Tipos de Patrones de Diseño y Cómo Implementar Uno (Con Ejemplo)

Los profesionales que emplean la programación para realizar sus tareas laborales pueden utilizar una serie de herramientas para mejorar la calidad de su trabajo. Los patrones de diseño, por ejemplo, pueden utilizarse para escribir programas de alta calidad y evitar los errores más comunes. Aprender sobre los patrones de diseño y cómo emplearlos para planificar y escribir código puede ayudarle a desarrollar programas de éxito.

En este artículo, proporcionamos una definición de los patrones de diseño, describimos quién los utiliza, explicamos por qué son importantes, enumeramos varios tipos y describimos cómo se puede implementar un patrón de diseño en un programa.

Preguntas de la entrevista sobre patrones de diseño (con ejemplos de respuestas)

¿Qué son los patrones de diseño?

Los patrones de diseño son soluciones a problemas comunes de diseño de software, pero no forman parte del código. Estos patrones pueden utilizarse como plantilla para generar código de calidad en situaciones de creación de software o programas. Los patrones de diseño no son código, por lo que pueden utilizarse para crear programas en diversos lenguajes, como Java, C++ y Python. Estos son los componentes de los que constan los patrones de diseño:

  • Los patrones de diseño son reutilizables. Los programadores pueden reutilizar un mismo patrón de diseño en muchos proyectos diferentes.
  • Un patrón de diseño es una solución a un problema común de programación. Todos los patrones de diseño ofrecen soluciones a los retos de la programación.

¿Quién utiliza patrones de diseño?

Los profesionales con los siguientes títulos de trabajo pueden utilizar patrones de diseño para solucionar problemas en su código:

  • Desarrollador de software: Los desarrolladores de software pueden utilizar patrones de diseño para crear software con éxito y evitar errores comunes en su código. También pueden utilizar los patrones de diseño para ayudar a escribir la documentación de su código.

  • Programador: Un programador puede utilizar patrones de diseño para escribir programas sin errores y describir las funciones de su código en la documentación técnica.

  • Desarrollador web back-end: Los desarrolladores web de back-end crean programas que ayudan a un servidor a comunicarse con una base de datos. Pueden utilizar patrones de diseño para escribir estos programas.

  • Ingeniero de software: Los ingenieros de software son profesionales de la tecnología que pueden utilizar patrones de diseño para escribir software técnico.

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¿Cuáles son los beneficios de utilizar patrones de diseño?

Los patrones de diseño ayudan a los profesionales de la programación a resolver problemas comunes en sus programas. Estas son algunas de las principales ventajas de utilizar patrones de diseño en sus programas:

  • Sigue el estándar de la industria: En la industria tecnológica, se considera una buena práctica utilizar patrones de diseño cuando se planifican y escriben programas.

  • Mejora la calidad: El uso de patrones de diseño al escribir tu código puede ayudar a mejorar la calidad del diseño de tu programa al mejorar su facilidad de mantenimiento, resistencia y reutilización.

  • Maximiza la productividad: Cuando los profesionales utilizan una plantilla para el diseño de sus programas de eficacia probada, puede ayudarles a desarrollar programas más rápidamente, mejorando la productividad.

  • Ayuda a los profesionales de la codificación a comunicarse: Los patrones de diseño pueden dar a los programadores y desarrolladores de software un vocabulario para describir formas de estructurar el código, lo que permite mejorar la comunicación en el desarrollo de software y la programación.

Tipos de patrones de diseño

Hay unos cuantos tipos principales de patrones de diseño que se pueden utilizar para escribir programas. Cada tipo de patrón de diseño tiene varios subtipos. Aquí están los tres tipos de patrones de diseño más comunes:

Creación

Muchos lenguajes de programación, conocidos como lenguajes de programación orientados a objetos, tienen elementos llamados clases y objetos. Un objeto es un tipo de datos que se puede crear en un programa y que tiene un conjunto de atributos. Una clase es una plantilla que puedes utilizar para crear una instancia de un objeto.

Por ejemplo, puede crear un programa que utilice un coche como objeto. Dos atributos del coche son su color y su tipo. Puede incluir estos atributos como datos para el objeto coche. Una vez que haya definido los atributos del coche, puede utilizar varias clases para crear diferentes instancias del objeto coche con diferentes atributos, como una clase con un todoterreno rojo y una clase con un camión azul.

