Também conhecidos como design patterns, os padrões de projeto são descrições de soluções prontas para problemas específicos que se repetem em projetos de software. Ou seja, trata-se de um modelo de resolução para problemas comuns, que pode ser aplicado em diversas situações.
Mesmo que você não tenha grande experiência no processo de desenvolvimento de software orientado a objetos, já deve ter trabalhado — ou, ao menos, ouvido falar — nos padrões de projeto, não é mesmo?
Essa técnica pode ser utilizada em projetos de software de diversas áreas e tamanhos, proporcionando grandes benefícios, principalmente no que diz respeito à reusabilidade de código e, consequentemente, economia de tempo e dinheiro.
Quer saber mais sobre o assunto?
Neste post, explicamos o que são padrões de projeto, quais os tipos e os mais utilizados no desenvolvimento de software, além dos benefícios do uso dessa solução. E, ao final, apresentamos dicas de formação para quem deseja se especializar para atuar na área. Boa leitura!
O que são padrões de projeto de software?
O termo padrões de projeto vem do inglês, design patterns, e se refere a descrições de soluções para problemas comuns na área de desenvolvimento, que podem ser aplicadas em diversas situações.
Eles surgiram na década de 1970, justamente com o objetivo de auxiliar na solução de questões recorrentes.
Resultado da experiência, trabalho árduo e uma série de tentativas e erros de muitos desenvolvedores, os padrões de projeto representam as melhores práticas da programação orientada a objetos.
Assim, podemos entendê-los como soluções consolidadas para problemas conhecidos — pelo menos até que surja uma alternativa melhor, não é mesmo?
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Quais são os tipos de padrões de projeto?
Na Arquitetura de Software o conjunto de padrões mais conhecido teve origem no livro dos autores Gamma, Helm, Johnson e Vlissides, mais conhecidos como a “Gangue dos Quatro” (Gang of Four) ou simplesmente GoF, intitulado: Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software.
Trabalho que é constantemente consultado e auxilia diretamente desenvolvedores do mundo todo na aplicação de padrões em seus projetos.
Na obra, os autores identificaram 23 padrões, que foram categorizados em 3 grupos: Padrões de Criação, Padrões Estruturais e Padrões Comportamentais.
Vamos conhecer cada um deles a seguir:
1. Padrões de criação ou padrões de projeto criacionais
Os padrões de projeto criacionais (creational patterns) estão associados diretamente aos mecanismos que controlam a criação de objetos.
Em alguns projetos, criar um objeto pode ser algo problemático, possuindo algumas particularidades que levam a um alto e desnecessário nível de complexidade.
Com isso, o objetivo dos padrões de criação é evitar problemas e proporcionar maior controle nesta tarefa, separando o processo de criação, conclusão e representação de um objeto.
Os dois principais padrões para implementação de controle de criação de objetos são:
- Factory Method: é um dos padrões de projeto mais conhecidos e tem o objetivo de ocultar detalhes sobre a criação de objetos, fornecendo uma interface para que isso aconteça. A classe que implementa a interface decidirá qual objeto será criado, dentre muitos possíveis;
- Singleton: ao projetar um sistema, pode-se desejar que uma classe tenha no máximo uma instância. Esse padrão visa garantir tal característica, provendo um ponto de acesso global à classe. Ou seja, apenas um objeto de uma determinada classe poderá existir, independentemente do número de requisições que sejam feitas para a criação de um novo objeto.
O GoF ainda apresenta outros padrões de projetos para a criação de objetos, tais como: Abstract Factory, Builder e Prototype.
É importante salientar que os padrões de criação possuem objetivos bem definidos, que envolvem a diminuição da dependência dos construtores das classes e a abstração do processo de criação de objetos.
Ou seja, o sistema não precisa se preocupar com a forma como o objeto é criado, se houver alguma mudança neste processo de criação, o sistema não será afetado.
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2. Padrões estruturais ou padrões de projeto estruturais
Os padrões de projeto estruturais (structural patterns) estão diretamente ligados à composição de uma classe, ou seja, como é formada a sua estrutura.
Esse tipo de padrão define formas para criar composições ou adicionar comportamentos a um determinado objeto, sem necessariamente precisar alterar o código-fonte da classe que o implementa.
