерны не являются ни алгоритмами, ни компьютерными программами. Они также не являются жесткими и быстрыми правилами программирования. Вы можете не применять шаблон проектирования, и ваша программа все равно будет работать. Запуск компьютерной программы — это одно, а разработка эффективного и масштабируемого решения — совсем другое.

Шаблоны проектирования созданы опытными людьми, которые сталкивались с проблемами проектирования, часто возникающими при разработке объектно-ориентированного программного обеспечения. Таким образом, эти шаблоны являются своего рода наблюдениями и опытом, общими шаблонами и проектными решениями, которые вы можете повторно использовать в правильных сценариях для разработки более качественных программных систем.

Но что такое хороший дизайн в разработке программного обеспечения?

Хорошо спроектированное программное обеспечение имеет ряд основных характеристик, отличающих его от плохого. Главными характеристиками хорошего дизайна являются масштабируемость, ремонтопригодность и эффективность. Хотя есть и другие важные функции, которые должно выполнять программное обеспечение, но с точки зрения дизайна, это три лучших игрока.

Шаблоны проектирования — это средство для достижения цели, то есть они помогают нам разрабатывать масштабируемые, эффективные и удобные в сопровождении системы. Некоторые фундаментальные идеи модульности, разделения и программирования интерфейсов жизненно важны для хорошего дизайна. Таким образом, шаблоны опираются на эти основы и помогают нам определить правильные сценарии для разработки лучших решений.

Хороший дизайн против плохого дизайна

Хватит теории. Давайте рассмотрим программу, которая использует стороннюю службу электронной почты для отправки электронных писем. На изображении ниже сравниваются два дизайна программного обеспечения. Оба они выполняют функциональность электронной почты. Так в чем же тогда подвох? Вы можете понять это?

Плохой

Что ж, компоненты подключены правильно. Клиентская программа вызывает службу электронной почты и делегирует ей функции отправки электронной почты. Это правильно, не так ли? Но подумайте немного о том, что произойдет, если.

• Вам необходимо переключиться на новую службу электронной почты.
• Вам необходимо использовать несколько служб и динамически переключаться.

Вот некоторые изменения, которые, скорее всего, произойдут. Новая служба электронной почты может сильно отличаться от той, которую вы используете. Теперь, если ваша клиентская программа тесно связана с реализацией службы электронной почты, вы должны внести много изменений в клиентский код.

Нет ничего необычного в том, чтобы что-то сломать и внести ошибки при попытке внести изменения. Эта проблема обостряется, если ее разработал кто-то другой, и теперь вы застряли со всеми проблемами и ошибками. Проблема может быть огромной, если многие другие компоненты полагаются на службу электронной почты. Этот дизайн, несомненно, является кошмаром для обслуживания.

Кроме того, этот дизайн нарушает принцип открытого-закрытого, который является одним из фундаментальных принципов проектирования и гласит, что «Программное обеспечение должно быть открытым для расширения, но закрытым для модификации».

Итак, как улучшить этот дизайн и создать более масштабируемое программное обеспечение?

Хороший

Так что там с ‘ SendEmail’? Какая разница? Думайте об этом как об абстракции. Клиент или любой другой код, которому требуется функциональность электронной почты, будет вызывать функцию интерфейса, не беспокоясь о базовых службах электронной почты.

Какая польза от этой абстракции? Другие модули не тесно связаны с базовой службой электронной почты. Программное обеспечение является гибким, расширяемым и ремонтопригодным. Нужно изменить службу электронной почты? Реализуйте этот интерфейс в новом сервисе, и остальной код будет работать нормально. Вам не нужно вносить какие-либо изменения в существующий код.

Нужно добавить более одной службы электронной почты? Реализуйте этот интерфейс в других службах, и вы сможете динамически переключать их во время выполнения. Короче говоря, ваши модули видят только интерфейс, и им все равно, что такое почтовые службы и как они работают.

В отличие от этой конструкции, плохая конструкция имела тесно связанные модули. Код клиента сильно зависел от службы электронной почты. Таким образом, любое изменение службы электронной почты имело цепную реакцию на остальную часть программы.

Шаблоны проектирования на помощь

Мы видели хороший дизайн и плохой дизайн. Забавный факт заключается в том, что независимо от дизайна обе программы могут выполнять пользовательские функции по отправке электронных писем. Недостатки становятся более очевидными в долгосрочной перспективе, когда начинают поступать запросы на изменение и планируются мероприятия по обслуживанию. Плохой дизайн может стать проблемой в этот момент.

