آموزش الگو های طراحی (Design Pattern ها) در سی شارپ

آموزش الگو های طراحی (Design Pattern) ها در سی شارپ یکی دیگر از آموزش های گروه آموزشی پرووید می باشد که در این قسمت آن را به شما معرفی می کنیم.

الگوهای طراحی (Design Patterns) چیست؟

Design Pattern ها یا الگوهای طراحی، راه حل هایی را برای حل کرن مسائل معمول طراحی نرم افزار ارائه می دهند. در برنامه نویسی شی گرا، الگوهای طراحی اغلب به منظور حل کردن مشکلات مربوط به ایجاد اشیا و ارتباط بین آنها مورد استفاده قرار می گیرد. الگوهای طراحی راه حل های کلی هستند که در قالب الگوهایی ارائه می شوند و می توانند برای حل کردن مشکلات دنیای واقعی طراحی نرم افزار استفاده شوند.

آشنایی با الگوهای طراحی کمک بسیار خوبی برای شما در در طراحی و ساخت نرم افزارها است. اما مهمتر از دانستن نام هر الگو، مشکلی است که الگوی مورد نظر سعی در رفع آن دارد. بنابراین، به جای حفظ کردن نام الگوها بهتر است نحوه ی پیاده سازی و هدف از پیاده سازی آنها را یاد بگیرید.

نکته ی آخر اینکه از الگوهای طراحی (Design Pattern) می توان در هر نوع برنامه ی شی گرایی استفاده کرد:

پلت فرم Windows Form Application WPF جاوا توسعه ی وب و موارد دیگر

البه بدون شک کاربرد بعضی از الگو در بعضی از شرایط بیشتر می باشد اما این به این معنا نیست که الگوهای طراحی را فقط میتوان در سی شارپ یا برنامه های ویندوز پیاده سازی کرد.

دلایل استفاده از الگوهای طراحی

الگوهای طراحی یا Design Pattern ها می توانند با ارائه الگوهای توسعه آزمایش شده و اثبات شده، روند توسعه را سریع تر کنند. طراحی موثر نرم افزار مستلزم در نظر گرفتن مسائلی است که ممکن است تا بعد از اجرا قابل مشاهده نباشند. استفاده مجدد از الگوهای طراحی به جلوگیری از مسائل ظریف که می تواند باعث مشکلات عمده شود کمک می کند و خوانایی کد را برای برنامه نویسان و معماران آشنا با الگوها بهتر می کند.

اغلب برنامه نویسان فقط می دانند چگونه از تکنیک های طراحی نرم افزار خاص برای مشکلات خاص استفاده کنند، اما به کارگیری این تکنیک ها در طیف وسیع تری از مشکلات، دشوار است. الگوهای طراحی راه حل های کلی در قالب مستند ارائه می دهند، که نیازی به جزئیات خاص مربوط به یک مشکل خاص ندارد. علاوه بر این، الگوها به توسعه دهندگان اجازه می دهند تا با استفاده از نامهای شناخته شده برای تعاملات نرم افزاری ارتباط برقرار کنند. الگوهای معمول طراحی را می توان با گذشت زمان بهبود بخشید و آنها را قوی تر از طرح های موقت کرد.

الگوهای طراحی خلاقانه

همه الگوهای طراحی مربوط به ایجاد کلاس است. این الگو را می توان بیشتر به الگوهای ایجاد کلاس و الگوهای ایجاد object تقسیم کرد. در حالی که الگوهای ایجاد کلاس، از وراثت به طور موثر در فرایند لحظه ای استفاده می کنند، الگوهای ایجاد object از delegation به طور موثر برای انجام کار استفاده می کنند.

تفاوت الگوهای ساختاری و رفتاری در طراحی نرم‌افزار

در پروژه‌های C#، پیچیدگی نرم‌افزار فقط به تعداد کلاس‌ها مربوط نیست؛ نحوه اتصال اجزا و شیوه همکاری آن‌ها نیز بر قابلیت نگهداری کد اثر می‌گذارد. آموزش آموزش الگوهای طراحی در سی‌شارپ، الگوهای Structural و Behavioral را در کنار یکدیگر بررسی می‌کند تا بتوانید تفاوت مسئله‌هایی را که هر گروه حل می‌کند بهتر تشخیص دهید. برای نمونه، Adapter برای هماهنگ کردن رابط‌های ناسازگار کاربرد دارد، در حالی که Decorator امکان افزودن مسئولیت به یک شیء را بدون تغییر مستقیم کلاس اصلی فراهم می‌کند. شناخت این تفاوت‌ها انتخاب الگو را به نیاز واقعی طراحی پیوند می‌دهد.

در بخش الگوهای رفتاری، موضوع اصلی نحوه توزیع مسئولیت و برقراری ارتباط میان اشیاست. Observer برای اطلاع‌رسانی به وابستگان هنگام تغییر وضعیت، Strategy برای جایگزین کردن الگوریتم‌های مختلف و Chain of Responsibility برای عبور درخواست از میان چند مسئول احتمالی قابل استفاده است. آموزش این الگوها به توسعه‌دهندگان کمک می‌کند هنگام طراحی منطق برنامه، به‌جای ایجاد شرط‌های تو در تو یا وابستگی‌های سخت میان کلاس‌ها، ساختاری متناسب با مسئله انتخاب کنند. بررسی چند الگوی متفاوت در یک آموزش پیشرفته، امکان مقایسه مزایا و محدودیت‌های راهکارها را فراهم می‌سازد.

انتخاب Singleton، Builder و Prototype در C#

الگوهای Creational روی نحوه ایجاد اشیا تمرکز دارند، اما همه آن‌ها برای یک وضعیت یکسان طراحی نشده‌اند. در این آموزش، Singleton، Builder و Prototype از جمله الگوهایی هستند که بررسی می‌شوند. Singleton زمانی مطرح است که قرار باشد دسترسی به یک نمونه مشخص مدیریت شود؛ Builder ساخت اشیای پیچیده را به مراحل قابل‌کنترل تقسیم می‌کند؛ و Prototype امکان ایجاد نمونه جدید بر اساس یک شیء موجود را فراهم می‌سازد. شناخت تفاوت این رویکردها برای طراحی کلاس‌هایی با مسئولیت‌های مشخص اهمیت دارد، به‌خصوص زمانی که ساخت شیء شامل تنظیمات متعدد یا فرایند تکرارشونده باشد.

انتخاب الگوی مناسب باید بر اساس مسئله، هزینه نگهداری و نیازهای آینده نرم‌افزار انجام شود، نه صرفاً به دلیل شناخته‌شده بودن نام آن. برای مثال، استفاده از Singleton در جایی که چند نمونه مستقل لازم است می‌تواند محدودیت ایجاد کند، همان‌طور که Builder برای ساخت اشیای ساده ممکن است پیچیدگی غیرضروری به همراه داشته باشد. این آموزش علاوه بر الگوهای تولیدی، ساختاری و رفتاری، به سایر Design Patternها نیز می‌پردازد و با جمع‌بندی مباحث به توسعه‌دهنده کمک می‌کند کاربرد هر الگو را در طراحی شی‌گرا بهتر ارزیابی کند.