O que são Padrões de Projeto de Software
Design patterns, ou padrões de projeto de software, são soluções comprovadas e testadas para problemas comuns que os desenvolvedores de software enfrentam durante o processo de desenvolvimento de software. Essas soluções foram identificadas, documentadas e aperfeiçoadas por especialistas em software ao longo do tempo e estão disponíveis como um conjunto de melhores práticas para serem aplicadas em diferentes contextos de desenvolvimento de software.
Os padrões de projeto de software ajudam os desenvolvedores a resolver problemas de projeto de software comuns de forma eficiente e eficaz. Esses padrões podem ser aplicados em diferentes contextos de desenvolvimento de software, independentemente da linguagem de programação ou da plataforma usada.
Estes design patterns são classificados em três categorias principais: padrões criacionais, padrões estruturais e padrões comportamentais. Os padrões criacionais lidam com a criação de objetos, os padrões estruturais lidam com a composição de objetos e os padrões comportamentais lidam com a interação entre objetos. Cada categoria de padrões de projeto de software é composta por vários padrões individuais que podem ser aplicados em diferentes situações de desenvolvimento de software.
Quais as Características de um Padrão de Projeto
Um padrão de projeto é uma solução comprovada para um problema recorrente de design de software. Geralmente, um padrão de projeto tem as seguintes características:
- Nome: o padrão de projeto tem um nome único e descritivo que ajuda a identificá-lo e a comunicá-lo com outros desenvolvedores.
- Contexto: o padrão de projeto descreve um problema específico de design de software que ocorre em um contexto particular.
- Solução: o padrão de projeto descreve uma solução para o problema de design de software, que é comprovada e testada por especialistas em software.
- Consequências: o padrão de projeto descreve as consequências positivas e negativas de sua aplicação, para que os desenvolvedores possam avaliar os prós e contras da sua utilização.
- Exemplos: o padrão de projeto é acompanhado de exemplos de código que ilustram como aplicar a solução para o problema de design.
- Documentação: o padrão de projeto é documentado de forma clara e concisa, para que outros desenvolvedores possam entendê-lo e aplicá-lo em suas próprias soluções de software.
- Compatibilidade: o padrão de projeto pode ser aplicado em diferentes contextos de desenvolvimento de software e em diferentes linguagens de programação.
Onde que o famoso Padrão GoF (Gang of Four) entra nessa história?
Os padrões GoF, ou padrões Gang of Four, são um conjunto de 23 padrões de projeto de software descritos no livro “Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software“, escrito por Erich Gamma, Richard Helm, Ralph Johnson e John Vlissides, publicado em 1994. Esses quatro autores são comumente referidos como “a gangue dos quatro” ou “GoF”.
Os padrões GoF são divididos em três categorias principais assim como já abordamos na introdução acima sobre padrões de projeto de software que são: padrões criacionais, padrões estruturais e padrões comportamentais. Cada padrão descreve um problema comum de design de software e fornece uma solução comprovada para esse problema. Alguns dos padrões GoF são:
Padrões Criacionais:
- Abstract Factory
- Builder
- Factory Method
- Prototype
- Singleton
Padrões Estruturais:
- Adapter
- Bridge
- Composite
- Decorator
- Facade
- Flyweight
- Proxy
Padrões Comportamentais:
- Chain of Responsibility
- Command
- Interpreter
- Iterator
- Mediator
- Memento
- Observer
- State
- Strategy
- Template Method
- Visitor
Cada padrão GoF é documentado em detalhes, com uma descrição do problema que o padrão resolve, a solução proposta, as consequências da sua aplicação e exemplos de código para demonstrar como ele pode ser utilizado na prática.
Os padrões GoF são amplamente utilizados pela comunidade de desenvolvimento de software em todo o mundo e são considerados como um conjunto fundamental de melhores práticas de design de software.
Existem outros tipos de padrões além dos abordados pelo GoF?
Além dos padrões GoF, existem muitos outros padrões de projeto de software famosos que são amplamente utilizados pela comunidade de desenvolvimento de software em todo o mundo. Alguns exemplos incluem:
- Padrões Arquiteturais: são padrões que lidam com a organização de sistemas de software em grande escala e incluem padrões como Arquitetura em Camadas, Arquitetura em Microserviços, Arquitetura Baseada em Eventos, entre outros.
- Padrões de Integração: são padrões que descrevem soluções para integrar sistemas de software heterogêneos e incluem padrões como Mensageria, Integração via Banco de Dados, Integração via Web Services, entre outros.
- Padrões de Segurança: são padrões que descrevem soluções para garantir a segurança de sistemas de software e incluem padrões como Autenticação, Autorização, Criptografia, entre outros.
- Padrões de Teste: são padrões que descrevem soluções para testar sistemas de software e incluem padrões como Teste Unitário, Teste de Integração, Teste de Aceitação, entre outros.
- Padrões de Desenvolvimento Ágil: são padrões que descrevem soluções para desenvolver software de forma ágil e incluem padrões como Desenvolvimento Iterativo e Incremental, Programação em Pares, Integração Contínua, entre outros.
