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Erzeugende (Creational) MusterStrukturelle (Structural) MusterVerhaltensmuster (Behavioral) MusterFabrikmuster (Factory Method)Abstrakte Fabrik (Abstract Factory)BuilderPrototyp (Prototype)SingletonAdapter (Adapter)Brücke (Bridge)Kompositum (Composite)DecoratorFassade (Facade)FlyweightProxyChain of ResponsibilityCommandIteratorMediatorMomentaufnahme (Memento)Beobachter (Observer)Zustand (State)Strategie (Strategy)Template-Methode (Template Method)Besucher (Visitor)Gruppierte Muster nach Hauptkategorien
Dieser Inhalt wurde automatisch aus dem Ukrainischen übersetzt.
Entwurfsmuster in der Programmierung sind allgemeine Lösungen für typische Probleme, die bei der Softwareentwicklung auftreten. Dies ist ein architektonischer Ansatz, der eine standardisierte Methode zur Lösung spezifischer Probleme oder Aufgaben in der Programmierung bietet.
Entwurfsmuster helfen Entwicklern, Software zu erstellen, die flexibel, leicht erweiterbar und einfach wartbar ist. Sie lösen spezifische Probleme, ohne dass neue Lösungen von Grund auf neu entwickelt werden müssen. Die Verwendung von Entwurfsmustern erleichtert das Verständnis und die Wartung des Codes, fördert die Anwendung von Best Practices (best practice) und verbessert die Zusammenarbeit im Team.
Entwurfsmuster können in drei Hauptkategorien klassifiziert werden.
Erzeugende (Creational) Muster
Vereinfachen den Prozess der Objekterstellung. Zu dieser Kategorie gehören beispielsweise Singleton, Factory Method, Abstract Factory.
Strukturelle (Structural) Muster
Vereinfachen die Organisation von Programmstrukturen und die Interaktion zwischen Komponenten. Dazu gehören beispielsweise Adapter, Composite, Proxy.
Verhaltensmuster (Behavioral) Muster
Beschreiben, wie die Interaktion zwischen Objekten organisiert wird. Dazu gehören beispielsweise Observer, Strategy, Command.
Die Anwendung von Entwurfsmustern trägt zur Erweiterung und Wartung des Codes bei und erleichtert die Kommunikation zwischen den Mitgliedern des Entwicklerteams. Wenn ein Entwickler auf ein typisches Problem stößt, kann er das entsprechende Entwurfsmuster anwenden, was seinen Code strukturierter und wartbarer macht.
Es gibt viele Entwurfsmuster, die zur Lösung verschiedener Aufgaben geeignet sind. Eine gute Praxis ist es, das Problem oder die Aufgabe zu analysieren und zu entscheiden, welches Muster in diesem speziellen Fall am besten geeignet ist. Auch sollte man die Best Practices nicht vergessen. Im Folgenden werden die beliebtesten Muster und ihre Anwendungsbereiche betrachtet. Für ein tieferes Verständnis sollte jedes Muster einzeln studiert werden. Diese Notiz bietet nur einen sehr kurzen Überblick (einige Sätze).
Fabrikmuster (Factory Method)
Definiert ein Interface zur Erstellung von Objekten, lässt jedoch die Wahl der Unterklassen, welche Klasse erstellt werden soll.
Ein klassisches Beispiel ist die Erstellung von grafischen Elementen (Buttons, Eingabefeldern) in grafischen Benutzeroberflächen.
Abstrakte Fabrik (Abstract Factory)
Bietet ein Interface zur Erstellung von Familien von interagierenden oder abhängigen Objekten, ohne deren spezifische Klassen.
Beispiel - Erstellung von grafischen Elementen (Buttons, Eingabefeldern, Fenstern) mit einem bestimmten Stil oder Thema.
Builder
Trennt den Prozess des Aufbaus eines komplexen Objekts von seiner Darstellung, sodass derselbe Aufbauprozess verschiedene Darstellungen erzeugen kann.
Beispiel - Erstellung von Objekten mit komplexen Konfigurationen, wie z.B. einem Autoobjekt mit verschiedenen Optionen.
Prototyp (Prototype)
Ermöglicht die Erstellung neuer Objekte durch Kopieren vorhandener Objekte, was Flexibilität und Geschwindigkeit bei der Objekterstellung bietet.
Beispiel - Erstellung von Kopien von Dokumenten, grafischen Objekten usw.
Singleton
Stellt sicher, dass eine Klasse nur eine Instanz hat und bietet einen globalen Zugriffspunkt darauf.
Beispiel - Klasse, die verwendet wird, um globale Einstellungen zu speichern.
Adapter (Adapter)
Ermöglicht einem Interface, mit einem anderen inkompatiblen Interface zu arbeiten.
Beispiel - Anpassung der Interfaces verschiedener Bibliotheken oder Klassen für eine bequeme Interaktion.
Brücke (Bridge)
Trennt die Abstraktion von der Implementierung, sodass sie unabhängig voneinander geändert werden können.