Os três padrões de projeto mais utilizados desta categoria são:
- Adapter: geralmente utilizado quando há a necessidade de encaixar uma nova biblioteca de classes a um sistema já existente, adquirida de um novo fornecedor, por exemplo. Como não somos detentores do código-fonte da nova biblioteca, é necessário criar uma adaptação, por meio de uma classe que converta a interface do código do novo fornecedor ao formato esperado pelo sistema já existente. Em outras palavras, o padrão Adapter é muito utilizado onde há a necessidade de criar compatibilidade entre um sistema e outros frameworks ou API’s;
- Decorator: é um padrão de projeto que tem o objetivo de permitir que responsabilidades sejam dinamicamente adicionadas ou removidas de um objeto em tempo de execução, como uma alternativa flexível ao uso de subclasses (herança), permitindo estender funcionalidades;
- Facade: no desenvolvimento de sistemas, é comum o uso de subsistemas e sub-rotinas, e o padrão Facade (fachada) define uma interface que torna mais simples o uso do subsistema. Ou seja, a complexidade de uma classe é ocultada por meio de uma fachada.
Ainda nesta categoria, o GoF apresenta os padrões: Proxy, Composite, Flyweight e Bridge.
De modo geral, podemos dizer que os padrões estruturais se concentram em como as classes e objetos podem ser compostos para formar grandes estruturas, focando em como as classes herdam de outras classes, e também em como são compostas.
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3. Padrões comportamentais ou padrão de projeto comportamental
Os padrões de projeto comportamental (behavioral patterns), como o próprio nome sugere, têm o objetivo de lidar com a forma com que um objeto se comunica com outro(s), sem que eles precisem conhecer muito uns dos outros — vale lembrar que a interação entre objetos é um dos principais pontos de um bom projeto de software.
Dentre os padrões de projetos comportamentais mais usados, temos:
- Mediator: tem o objetivo de definir um objeto que encapsula toda a forma como um conjunto de objetos interage, atuando como um mediador entre relacionamentos de objetos muitos-para-muitos, evitando referências explícitas aos objetos e promovendo o baixo acoplamento. O Mediator diminui a complexidade de relacionamentos entre objetos, centralizando a comunicação e facilitando a manutenção;
- Observer: tem como objetivo principal definir uma dependência um-para-muitos entre objetos. Quando um objeto muda de estado, todos os dependentes são notificados e atualizados automaticamente. Para isso, o padrão Observer mantém uma lista com seus dependentes.
Outros padrões comportamentais muito populares em projetos de desenvolvimento de software são: Command, Strategy, Template Method e Iterator. Contudo, ainda nesta categoria, outros padrões descritos pelo GoF, são: Interpreter, Visitor, Memento, State e Chain of Responsability.
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Quais são os principais benefícios da utilização dos padrões de projeto de software?
A adoção dos design patterns pode trazer inúmeras vantagens para um projeto de desenvolvimento de software.
Um dos principais benefícios está no fato de que esses padrões já foram utilizados inúmeras vezes na solução de um determinado tipo de problema. Ou seja, já foram submetidos a uma grande variedade de testes. Logo, se eles se tornaram um padrão de projeto, é porque foram aprovados nesses testes.
Outro de seus benefícios está na facilidade de entendimento e manutenção do código-fonte. A padronização contribui diretamente para a redução do acoplamento e para o aumento da coesão de classes, proporcionando uma redução de custo e tempo em futuras manutenções.
Outras vantagens que devem ser destacadas, são:
- documentação e solução para um problema recorrente;
- soluções reusáveis;
- padronização da estrutura das classes, contribuindo para a organização geral do sistema;
- redução da quantidade de refatorações que podem ser necessárias no futuro;
- facilidade de comunicação, já que os padrões de projeto trazem um vocabulário comum.
Agora, que tal se aprofundar um pouco mais no tema? Confira o vídeo abaixo, no qual Gabriel Froes e Vanessa Weber explicam tudo a respeito:
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Quais formações são indicadas para quem deseja se especializar na área?
Os padrões de projeto representam uma técnica baseada em reuso de software, que permite ao desenvolvedor experimentar os inúmeros benefícios práticos dessa tecnologia em seus projetos.
No entanto, para alcançar esses benefícios, é preciso que exista uma ampla e disponível documentação sobre cada um dos padrões adotados. Além disso, também é importante que seja feito um trabalho de conscientização dos desenvolvedores e projetistas, acerca das vantagens de seu uso.
Além do mais, uma formação sólida é capaz de proporcionar os diferenciais necessários para se destacar neste e em qualquer campo da tecnologia.
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Conhece alguém da área que ainda não sabe o que são padrões de projeto e como funcionam? Então, compartilhe este conteúdo, para que todos fiquem por dentro desta importante ferramenta no desenvolvimento de softwares.
