Design Pattern là những giải pháp phổ biến để thiết kế phần mềm mà các lập trình viên nên biết đến. Việc hiểu các Design Pattern có thể giúp lập trình viên giải quyết các vấn đề thường gặp trong quá trình thiết kế phần mềm.
Muốn tìm hiểu thêm về các Design Pattern là gì, phân loại các mẫu Design Patterns ra sao? Tại sao nên sử dụng Design Pattern? Những lợi ích cho Developers khi sử dụng Design Pattern là gì? Hãy tham gia cùng InterData.vn tìm hiểu thêm qua bài viết này nhé!
Design Pattern là gì?
Các Design Pattern là các giải pháp tổng thể mà người dùng sử dụng trong thiết kế phần mềm. Những giải pháp này được tối ưu hóa và giải quyết cho các tình huống cụ thể.
Các mẫu thiết kế được sử dụng trong lập trình hướng đối tượng, là một kỹ thuật lập trình có thể triển khai bằng nhiều ngôn ngữ như Java, C#, JavaScript,… Nhờ các mẫu thiết kế, nó giúp người lập trình giải quyết các vấn đề với các mẫu thiết kế, câu hỏi chung.
Design Pattern giúp bạn giải quyết vấn đề một cách tối ưu nhất và cung cấp cho bạn giải pháp lập trình OOP. Tuy nhiên, nếu bạn là một “người mới” – một người mới làm quen với lập trình và chưa có hiểu biết rõ ràng về kiến thức OOP, thì bây giờ không phải là lúc để bạn chơi với các Design Pattern.
Để học các Design Pattern, bạn cần có kiến thức vững chắc về lập trình, đặc biệt là lập trình OOP. Việc hiểu và vận dụng kiến thức OOP sẽ giúp bạn tiếp cận và nâng cao kỹ năng Design Pattern dễ dàng và hiệu quả hơn.
Cấu trúc Design Pattern
Hầu hết các Design Pattern đều được trình bày một cách thống nhất. Vì vậy, mọi người có thể sử dụng chúng trong mọi tình huống. Sau đây là những phần phổ biến của các Design Pattern phần mềm:
- Mục tiêu: Thường mô tả ngắn gọn vấn đề và giải pháp của nó
- Động lực: Giải thích kỹ lưỡng hơn về vấn đề và các giải pháp khả thi bắt nguồn từ các mẫu thiết kế
- Cấu trúc lớp: trình bày từng phần của lược đồ và mối quan hệ giữa chúng
Ví dụ code: Các ví dụ mã bằng một trong những ngôn ngữ lập trình phổ biến nhất được cung cấp để người đọc có thể hiểu ý tưởng cơ bản của mẫu.
Tại sao nên sử dụng Design Pattern?
Design Pattern là gì? Tại sao phải sử dụng nó? Design Pattern làm cho sản phẩm linh hoạt hơn, dễ thay đổi và bảo trì hơn. Một điều thường xảy ra trong quá trình phát triển phần mềm là những thay đổi về yêu cầu. Tại thời điểm này, hệ thống được mở rộng, các tính năng mới được thêm vào và hiệu suất cần được tối ưu hóa hơn nữa.
Các Design Pattern cung cấp các giải pháp tối ưu, đã được chứng minh cho các vấn đề software engineering. Các giải pháp này có dạng chung và giúp đẩy nhanh quá trình phát triển phần mềm bằng cách cung cấp các mô hình và mô hình phát triển đã được thử nghiệm.
Đôi khi bạn gặp khó khăn với một vấn đề đã được giải quyết, các design patterns chính là con đường giúp bạn giải quyết vấn đề thay vì tự mình tìm kiếm các giải pháp tốn thời gian. Giúp lập trình viên hiểu nhanh code của người khác.
Tất cả các thành viên trong team có thể dễ dàng liên lạc với nhau và cùng nhau xây dựng dự án mà không lãng phí quá nhiều thời gian.
Những kiến thức cần có để học Design Pattern là gì?
Một số kiến thức để học Design Pattern là gì? Cùng InterData.vn tìm hiểu ngay nhé!
Kiến thức về lập trình hướng đối tượng (OOP):
Việc thảo luận về Design Pattern trong OOP và rõ ràng kiến thức cũng như tư duy về OOP là điều bắt buộc. Đầu tiên, bạn cần hiểu, nắm vững và vận dụng được các đặc điểm, tính chất của lập trình hướng đối tượng. Nhiều Design Pattern về cơ bản chỉ là cách áp dụng các thuộc tính OOP một cách linh hoạt và linh hoạt.
InterData.vn khuyến khích bạn xem lại kiến thức OOP của mình một cách cẩn thận và hiểu bản chất của sự trừu tượng, đa hình… Từ bỏ tư duy cấu trúc và nâng cấp để hoàn thiện tư duy OOP.
Ngoài ra bạn nên tìm hiểu về cách đọc sơ đồ Diagram
Design Pattern trong OOP là một template, và khái niệm phục vụ các vấn đề về concept, không có gì dễ hiểu và dễ dàng nhận biết, nghiên cứu thiết kế bằng trực quan hơn việc vẽ và thể hiện thiết kế dưới dạng sơ đồ (Diagram). Các sơ đồ thường dùng để minh họa các mẫu thiết kế được gọi là sơ đồ lớp.
Phân loại các mẫu Design Patterns
Hệ thống Design Pattern được chia thành 3 nhóm:
Creational Patterns
- Abstract Factory
- Builder
- Factory
- Prototype
- Singleton
Kiểu patterns cung cấp giải pháp để tạo ra các đối tượng và che giấu được logic của việc tạo ra nó thay vì tạo ra đối tượng theo cách trực tiếp. Điều này giúp chương trình linh hoạt hơn trong việc quyết định đối tượng nào cần được tạo trong các tình huống khác nhau.
