Примеры реализации шаблонов проектирования на Java

Приведен исходный код с объяснением работы и UML-диаграммами наиболее популярных паттернов.

• Поведенческие
  • Цепочка ответственности (Chain of Responsibility)
  • Команда (Command)
  • Состояние (State)
  • Стратегия (Strategy)
  • Посетитель (Visitor)
• Порождающие
  • Абстрактная фабрика (Abstract Factory);
  • Строитель (Builder);
  • Фабрика (Factory Method);
• Структурные
  • Декоратор (Decorator)

Код не является 100% оригинальным, скорее, это адаптация разрозненных учебных материалов. Были взяты наиболее удачные примеры с точки зрения автора - лаконичные и понятные.

Источники вдохновения:

• https://javarush.com
• https://habr.com
• http://cpp-reference.ru/patterns
• https://www.baeldung.com/tag/design-pattern
• https://github.com/RefactoringGuru

Общая теория

Паттерны проектирования (шаблоны проектирования) ‒ это готовые к использованию решения часто возникающих в программировании задач. Это не класс и не библиотека, которую можно подключить к проекту, это нечто большее.

Паттерн проектирования, подходящий под задачу, реализуется в каждом конкретном случае.

Преимущества паттернов проектирования

• Ускоряют и облегчают написание кода.
• Позволяют не «изобретать велосипед», а воспользоваться готовым проверенным принципом.
• При грамотном использовании делают код более читаемым и эффективным.
• Упрощают взаимопонимание между разработчиками.
• Помогают избавиться от типовых ошибок.
• Не зависят от языка программирования и его особенностей.
• Позволяют реализовывать сложные задачи быстрее и проще.

Недостатки паттернов проектирования

• Использование паттернов ради паттернов, наоборот, усложняет код и запутывает разработчиков.
• Неправильное применение того или иного шаблона способно сделать программу менее эффективной.
• Паттерны неуниверсальны: в одной задаче конкретный паттерн подойдет, в другой нет.
• На ранних этапах изучения бывает сложно выбрать подходящий для конкретной проблемы паттерн.
• Из-за сильной связи с объектно-ориентированным программированием использование паттернов в других парадигмах ограничено. Хотя, например, в функциональном программировании они могут применяться — просто реализуются иначе.

Виды паттернов проектирования

• Порождающие. Такие шаблоны нужны, чтобы оптимизировать создание того или иного объекта. Порождающие паттерны помогают создавать объекты так, чтобы они эффективно общались с другими, и управлять их работой. Примеры: Фабрика, Прототип, Строитель, Одиночка.
• Структурные. Если порождающие паттерны отвечают за создание и взаимодействие объектов, то структурные ‒ за то, как эти объекты структурированы в коде. Они описывают, каким образом простые классы и объекты «собираются» в более сложные. Примеры: Декоратор, Мост, Фасад.
• Поведенческие. Это паттерны проектирования, которые описывают, как объекты себя ведут и взаимодействуют с другими. Их используют, например, для разделения обязанностей между разными сущностями или для реагирования на изменения без ошибок. Примеры: Итератор, Наблюдатель, Цепочка ответственности.