دیزاین پترن چیست؟ آشنایی ساده با الگوهای طراحی نرم‌افزار

مقدمه: چرا سراغ دیزاین پترن برویم؟

وقتی چند پروژه نوشتید، متوجه می‌شوید بعضی مشکلات بارها و بارها در شکل‌های مختلف تکرار می‌شوند: چطور فقط یک نمونه از یک کلاس بسازیم؟ چطور رفتار یک بخش را بدون دست زدن به بقیه‌ی کد عوض کنیم؟ چطور چند بخش را از تغییرات هم باخبر کنیم؟

خبر خوب این است که برنامه‌نویس‌های قبل از ما این مسائل را دیده‌اند و برایشان راه‌حل‌های منظم و قابل‌تکرار ساخته‌اند. به این راه‌حل‌ها دیزاین پترن یا الگوی طراحی می‌گوییم. در این مقاله ساده توضیح می‌دهیم که چه هستند و چطور باید با آن‌ها آشنا شد.

دیزاین پترن چیست؟

دیزاین پترن یک راه‌حل کلی و آزمایش‌شده برای یک مسئله‌ی رایج در طراحی نرم‌افزار است. مثل نقشه‌ی راه است، نه مقصد: مسیر را نشان می‌دهد، اما جزئیات پیاده‌سازی را شما با توجه به زبان و پروژه‌تان تعیین می‌کنید.

مفهوم الگوهای طراحی بیش از همه با کتاب معروف «Design Patterns» و گروهی چهارنفره معروف به GoF شناخته می‌شود که ۲۳ الگوی کلاسیک را در سه دسته معرفی کردند. امروز هم بسیاری از آموزش‌ها همین دسته‌بندی را مبنا قرار می‌دهند.

یک تشبیه ساده: نقشه‌ی یک خانه را فرض کنید. مهندس‌ها برای مشکلات تکراری مثل تأمین نور یا تهویه الگوهای مشخصی دارند، اما هر ساختمان را مطابق زمین و نیاز خودش می‌سازند. در نرم‌افزار هم همین‌طور است.

چرا یادگیری آن مهم است؟

شناخت الگوهای طراحی چند مزیت عملی دارد و یکی از چیزهایی است که برنامه‌نویس حرفه‌ای را از کسی که فقط کد می‌نویسد جدا می‌کند.

سه دسته اصلی الگوهای طراحی

الگوهای کلاسیک بر اساس نوع مشکلی که حل می‌کنند در سه دسته قرار می‌گیرند. این جدول نمای کلی می‌دهد:

الگوهای سازنده

این الگوها درباره‌ی ساختن اشیاء‌اند. مثلاً Singleton تضمین می‌کند از یک کلاس فقط یک نمونه ساخته شود (مثل تنظیمات برنامه)، و Factory ساخت شیء را از بقیه‌ی کد جدا می‌کند تا هر وقت نوع شیء عوض شد، همه‌جا را دستکاری نکنید.

الگوهای ساختاری

این دسته به نحوه‌ی کنار هم قرار گرفتن کلاس‌ها و اشیاء می‌پردازد. Adapter دو بخش ناسازگار را به هم وصل می‌کند و Decorator بدون تغییر کلاس اصلی، قابلیت جدید به آن اضافه می‌کند.

الگوهای رفتاری

این الگوها روی ارتباط بین اشیاء و تقسیم مسئولیت‌ها تمرکز دارند. Observer باعث می‌شود وقتی چیزی عوض شد، بخش‌های علاقه‌مند خبردار شوند (مثل اعلان‌ها)، و Strategy اجازه می‌دهد الگوریتم را در زمان اجرا عوض کنید.

یک مثال ساده با پایتون

برای اینکه ملموس‌تر شود، الگوی Strategy را در کوچک‌ترین شکلش ببینید. فرض کنید فروشگاهی دارید که چند روش پرداخت دارد. به‌جای نوشتن یک شرط طولانی برای هر روش، هر روش را یک تابع جدا می‌کنیم و هنگام پرداخت آن را انتخاب می‌کنیم:

def pay_by_card(amount):
    print(f'Paid {amount} by card')

def pay_by_wallet(amount):
    print(f'Paid {amount} from wallet')

def checkout(amount, pay_method):
    pay_method(amount)

checkout(100, pay_by_card)
checkout(100, pay_by_wallet)

حالا اگر فردا روش جدیدی مثل پرداخت اقساطی اضافه شود، فقط یک تابع جدید می‌نویسید و تابع checkout دست نمی‌خورد. این همان فایده‌ی اصلی الگوهای طراحی است: تغییر آسان بدون به هم ریختن بقیه‌ی کد.

چطور یادگیری را شروع کنیم؟

اشتباهات رایج