Шаблоны проектирования (Паттерны) — Python: Полиморфизм

• Паттерны проектирования и их роль в объектно-ориентированном программировании
• Полиморфизм в паттернах или Паттерн создания Паттернов
• Антипаттерны
• Выводы

Паттерны проектирования — это стандартизированные подходы к решению типовых задач в области программирования. Мы уже изучили множество паттернов, в том числе Стратегию и Фабрику.

В этом уроке мы поговорим о том, как использовать паттерны проектирования в контексте объектно-ориентированного программирования (ООП). Также сосредоточимся на применении полиморфизма в паттернах проектирования, поскольку это ключевой аспект многих широко используемых паттернов.

Паттерны проектирования и их роль в объектно-ориентированном программировании

Паттерны не связаны с понятием ООП, но именно в ООП их любят структурировать и описывать. Поэтому паттерны особенно распространены в языках с классовой структурой, например, Java, C# или PHP.

Большинство паттернов сводится к тому, как правильно применять полиморфизм подтипов в разных ситуациях. Некоторые из широко известных, которые опираются на полиморфизм:

• Адаптер
• Стратегия
• Абстрактная фабрика
• Мост
• Композит
• Декоратор
• Посредник
• Цепочка ответственности
• Наблюдатель
• Состояние
• Шаблонный метод
• Посетитель

Одни связаны с абстракцией и имеют внутреннее состояние, другие — обычные функции, упакованные в классы только ради полиморфизма. При этом последние могли бы быть реализованы и обычными функциями, которые диспетчеризуются разными способами.

В мире ООП-паттернов их основным источником считается книга «Приемы объектно-ориентированного проектирования. Паттерны проектирования». В ней описано много полезных подходов, но нужно учитывать следующие моменты:

• Примеры в книге описаны на языке C++ и имеют более сложную реализацию, чем это нужно в динамических языках
• Многие паттерны рождаются вследствие ограничений конкретного языка, например, паттерн «Команда». В JavaScript это естественный способ писать код, и для этого не нужны классы
• Не все паттерны, описанные в этой книге, важны для веб-разработчиков. Вероятность того, что вам придется когда-то иметь дело с абстрактной фабрикой — крайне мала
• Самих паттернов намного больше, чем указано в этой книге

Полиморфизм в паттернах или Паттерн создания Паттернов

Большая часть паттернов, которая связана с полиморфизмом, строится по одному принципу. Зная его, можно самостоятельно принимать правильные решения. Ключевая идея состоит в том, что берется все множество вариантов поведения и на каждый создается свой класс.

Например, в «Стратегии» количество классов-стратегий совпадает с количеством разных способов вычисления. Если их будет пять, то придется создать пять классов. Так происходит в классовых языках.

В языках, где предпочитают функции, будет создано пять разных функций, и это все равно будет «Стратегия».

Антипаттерны

Антипаттерны — это типовые ошибки, которые совершают программисты. У них бывают конкретные и даже шуточные названия: паблик морозов или божественный объект.

Подходы, которые ранее считались паттернами, иногда перетекают в раздел антипаттернов. Например, паттерн «Одиночка» или Singleton – объект, который может существовать только в единственном экземпляре. Как показала жизнь, это плохо почти всегда. Кроме того, код с Singleton сложно тестировать.

Выводы

Про паттерны говорят все. Но мало кто действительно прочитал, понял их и может разумно применять. Причин этому несколько:

• Сложно осознать паттерн, не столкнувшись с реальной проблемой, которую он решает
• Настоящее понимание паттернов завязано на те вещи, которые мы разбирали на протяжении всей профессии: именование, менеджмент состояния, побочные эффекты, абстракции, расширяемость, полиморфизм подтипов. Без понимания этих вещей попытка использовать паттерны почти наверняка превратится в Культ Карго. Причем из всего списка выше паттерны по эффекту оказываемому на код, находятся на последнем месте

Важно понимать, что паттерны — это не причина, а следствие. Сначала нужно понять ситуацию, а потом возникнет паттерн. И совершенно нормально, что первые годы разработки задачи будут решаться так, как получается.

Обучение происходит через ошибки и неправильные решения, этого не надо бояться и избегать. Главное — это последовательное улучшение, а здесь помогут книги и наставники. О том, как лучше читать книги, в том числе по паттернам, мы писали в статье.

Дополнительные материалы

1. Принцип единственной ответственности
2. Вебинар: Что такое паттерны программирования
3. Паттерны (Редакция Хекслета)
4. Антипаттерны
5. Архитектура корпоративных приложений