Los patrones de diseño creativos son plantillas para crear clases y objetos. He aquí algunos ejemplos de patrones de diseño creacional:

  • Método de fábrica: Puede utilizar el método de fábrica para crear un objeto de forma segura.
  • Singleton: El patrón Singleton crea una única instancia de una clase.

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Estructura

Un patrón de diseño estructural es una plantilla para definir la estructura y los componentes de una clase. Estos patrones de diseño ayudan a los profesionales de la programación a organizar múltiples clases y objetos en sus programas. Los patrones de diseño estructural también ayudan a garantizar la eficiencia y la flexibilidad de un programa.

He aquí algunos ejemplos de patrones de diseño estructural:

  • Decoración: El patrón de diseño del decorador puede ayudarle a mejorar el funcionamiento de un objeto en un programa manteniendo la estructura del objeto.
  • Compuesto: Puede implementar un patrón de diseño compuesto cuando su programa tenga varios objetos con funcionalidades similares. Este patrón utiliza una estructura de árbol para organizar las clases y los objetos en los programas.
  • Fachada: El patrón de diseño de fachada proporciona una interfaz de usuario que ayuda a facilitar el uso del programa.

Comportamiento

Un patrón de diseño de comportamiento es una plantilla que puede ayudar a las diferentes clases de un programa a comunicarse entre sí para llevar a cabo las acciones del programa. En otras palabras, estos patrones definen la forma en que los objetos de un programa se comportan.

Los patrones de diseño de comportamiento también ayudan a los programadores a escribir algoritmos eficientes o pasos secuenciales en un programa que realiza una función. Un ejemplo del mundo real de un algoritmo es un problema matemático, que a menudo requiere un conjunto específico de pasos para completarse. Los programas funcionan de forma similar.

  • Estado: El patrón de diseño de estado cambia la forma en que un objeto se comporta cuando su estado (es decir, sus propiedades, como el color del coche en el ejemplo anterior) cambia.
  • Mediador: Puedes utilizar el patrón de diseño mediador cuando quieras simplificar las comunicaciones entre objetos y clases en un programa.

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Cómo implementar un patrón de diseño

Estos son los pasos que puedes seguir para utilizar un patrón de diseño para escribir un programa:

1. Identificar sus necesidades

El primer paso para implementar un patrón de diseño en un programa es identificar lo que necesita de su programa. No todos los programas necesitan un patrón de diseño para ser eficaces. Es posible que observe un problema en su programa, como la falta de flexibilidad o eficiencia, que un patrón de diseño puede resolver.

Por ejemplo, puede notar que un programa que está escribiendo incluye múltiples puntos de acceso a un archivo, creando un riesgo de seguridad. Puede utilizar un patrón de diseño para resolver este problema.

2. Elige un patrón de diseño en función de tus necesidades

Después de analizar lo que necesita que cumpla su programa, puede revisar los patrones de diseño. Puede elegir un patrón que se adapte a sus necesidades o que resuelva el problema que intenta abordar en su código.

A partir del ejemplo anterior, puede escribir su programa de manera que sólo haya un punto de acceso al objeto utilizando un patrón de diseño de creación llamado singleton.

3. Utilizar el patrón de diseño para escribir el programa

Por último, puede utilizar el patrón de diseño como plantilla para cumplir el propósito del programa. Aquí's un ejemplo de un programa Java que utiliza el patrón de diseño singleton:

public class Singleton {

private static Singleton instance = new Singleton();

private Singleton { }

public static Singleton getInstance() {

ejemplo de retorno;

}

}

La primera línea del programa inicia la clase con el nombre de Singleton. La segunda línea crea una instancia de la clase. Observe que esta instancia es una variable privada, lo que significa que los usuarios ajenos a la clase Singleton no pueden acceder a su valor o contenido. La tercera línea también utiliza la palabra clave private para proteger la instancia de la clase Singleton del acceso externo. La cuarta línea presenta un método llamado getInstance(), que devuelve el valor de la instancia (declarada en la segunda línea del programa) cuando se llama.