У разработчиков часто возникает соблазн разработать решение без учета факторов, которые могут негативно повлиять на дизайн и архитектуру. В разработке программного обеспечения изменение — единственная константа. Поэтому, если ваше программное обеспечение негибкое и устойчиво к изменениям, оно будет стоить вам много времени, усилий и денег.

Итак, в следующий раз задайте себе эти вопросы, даже если ваше программное обеспечение пройдет проверку на работоспособность.

Шаблоны проектирования — это общие шаблоны и наблюдения. Они не привязаны к языку программирования. Однако вы можете применять их на любом языке программирования по вашему выбору. В следующих статьях мы узнаем, как использовать шаблоны проектирования в PHP. За этой вводной статьей в PHP последуют другие статьи о шаблонах проектирования, ориентированные на сценарии.

Зачем использовать шаблоны проектирования

Хотя о полезности шаблонов проектирования уже многое известно, ниже приведены некоторые важные выводы.

• Улучшает архитектуру программного обеспечения, используя проверенные парадигмы проектирования.
• Ускоряет процесс разработки за счет использования шаблонов для повторяющихся проблем.
• Улучшает читаемость и стандартизацию кода.
• Неявно использует передовой опыт и принципы проектирования.
• Помогает в обмене знаниями и обработке документации.
• Это делает программную систему более масштабируемой и удобной в сопровождении.

Типы шаблонов проектирования

Шаблоны проектирования можно разделить на следующие категории.

1. Креативные шаблоны проектирования
2. Шаблоны структурного проектирования
3. Шаблоны поведенческого проектирования.

Каждый из них имеет множество шаблонов проектирования. Давайте сделаем краткий обзор.

Креативные шаблоны проектирования

Как следует из названия, порождающие шаблоны проектирования связаны с созданием экземпляров класса. Мы знакомы с новое ключевое слово для создания объектов класса. Хотя это может быть очевидным способом создания экземпляра класса, он не всегда самый гибкий.

Шаблон создания использует объектно-ориентированные парадигмы для делегирования инстанцирования.

• Abstract Factory
  Использует абстракцию для создания экземпляров семейств подклассов.

• Builder
  Вызывает метод для пошагового построения сложного объекта.

• Фабричный метод
  Использует абстракцию для создания экземпляров подклассов.

• Пул объектов
  Повторно использует объекты из существующего пула.

• Прототип
  Клонирует существующий объект.

• Singleton
  Создает один глобальный объект.

Шаблоны структурного проектирования

Шаблоны структурного проектирования помогают создавать сложные отношения между объектами и классами для получения новых функций.

• Адаптер
  Адаптация одного интерфейса к другому.
  
• Мост
  Использует абстракцию для разделения абстрактных и конкретных классов.

• Составной
  Создает древовидную структуру для определения иерархий.

• Декоратор
  Использует классы декораторов для добавления функций на лету.

• Приспособленец
  Использует общие состояния для эффективного использования памяти.

• Фасад
  Класс удобства для сложных подсистем.

• Прокси
  Использует объект для представления другого.

• Данные закрытого класса
  Создает класс для ограничения раскрытия данных.

Шаблоны поведенческого проектирования

Шаблоны поведенческого проектирования связаны с общением между объектами.

• Команда
  Инкапсулирует команды как объекты.

• Цепочка ответственности
  Регулирует поток данных в системе.

• Итератор
  Определяет класс для итерации различных просматриваемых структур данных.

• Интерпретатор
  Предоставляет класс интерпретатора для работы с выражениями в программе.

• Память
  Запоминает прежнее состояние объекта для целей восстановления.

• Посредник
  Использует класс-посредник для упрощенного взаимодействия объектов.

• Наблюдатель
  Использует механизм уведомления об изменениях.

• Стратегия
  Инкапсулирует алгоритмы в конкретный класс.

• Состояние
  Изменяет поведение объекта при изменении состояния.

• Template Method
  Определяет шаблон алгоритмов и функций для реализации подклассами.

• Посетитель
  Определяет новые операции без изменения существующих классов.

История шаблонов проектирования

Паттерны — обычное явление во многих других сферах жизни. Архитектор Кристофер Александер первым сформулировал концепцию использования шаблонов в архитектуре зданий и инфраструктуры.