Structural Patterns
- Adapter
- Bridge
- Composite
- Decorator
- Facade
- Flyweight
- Proxy
Những patterns loại này liên quan tới class và các thành phần của những đối tượng. Dùng để thiết lập, định nghĩa quan hệ giữa các đối tượng với nhau. Hệ thống càng lớn thì mẫu này càng đóng vai trò quan trọng. Ta có thể dựa vào class diagram để theo dõi mẫu này.
Behavioral Patterns
- Chain of responsibility
- Command
- Interpreter
- Iterator
- Mediator
- Memento
- Observer
- State
- Strategy
- Template method
- Visitor
Nhóm này liên quan đến các quan hệ hành vi để xử lí các chức năng giữa các đối tượng trong hệ thống. Đối với các mẫu thuộc nhóm này ta có thể dựa vào collaboration và sequence diagram để theo dõi.
Nhược điểm của Design Pattern là gì?
Design Pattern chỉ là một cách để giải quyết vấn đề thiết kế, không phải là cách duy nhất. Vì vậy, bạn cần phải thực sự tỉnh táo và linh hoạt, và nếu là trưởng nhóm, bạn nên suy nghĩ và xem xét các giải pháp hoặc pattern khác dựa trên kinh nghiệm và vấn đề thực tế của các thành viên trong nhóm.
Ngoài ra, Design Pattern cũng có một số nhược điểm như: đôi khi làm cho thiết kế của bạn phức tạp và khó debug hơn, hoặc bản thân Design Pattern cũng có nhược điểm nhưng mọi người vẫn sử dụng vì ưu điểm của nó tốt hơn các phương pháp khác.
Tình trạng thường gặp nhất là áp dụng mẫu singleton Pattern vào source code, gây khó khăn cho việc kiểm soát các instance của đối tượng,… Như vậy, các Design Pattern cũng có những nhược điểm. Mọi chuyện không được tốt lắm. Vì vậy hãy suy nghĩ cẩn thận trước khi sử dụng một loại mẫu nhất định.
Những lợi ích cho Developers khi sử dụng Design Pattern là gì?
Tăng tốc độ phát triển phần mềm
Việc sử dụng các Design Pattern trong phát triển phần mềm cung cấp cho người lập trình những công cụ để giải quyết các vấn đề thường gặp trong thiết kế phần mềm.
Ngay cả khi bạn không gặp phải những vấn đề này, việc nắm vững các Design Pattern vẫn rất hữu ích vì nó giúp lập trình viên hiểu cách giải quyết vấn đề bằng cách áp dụng các nguyên tắc thiết kế hướng đối tượng.
Dễ dàng trong làm việc teamwork
Design Pattern giúp hỗ trợ lập trình viên giao tiếp hiệu quả hơn. Ví dụ: chỉ cần đặt tên cho một mẫu và tất cả các thành viên trong nhóm sẽ hình dung được cấu trúc, ý tưởng và cách áp dụng nó. Điều này giúp các lập trình viên làm việc nhóm dễ dàng và tối ưu hóa thời gian.
Tái sử dụng code
Design Pattern giúp lập trình viên thiết kế phần mềm có thể dễ dàng tái sử dụng và mở rộng mã với các giải pháp tối ưu. Do đó, khi lập trình viên gặp vấn đề trong khi xây dựng phần mềm, họ có thể sử dụng các mẫu thiết kế như một hướng dẫn để giúp giải quyết vấn đề thay vì tự mình tìm ra giải pháp.
Hạn chế các lỗi tiềm ẩn và nâng cấp dễ dàng
Ngoài ra, việc sử dụng lại các Design Pattern giúp người lập trình tránh được các vấn đề tiềm ẩn có thể dẫn đến các lỗi lớn trong tương lai. Điều này cũng giúp dự án dễ dàng nâng cấp và bảo trì hơn trong tương lai
Khi nào nên sử dụng Design pattern?
Việc sử dụng các mô hình Design Pattern trong phần mềm lập trình giúp các chương trình chạy “mượt” hơn và giúp các thao tác quản lý, bảo trì nâng cấp trở nên dễ dàng hơn. Tuy nhiên, các Design Pattern được coi là hơi trừu tượng nên nó phù hợp hơn cho việc viết code mới từ đầu hơn là thiết kế cho code cũ.
Khi sử dụng các Design Pattern có sẵn, lập trình viên sẽ gặp phải một vấn đề khác: performance của product. Đảm bảo các lập trình viên hiểu toàn bộ mã nguồn hoạt động như thế nào trước khi sử dụng nó.
Sử dụng các Design Pattern trong phần mềm lập trình giúp chương trình chạy trơn tru hơn. Hiện nay có rất nhiều Design Pattern đang được các lập trình viên áp dụng vào công việc lập trình.
Nếu các lập trình viên thường xuyên tải xuống và cài đặt một số thư viện, packages hoặc module nhất định thì đó là lúc các Design Pattern được triển khai trong hệ thống.
Tất cả các framework cho ứng dụng web (như Laravel, Codeigniter…) đều sử dụng kiến trúc Design Pattern có sẵn và mỗi framework đều có các Design Pattern riêng. Do đó, các Design Pattern là một phần của sự lựa chọn rộng rãi trong lập trình.
Qua bài viết dưới đây, các bạn đã có câu trả lời cho câu hỏi “Design Pattern là gì?” Tại sao nên sử dụng Design Pattern? và những kiến thức cơ bản cần thiết về Design Pattern. Nếu bạn có bất kì thắc mắc nào hãy để lại thông tin bên dưới InterData.vn sẽ giải đáp giúp bạn.