Existem muitos outros padrões de projeto de software além desses, e muitos deles são específicos para determinadas plataformas, linguagens de programação ou domínios de aplicação. No entanto, todos eles compartilham o objetivo comum de fornecer soluções comprovadas para problemas comuns de design de software.
Vantagens e Desvantagens no uso dos Padrões de Projeto de Software
Vantagens:
- Soluções comprovadas: Os padrões de projeto de software são soluções comprovadas para problemas de design de software, que foram desenvolvidas e testadas ao longo do tempo pela comunidade de desenvolvimento de software. Isso significa que os desenvolvedores podem confiar nessas soluções e usá-las para resolver problemas semelhantes em seus próprios projetos.
- Melhor qualidade do software: Os padrões de projeto de software promovem boas práticas de design de software e, quando aplicados corretamente, podem ajudar a melhorar a qualidade do software produzido. Isso ocorre porque esses padrões são projetados para produzir software mais modular, flexível e extensível.
- Facilitam a comunicação: Os padrões de projeto de software são uma linguagem comum para os desenvolvedores discutirem soluções de design de software. Isso significa que eles facilitam a comunicação entre membros da equipe e podem ajudar a evitar mal-entendidos e erros de comunicação.
- Facilitam a manutenção do software: Os padrões de projeto de software tornam o software mais modular e fácil de manter, pois eles dividem o código em componentes reutilizáveis e independentes. Isso significa que, se uma parte do software precisar ser alterada ou atualizada, isso pode ser feito sem afetar outras partes do software.
Desvantagens:
- Complexidade: Alguns padrões de projeto de software podem ser complexos e difíceis de entender para desenvolvedores iniciantes. Além disso, aplicar padrões incorretamente pode levar a um código ainda mais complexo.
- Overengineering: O uso excessivo de design patterns pode levar a uma abordagem “overengineering”, em que o código é complicado demais para o problema que está sendo resolvido. Isso pode levar a um software mais difícil de entender e manter.
- Custo: A aplicação de padrões de projeto de software pode aumentar o tempo e o custo do desenvolvimento de software, pois os desenvolvedores precisam entender e aplicar os padrões corretamente.
- Rigidez: Alguns padrões de projeto de software podem tornar o software mais rígido e menos flexível. Isso ocorre quando um padrão é aplicado incorretamente ou quando o software é projetado para se ajustar ao padrão, em vez de o padrão ser adaptado ao software.
Há diferenças entre Clean Architecture e Design Patterns?
Sim, há diferenças. Clean Architecture é um padrão de arquitetura de software proposto por Robert C. Martin em seu livro “Clean Architecture: A Craftsman’s Guide to Software Structure and Design” e se concentra em separar o código do negócio da infraestrutura técnica e fornecer uma arquitetura limpa e testável. Por outro lado, design patterns são soluções de design reutilizáveis para problemas comuns de design de software que foram desenvolvidas pela comunidade de desenvolvimento de software.
Enquanto os padrões de projeto de software, como o padrão Observer ou Singleton, se concentram em resolver problemas específicos de design, a Clean Architecture é uma abordagem mais ampla para o design de arquitetura de software que define como o software deve ser organizado e como as diferentes camadas do software devem interagir entre si.
Os padrões de projeto de software podem ser usados dentro de uma arquitetura de software limpa para implementar soluções de design específicas, enquanto a arquitetura limpa é usada para definir a estrutura geral do software e as responsabilidades de cada camada.
Em resumo, Clean Architecture e design patterns são conceitos diferentes que podem ser usados juntos para criar um software limpo, modular e extensível. Os padrões de projeto são soluções específicas de design que podem ser aplicadas dentro de uma arquitetura de software limpa para resolver problemas de design específicos.
E por fim, a pergunta que não quer calar, qual o melhor momento para se aprofundar no conhecimento de Design Patterns?
Recomenda-se que os desenvolvedores comecem a estudar design patterns após terem uma boa compreensão dos conceitos básicos de programação orientada a objetos (POO). Isso inclui conhecimento de classes, objetos, herança, polimorfismo e encapsulamento.
Uma vez que os desenvolvedores tenham uma compreensão sólida dos conceitos básicos de POO, eles podem começar a explorar diferentes padrões de projeto de software e quando e como usá-los. No entanto, é importante lembrar que os padrões de projeto não são uma bala de prata e devem ser usados com cautela e bom senso para evitar “overengineering” ou tornar o código mais complexo do que precisa ser.
Além disso, é importante lembrar que o aprendizado de padrões de projeto de software é um processo contínuo e deve ser feito ao longo do tempo. A prática de implementar diferentes padrões de projeto em projetos de exemplo e em projetos do mundo real pode ajudar os desenvolvedores a entender melhor como aplicar esses padrões de forma eficaz e aprender a identificar os problemas de design que podem ser resolvidos com o uso desses padrões.
Em resumo, é recomendado que os desenvolvedores estudem design patterns após terem uma boa compreensão dos conceitos básicos de POO e, em seguida, continuem aprendendo e praticando ao longo do tempo para aprimorar suas habilidades de design de software.
