En la programación, nunca encontrarás una única solución para los diferentes problemas que surgen al modelar y diseñar los algoritmos. Es por ello que en la última década se ha trabajado mucho en las estrategias para afrontar los problemas más comunes con la mayor eficacia posible y dando un paso adelante a nuestro código. Los patrones de diseño son las piezas fundamentales de un rompecabezas que nos permiten construir software sólido, eficiente y mantenible. En este artículo explicaremos qué son estas estrategias y cómo pueden beneficiar a los desarrolladores en su día a día.
Qué son los Patrones de Diseño
Conceptos Básicos
Estos patrones son soluciones probadas y documentadas para problemas comunes que surgen durante el desarrollo de software. ¿Por qué vas a inventar la rueda si ya existe? En esencia, su función es dar un enfoque estructurado y optimizado para abordar desafíos especificados que los programadores enfrentan regularmente. Imaginemos que tenemos que diseñar el algoritmo para una máquina expendedora donde debemos tener en cuenta varios contextos como dinero insuficiente, producto no disponible…
Esta imagen muestra el diagrama de clases del problema implementando el patrón de diseño State.
Las consecuencias de aplicar este patrón van a dar a nuestro código un aumento de la reutilización, dar una alternativa a las subclases y aumentar la sencillez con la que funcionará la máquina de Vending.
Lo cierto es que aplicar este tipo de patrones de diseño facilitan el mantenimiento del código lo que lo hacen muy apropiados de implementar.
Objetivos
El objetivo principal de los patrones de diseño es promover la reutilización del código y facilitar el mantenimiento y la escalabilidad del software. Ayudan a los desarrolladores a comunicarse usando un lenguaje común y a evitar problemas comunes que pueden surgir durante el desarrollo.
Ejemplos
Algunos ejemplos de patrones de diseño incluyen el patrón Singleton, que asegura que una clase tenga una única instancia, y el patrón Observer, que permite que los objetos se suscriban a eventos y sean notificados de cambios.
Tipos de Patrones de Diseño
En la práctica hay infinidad de tipos de estrategia, pero los más utilizados los podemos diferenciar en base a que problemas dan solución:
Patrones Creacionales
Se centran en la creación de objetos de manera eficiente abstrayendo el proceso de instancia y permitiendo mayor flexibilidad en la creación de nuevos objetos en un futuro. . Ejemplos incluyen el Singleton y Factory.
Patrones Estructurales
Se ocupan de la composición de clases y objetos para formar estructuras más grandes y complejas en el futuro. Ayudan a garantizar la funcionabilidad del proyecto, aunque una parte del sistema deje de funcionar por algún motivo. Ejemplos incluyen el Adapter y Composite.
Patrones de Comportamiento
Se centran en la interacción entre objetos y como organizar la distribución de responsabilidades. Ayudan a definir cómo los objetos colaboran entre sí. Ejemplos incluyen el Strategy y Observer.
Importancia de los Patrones de Diseño
Beneficios
El uso de patrones de diseño ofrece múltiples beneficios, como la mejora de la mantenibilidad y la escalabilidad del software, así como la reducción del tiempo de desarrollo al reutilizar soluciones probadas. A continuación, daremos 5 aspectos cruciales por la que optar por los patrones de diseño:
- Reutilización de Código: Los patrones de diseño promueven la reutilización de soluciones probadas, lo que reduce la necesidad de reinventar la rueda por cada proyecto que vayamos desarrollando.
- Claridad y Mantenibilidad: ¿Qué pasa si al segundo año tenemos que modificar el código? Al seguir estos patrones establecidos, se fomenta la claridad en el código y se simplifica su mantenimiento. Además, otros programadores que no seas tú van a ser capaces de leer tus líneas porque estas estrategias le dan mayor legibilidad al código.
- Mejora del rendimiento: Normalmente los patrones de diseño están diseñados para ser lo más eficaz y óptimos posible por lo que nos facilitan la tarea a los programadores. Estos están diseñador para optimizar la utilización de recursos y reducir la complejidad algorítmica
- Escalabilidad: Si en un futuro nuestro código necesita expandirse es importante tener una buena base. Es por ello que estas estructuras bien definidas y probadas, van a dar a nuestro proyecto la posibilidad de adaptarse y expandirse de manera más eficiente.
- Abstracción y Flexibilidad: Los patrones de diseño fomentan la abstracción, con lo que permite a los programadores enfocar sus esfuerza en otro tipo de problemas como puede ser construir sistemas flexibles o mejorar la optimización de la complejidad del algoritmo.
Aplicaciones
Los patrones de diseño se aplican en diversas áreas del desarrollo de software, desde la programación de sistemas hasta el desarrollo web y móvil. Proporcionan un marco estructurado que facilita la resolución de problemas complejos.
Mejores prácticas
Para maximizar los beneficios de los patrones de diseño, es importante seguir mejores prácticas, como seleccionar el patrón adecuado para el problema en cuestión y adaptar las implementaciones a las necesidades específicas del proyecto.
Patrones de Diseño Creacionales
Singleton
El patrón Singleton asegura que una clase tenga una única instancia y proporciona un punto global de acceso a esta instancia. Es útil en situaciones donde se necesita controlar el acceso a recursos compartidos.
Factory
El patrón Factory proporciona una interfaz para crear objetos en una superclase, pero permite a las subclases alterar el tipo de objetos que se crearán. Esto es útil para manejar múltiples tipos de objetos derivados de una clase base común.
Abstract Factory (Builder)
El patrón Abstract Factory(Builder) ofrece una interfaz para crear familias de objetos relacionados o dependientes sin especificar sus clases concretas. Es útil para asegurar la compatibilidad entre los productos de la misma familia.
Patrones de Diseño Estructurales
Adapter
El patrón Adapter permite que clases con interfaces incompatibles trabajen juntas mediante la conversión de la interfaz de una clase en otra que el cliente espera.
Composite
El patrón Composite permite tratar a objetos individuales y composiciones de objetos de manera uniforme. Es útil para representar jerarquías de objetos y facilita la gestión de estructuras complejas.
Decorator
El patrón Decorator permite añadir responsabilidades adicionales a un objeto de manera dinámica. Es una alternativa flexible a la subclasificación para extender la funcionalidad.
Patrones de Diseño de Comportamiento
Strategy
El patrón Strategy define una familia de algoritmos, encapsula cada uno y los hace intercambiables. Permite que el algoritmo varíe independientemente de los clientes que lo utilicen.
Observer
El patrón Observer define una dependencia de uno a muchos entre objetos, de manera que cuando un objeto cambia de estado, todos sus dependientes son notificados y actualizados automáticamente.
Command
El patrón Command encapsula una solicitud como un objeto, permitiendo que los parámetros seizen en una cola, se guarden y se deshagan. Facilita la implementación de operaciones que pueden ser deshechas.
Conclusión
En resumen, si quieres ser un profesional y dar un paso adelante en tus proyectos como programador necesitarás conocer estos patrones de diseño, así como conocer qué tipo de problemas tengo en mi proyecto. Al comprender y aplicar patrones de diseño de manera efectiva, puedes elevar la calidad y eficiencia de tus proyectos, allanando el camino hacia soluciones más robustas y sólidas.
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