Эта идея стала популярной в разработке программного обеспечения, потому что проектирование или проектирование программного обеспечения похоже на проектирование физической структуры. Было предпринято много попыток определить различные принципы и шаблоны проектирования.

Банда четырех (GoF)

Эрих Гамма, Джон Влиссидес, Ральф Джонсон и Ричард Хелм — четыре автора, широко известные как «Банда четырех» (GoF). В 1994 году они опубликовали «Шаблоны проектирования: элементы многоразового объектно-ориентированного программного обеспечения», в котором представили идею шаблонов проектирования в объектно-ориентированном программном обеспечении.

Они включили около 23 паттернов в свою книгу и стали популярными в кругах разработчиков. Та же книга GoF вдохновила нас на шаблоны, которые мы включили в эту статью.

Критика шаблонов проектирования

Обвинение языков программирования

Некоторые разработчики считают, что шаблоны проектирования применимы в языках с низкой абстракцией, например — C или C++. Языки высокого уровня и современные языки могут не нуждаться в каком-либо шаблоне, потому что они поставляются с абстракциями из коробки. Итак, большинство экспертов считают, что это неотъемлемая проблема языков программирования.

Чрезмерное использование шаблонов

Некоторые разработчики критикуют шаблоны проектирования за излишнее усложнение кода. В то же время это спорно, потому что шаблоны не должны использоваться слишком часто. Это лучшие практики, а не жесткие правила. Разработчики склонны использовать шаблоны без необходимости, что в большинстве случаев снижает читабельность и эффективность.

Нет официальных оснований

Как и любая другая инженерная отрасль, разработка программного обеспечения в высшей степени рациональна и алгоритмична. Он опирается на стандартизацию и фиксированный набор правил. Таким образом, многие люди винят, что у GoF не было формальных оснований для публикации их работы, и они были за более общие принципы, которые не были подкреплены никакими исследованиями.

Книги по шаблонам проектирования

Хотите узнать больше о шаблонах проектирования? Есть много отличных ресурсов в Интернете. Мы рекомендуем следующие книги для вашей коллекции, так как они могут научить вас теории и применению шаблонов проектирования в повседневном программировании. Не стесняйтесь использовать следующие партнерские ссылки Amazon, если вы хотите их приобрести и поддержать наши усилия.

Это книга, с которой все началось. Я считаю, что каждый программист в какой-то момент своей карьеры должен иметь ссылку на эту книгу. За прошедшие годы было много обновлений и отличного нового контента, но это классика. Он до сих пор выдерживает испытание временем и так же актуален для сегодняшнего дня, как и в оригинальном издании 90-х годов.

Проверьте это на Amazon

Это отличная книга, чтобы выйти за рамки теории и применить ее для написания хорошего PHP-кода. Learning PHP Design Patterns издается популярной медиа-компанией O’Reilly. O’Reilly постоянно публикует некоторые из наиболее полезных справочных материалов, связанных с разработкой программного обеспечения. Известно, что они предоставляют материалы, которые подробно освещают тему в простой для понимания форме. Я рекомендую эту книгу каждому PHP-разработчику.

Проверьте на Amazon

Хотите увидеть наш полный обзор книг по шаблонам проектирования? Прочтите нашу огромную обзорную статью о более чем 15 книгах по шаблонам проектирования.

Что такое шаблоны проектирования в PHP?

Шаблоны проектирования в PHP — это просто набор повторений, обнаруженных в хорошо написанном коде, который был применен к этому языку. Вы не должны чувствовать себя обязанными сопоставлять эти шаблоны. Вместо этого они являются хорошими руководствами и справочниками при написании кода для решения деловых и технических задач.

Путь обучения объектно-ориентированному программированию на PHP

Эта статья является частью нашей серии статей по изучению объектно-ориентированного программирования с помощью PHP. В нем представлены некоторые концепции, передовой опыт и стратегии, которые помогут вам повысить уровень своих навыков. Это отличный старт для того, чтобы стать успешным программистом.

• Объектно-ориентированное программирование на PHP
• PHP-классы
• Абстрактные классы PHP
• PHP-интерфейсы
• Шаблоны проектирования

Шаблоны проектирования в PHP Learning Series.

Эта статья является частью нашей серии шаблонов проектирования в PHP. Мы рассмотрим все шаблоны и покажем, как они могут помочь вам создавать более качественные приложения.