Design Patterns sind bewährte Lösungsschemata für wiederkehrende Probleme in der Softwareentwicklung. Sie bieten eine standardisierte Herangehensweise, um bestimmte Designprobleme zu lösen. Die Bedeutung einzelner Design Patterns kann je nach Anwendungskontext variieren, aber einige sind besonders weit verbreitet und nützlich in einer Vielzahl von Situationen.
Anwendung: Garantiert, dass eine Klasse genau eine Instanz hat und bietet einen globalen Zugriffspunkt auf diese Instanz. Es wird oft verwendet, um eine zentrale Managementklasse oder einen zentralen Konfigurationspunkt zu erstellen.
Anwendung: Ermöglicht einem Objekt, sein Verhalten automatisch zu ändern, wenn sich der Zustand eines anderen Objekts ändert. Es wird häufig in der Implementierung von ereignisgesteuerten Systemen oder in Situationen verwendet, wo ein Objekt Änderungen von mehreren anderen Objekten überwachen muss.
Anwendung: Definiert eine Schnittstelle zur Erstellung eines Objekts, lässt aber die Unterklassen entscheiden, welche Klasse instanziiert wird. Factory Method wird verwendet, um die Erstellung von Objekten zu kapseln und die Flexibilität bei der Generierung von Objekten verschiedener Typen zu erhöhen.
Anwendung: Bietet eine Schnittstelle zur Erstellung von Familien verwandter oder abhängiger Objekte, ohne ihre konkreten Klassen anzugeben. Es wird oft eingesetzt, um die Abhängigkeit von spezifischen Klassen zu verringern und die Austauschbarkeit und Wiederverwendbarkeit zu fördern.
Anwendung: Definiert eine Familie von Algorithmen, kapselt sie einzeln und macht sie austauschbar. Strategy ermöglicht es dem Algorithmus, unabhängig von den Clients, die ihn verwenden, zu variieren. Es wird verwendet, um verschiedene Algorithmen oder Geschäftslogiken flexibel zwischen Objekten austauschen zu können.
Anwendung: Ermöglicht die Zusammenarbeit von Klassen mit inkompatiblen Schnittstellen, indem es die Schnittstelle einer Klasse in eine andere umwandelt. Adapter wird häufig eingesetzt, um bestehende Klassen mit neuen Schnittstellen zu verwenden, ohne den Quellcode der bestehenden Klassen ändern zu müssen.
Anwendung: Fügt einem Objekt dynamisch neue Funktionalitäten hinzu, ohne die Struktur von Objekten zu verändern. Es wird oft verwendet, um bestehende Klassen flexibel um neue Funktionen zu erweitern.
Anwendung: Kapselt einen Aufruf als Objekt und ermöglicht es, Operationen in Warteschlangen zu stellen, Operationen zu protokollieren und Operationen rückgängig zu machen. Command ist nützlich, um Operationen zu entkoppeln und flexible Erweiterung und Wiederverwendung von Operationen zu ermöglichen.
Anwendung: Ermöglicht es einem Objekt, sein Verhalten zu ändern, wenn sein interner Zustand ändert. Das Objekt scheint seine Klasse zu ändern. State wird verwendet, um komplizierte (zustandsabhängige) Steuerungen zu implementieren, ohne dass eine übermäßige Anzahl von bedingten Anweisungen erforderlich ist.
Anwendung: Definiert das Skelett eines Algorithmus in der Superklasse, aber lässt Unterklassen einige spezifische Schritte des Algorithmus überschreiben. Template Method wird eingesetzt, um die Wiederverwendung von Code zu maximieren und gleichzeitig Flexibilität in den variablen Teilen des Algorithmus zu ermöglichen.
Diese Design Patterns sind grundlegende Werkzeuge für Softwareentwickler, um saubere, effiziente und wartbare Software-Designs zu erstellen. Ihre Anwendung hilft, Code-Duplikation zu vermeiden, fördert die Prinzipien der Objektorientierung und bietet Lösungen für häufige Probleme in der Softwarearchitektur.