Los patrones de diseño son la base para la búsqueda de soluciones a problemas comunes en el desarrollo de software y otros ámbitos referentes al diseño de interacción o interfaces.
Al momento de hablar de patrones de diseño nos referimos a estructuras ya diseñadas y conocidas que nos permiten resolver problemas específicos, siempre y cuando estos cumplan con las características que un patrón debe poseer, como lo son que su efectividad haya sido comprobada, y que puedan ser reutilizados para uno o mas problemas y/o programas.
Un diseño de clases como ejemplo de los patrones de diseño
En el ejemplo anterior tenemos el diseño de clases para un programa que necesite el objeto "Automovil" y sus características, la clase automóvil es un buen ejemplo al hablar de patrones de diseño ya que esta comprobado según su estructura su funcionalidad y puede ser utilizado en otro programa o para resolver otro tipos de problemas que necesiten de su clase.
Algo de historia
Ward Cunningham diseñador de patrones
de software y el primer ser humano en crear
una Wiki.
de software y el primer ser humano en crear
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En 1979 el arquitecto Christopher Alexander aportó al mundo de la arquitectura el libro The Timeless Way of Building; en él proponía el aprendizaje y uso de una serie de patrones para la construcción de edificios de una mayor calidad, en la que esa mayor calidad se refería a la arquitectura antigua y la menor calidad correspondía a la arquitectura moderna, que el romper con la arquitectura antigua había perdido esa conexión con lo que las personas consideraban que era calidad.
En palabras de este autor, "Cada patrón describe un problema que ocurre infinidad de veces en nuestro entorno, así como la solución al mismo, de tal modo que podemos utilizar esta solución un millón de veces más adelante sin tener que volver a pensarla otra vez."
Los patrones que Christopher Alexander y sus colegas definieron, publicados en un volumen denominado A Pattern Language, son un intento de formalizar y plasmar de una forma práctica generaciones de conocimiento arquitectónico. Los patrones no son principios abstractos que requieran su redescubrimiento para obtener una aplicación satisfactoria, ni son específicos a una situación particular o cultural; son algo intermedio. Un patrón define una posible solución correcta para un problema de diseño dentro de un contexto dado, describiendo las cualidades invariantes de todas las soluciones. Dentro de las soluciones de Christopher Alexander se encuentran cómo se deben diseñar ciudades y dónde deben ir las perillas de las puertas.
Más tarde, en 1987, Ward Cunningham y Kent Beck, sobrepasados por el pobre entrenamiento que recibían los nuevos programadores en orientación a objetos, se preguntaban cómo se podían capturar las buenas ideas para luego de alguna manera traspasarlas a los nuevos programadores recién instruidos en herencia y polimorfismo. Leyendo a Alexander se dieron cuenta del paralelo que existía entre la buena arquitectura propuesta por Alexander y la buena arquitectura OO, de modo que usaron varias ideas de Alexander para desarrollar cinco patrones de interacción hombre-ordenador (HCI) y publicaron un artículo en OOPSLA-87 titulado Using Pattern Languages for OO Programs.
No obstante, no fue hasta principios de la década de 1990 cuando los patrones de diseño tuvieron un gran éxito en el mundo de la informática a partir de la publicación del libroDesign Patterns escrito por el grupo Gang of Four (GoF) compuesto por Erich Gamma, Richard Helm, Ralph Johnson y John Vlisides, en el que se recogían 23 patrones de diseño comunes.
Objetivos
Los patrones de diseños fueron creados para cumplir con los siguientes objetivos:
- Proporcionar catálogos de elementos re-utilizables en el diseño de sistemas software.
- Evitar la reiteración en la búsqueda de soluciones a problemas ya conocidos y solucionados anteriormente.
- Formalizar un vocabulario común entre diseñadores.
- Estandarizar el modo en que se realiza el diseño.
- Facilitar el aprendizaje de las nuevas generaciones de diseñadores condensando conocimiento ya existente.
Evitando siempre el interponerse ante el uso de otro tipo de estructura de diseño y reducir la creatividad de los programadores o diseñadores de software.
Categorías
Según el nivel de abstracción de su estructura nos encontramos con tres tipos de patrones:
- Patrones de arquitectura: son aquellos que expresan un esquema organizativo estructural fundamental para sistemas de software.
- Patrones de diseño: son aquellos que expresan esquemas para definir estructuras de diseño (o sus relaciones) con las que construir sistemas de software.
- Dialectos: estos son aatrones de bajo nivel específicos para un lenguaje de programación o entorno concreto.