Beispiel - Trennung der grafischen Benutzeroberfläche von ihrer Implementierung, um beide Teile unabhängig ändern zu können.
Kompositum (Composite)
Fasst eine Gruppe von Objekten in einer baumartigen Struktur zusammen, um sie so zu behandeln, als wäre es ein einzelnes Objekt.
Beispiel - Aufbau eines Verzeichnisses in einem Dateisystem.
Decorator
Ermöglicht das dynamische Hinzufügen neuer Funktionalitäten zu Objekten.
Beispiel - Erweiterung der Funktionalität eines Objekts, z.B. durch Hinzufügen von Dekoratoren zu grafischen Objekten.
Fassade (Facade)
Bietet ein einfaches und einheitliches Interface zu einer großen Gruppe von Interfaces in einem Subsystem.
Beispiel - Erstellung einer Fassade für komplexe Bibliotheken oder Subsysteme zur bequemen Nutzung.
Flyweight
Ermöglicht es Objekten, gemeinsame Teile zu teilen, um Speicher zu sparen.
Beispiel - Erstellung von leichten Objekten zur effizienten Ressourcennutzung.
Proxy
Ermöglicht die Verwendung spezieller Ersatzobjekte anstelle von realen. Diese Objekte fangen Aufrufe ab, die an das ursprüngliche Objekt gerichtet sind, was es ermöglicht, eigenen Code vor oder nach der Übergabe des Aufrufs an das ursprüngliche Objekt einzufügen.
Beispiel - Verwendung eines Proxy-Objekts zur Zugriffskontrolle auf ein schweres Objekt, wie z.B. ein großes Bild.
Chain of Responsibility
Ermöglicht das Weiterleiten von Anfragen an Bearbeitungsobjekte und bildet eine Kette.
Beispiel - Bearbeitung von Anfragen auf verschiedenen Ebenen des Systems, bis die Anfrage bearbeitet wird.
Command
Kapselt eine Anfrage als Objekt ein, sodass der Client mit Anfragen, Objekten und Warteschlangen parametrisiert werden kann.
Beispiel - Implementierung einer Anfragewarteschlange.
Iterator
Bietet eine Möglichkeit zum sequenziellen Zugriff auf Objekte, ohne deren interne Struktur offenzulegen.
Beispiel - Durchlaufen von Elementen einer Liste oder Sammlung, ohne deren interne Struktur offenzulegen.
Mediator
Definiert ein Objekt, das die Art und Weise der Interaktion einer Gruppe von Objekten kapselt.
Beispiel - Erstellung eines Mediators zur Steuerung der Interaktion einer großen Anzahl von Komponenten der grafischen Benutzeroberfläche.
Momentaufnahme (Memento)
Bietet die Möglichkeit, den vorherigen Zustand eines Objekts zu speichern und wiederherzustellen.
Beispiel - Speicherung des Spielstands, damit der Spieler zu vorherigen Punkten zurückkehren kann.
Beobachter (Observer)
Definiert die Abhängigkeit eines oder mehrerer Objekte vom Zustand eines anderen Objekts.
Beispiel - Implementierung eines Abonnements für Updates in grafischen Benutzeroberflächen oder Benachrichtigungssystemen.
Zustand (State)
Ermöglicht es einem Objekt, sein Verhalten zu ändern, wenn sich sein Zustand ändert.
Beispiel - Implementierung eines Skripts mit Zuständen zur Steuerung des Verhaltens eines Objekts in Abhängigkeit von Bedingungen. Zum Beispiel das Verhalten von NPC in Abhängigkeit von seinem Zustand und seiner Umgebung.
Strategie (Strategy)
Definiert eine Familie von Algorithmen und macht sie austauschbar.
Beispiel - Auswahl eines Sortieralgorithmus je nach Bedarf im konkreten Fall.
Template-Methode (Template Method)
Definiert die allgemeine Struktur eines Algorithmus und erlaubt es Unterklassen, einige Schritte des Algorithmus zu ändern.
Beispiel - Implementierung einer Vorlage zur Erstellung ähnlicher Algorithmen.
Besucher (Visitor)
Ermöglicht die Definition einer neuen Operation, ohne die Klassen der Objekte zu ändern, in denen sie verwendet wird.
Beispiel - Implementierung eines Besuchers zur Verarbeitung verschiedener Objekttypen in einem komplexen System.
Gruppierte Muster nach Hauptkategorien
Erzeugende (Creational) Muster:
- Fabrikmuster (Factory Method)
- Abstrakte Fabrik (Abstract Factory)
- Builder
- Prototyp (Prototype)
- Singleton
Strukturelle (Structural) Muster:
- Adapter (Adapter)
- Brücke (Bridge)
- Kompositum (Composite)
- Decorator
- Fassade (Facade)
- Flyweight
- Proxy
Verhaltensmuster (Behavioral) Muster:
- Chain of Responsibility
- Command
- Iterator
- Mediator
- Memento
- Beobachter (Observer)
- Zustand (State)
- Strategie (Strategy)
- Template-Methode (Template Method)
- Besucher (Visitor)
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