Estructura o Plantilla de patrones
Para describir un patrón se usan plantillas más o menos estandarizadas, de forma que se expresen uniformemente y puedan constituir efectivamente un medio de comunicación uniforme entre diseñadores. Varios autores eminentes en esta área han propuesto plantillas ligeramente distintas pero la plantilla más común es la utilizada precisamente por el GoF(Gang of Four) y consta de los siguientes apartados:
- Nombre del patrón: nombre estándar del patrón por el cual será reconocido en la comunidad (normalmente se expresan en inglés).
- Clasificación del patrón: creacional, estructural o de comportamiento.
- Intención: ¿Qué problema pretende resolver el patrón?
- También conocido como: Otros nombres de uso común para el patrón.
- Motivación: Escenario de ejemplo para la aplicación del patrón.
- Aplicabilidad: Usos comunes y criterios de aplicabilidad del patrón.
- Estructura: Diagramas de clases oportunos para describir las clases que intervienen en el patrón.
- Participantes: Enumeración y descripción de las entidades abstractas (y sus roles) que participan en el patrón.
- Colaboraciones: Explicación de las interrelaciones que se dan entre los participantes.
- Consecuencias: Consecuencias positivas y negativas en el diseño derivadas de la aplicación del patrón.
- Implementación: Técnicas o comentarios oportunos de cara a la implementación del patrón.
- Código de ejemplo: Código fuente ejemplo de implementación del patrón.
- Usos conocidos: Ejemplos de sistemas reales que usan el patrón.
- Patrones relacionados: Referencias cruzadas con otros patrones.
Algunos patrones
Por ultimo en este espacio mencionaremos dos clases de patrones, con sus respectivos elementos, considerados los principales con una breve explicación de la utilidad de sus funciones.
Patrones estructurales: Son los patrones de diseño software que solucionan problemas de composición (agregación) de clases y objetos
- Adapter o Wrapper (Adaptador o Envoltorio): Adapta una interfaz para que pueda ser utilizada por una clase que de otro modo no podría utilizarla.
- Bridge (Puente): Desacopla una abstracción de su implementación.
- Composite (Objeto compuesto): Permite tratar objetos compuestos como si de uno simple se tratase.
- Decorator (Decorador): Añade funcionalidad a una clase dinámicamente.
- Facade (Fachada): Provee de una interfaz unificada simple para acceder a una interfaz o grupo de interfaces de un subsistema.
- Flyweight (Peso ligero): Reduce la redundancia cuando gran cantidad de objetos poseen idéntica información.
- Proxy: Mantiene un representante de un objeto.
- Módulo: Agrupa varios elementos relacionados, como clases, singletons, y métodos, utilizados globalmente, en una entidad única.
Patrones de comportamiento: Se definen como patrones de diseño software que ofrecen soluciones respecto a la interacción y responsabilidades entre clases y objetos, así como los algoritmos que encapsulan
- Chain of Responsibility (Cadena de responsabilidad): Permite establecer la línea que deben llevar los mensajes para que los objetos realicen la tarea indicada.
- Command (Orden): Encapsula una operación en un objeto, permitiendo ejecutar dicha operación sin necesidad de conocer el contenido de la misma.
- Interpreter (Intérprete): Dado un lenguaje, define una gramática para dicho lenguaje, así como las herramientas necesarias para interpretarlo.
- Iterator (Iterador): Permite realizar recorridos sobre objetos compuestos independientemente de la implementación de estos.
- Mediator (Mediador): Define un objeto que coordine la comunicación entre objetos de distintas clases, pero que funcionan como un conjunto.
- Memento (Recuerdo): Permite volver a estados anteriores del sistema.
- Observer (Observador): Define una dependencia de uno-a-muchos entre objetos, de forma que cuando un objeto cambie de estado se notifique y actualicen automáticamente todos los objetos que dependen de él.
- State (Estado): Permite que un objeto modifique su comportamiento cada vez que cambie su estado interno.
- Strategy (Estrategia): Permite disponer de varios métodos para resolver un problema y elegir cuál utilizar en tiempo de ejecución.
- Template Method (Método plantilla): Define en una operación el esqueleto de un algoritmo, delegando en las subclases algunos de sus pasos, esto permite que las subclases redefinan ciertos pasos de un algoritmo sin cambiar su estructura.
- Visitor (Visitante): Permite definir nuevas operaciones sobre una jerarquía de clases sin modificar las clases sobre las que opera.
NOTA: Los tipos de patrones colocados en esta publicación constan de enlace directo a WIKIPEDIA para mas información referente a ellos
INFORMACIÓN SUBIDA A ESTA PAGINA POR (Juan Velasquez / V-24.522430).
