الگوهای طراحی کلاس در برنامهنویسی شیگرا
🎓 الگوهای طراحی کلاس در برنامهنویسی شیگرا
الگوهای طراحی (Design Patterns) در زبان ++C از جمله مفاهیم کلیدی در توسعه نرمافزارهای مقیاسپذیر، قابل نگهداری و ساختیافته محسوب میشوند. این الگوها راهکارهایی استاندارد و آزمودهشده برای مواجهه با مسائل رایج در طراحی کلاسها و مدیریت ارتباطات بین آنها ارائه میدهند.
دستهبندی اصلی الگوهای طراحی
الگوهای طراحی بهطور کلی در سه دسته اصلی طبقهبندی میشوند:
| دسته | هدف | نمونههای شاخص |
|---|---|---|
| ایجادی (Creational) | کنترل نحوه ایجاد اشیاء و نمونهها | Singleton, Factory, Builder |
| ساختاری (Structural) | سازماندهی کلاسها و رابطها | Adapter, Decorator, Composite |
| رفتاری (Behavioral) | مدیریت تعاملات و رفتارهای بین اشیاء | Observer, Strategy, Command |
۱. الگوهای ایجادی (Creational Patterns)
الگوهای ایجادی بر نحوه ساخت اشیاء تمرکز دارند و به توسعهدهنده اجازه میدهند بدون وابستگی مستقیم به پیادهسازی کلاسها، نمونهسازی را انجام دهد.
-
Singleton: اطمینان از ایجاد تنها یک نمونه از کلاس در کل برنامه؛ مناسب برای مدیریت منابع اشتراکی مانند تنظیمات یا ارتباط با پایگاه داده.
-
Factory Method: ایجاد اشیاء بهصورت پویا و بدون مشخصکردن کلاس نهایی؛ کاربردی در سیستمهای توسعهپذیر.
-
Builder: ساخت اشیاء پیچیده بهصورت مرحلهای؛ مناسب برای سناریوهای فرمسازی یا تولید پیکربندیها.
-
Prototype: ایجاد نسخه کپی از یک شیء موجود؛ مفید در زمانیکه ساخت شیء جدید هزینهبر است.
۲. الگوهای ساختاری (Structural Patterns)
این دسته از الگوها بر نحوه ترکیب کلاسها و پیادهسازی ساختارهایی منعطف و قابل توسعه تمرکز دارند.
-
Adapter: تبدیل رابط یک کلاس به رابطی قابلاستفاده در سیستم؛ مناسب برای تطبیق کلاسهای ناسازگار.
-
Decorator: افزودن رفتار یا قابلیتهای جدید به اشیاء بدون تغییر در ساختار آنها؛ استفاده در توسعه ویژگیهای پویا.
-
Composite: تعریف ساختار درختی از اشیاء با رفتار یکنواخت؛ مناسب برای سیستمهای سلسلهمراتبی مانند فایلسیستم.
-
Facade: ارائه رابط ساده برای مجموعهای از کلاسها یا سیستمهای پیچیده؛ مناسب برای کپسولهسازی منطقهای داخلی.
-
Proxy: کنترل دسترسی به اشیاء و مدیریت منابع یا امنیت؛ کاربردی در پیادهسازی کش یا مدیریت اتصالها.
۳. الگوهای رفتاری (Behavioral Patterns)
این الگوها به نحوه تعامل و توزیع مسئولیتها بین اشیاء مختلف پرداخته و رفتار سیستم را سامان میدهند.
-
Observer: اطلاعرسانی به مجموعهای از اشیاء در صورت تغییر وضعیت یک شیء؛ کاربرد در رویدادها و رابطهای کاربری.
-
Strategy: انتخاب الگوریتم یا رفتار مناسب در زمان اجرا؛ مفید در سناریوهایی که نیاز به انعطافپذیری در منطق تصمیمگیری وجود دارد.
-
Command: تبدیل یک درخواست به شیء مستقل؛ مناسب برای پیادهسازی undo/redo و صففرمانها.
-
Mediator: ایجاد واسطه برای مدیریت تعاملات بین اشیاء؛ موجب کاهش وابستگیهای مستقیم.
-
State: تغییر رفتار شیء با توجه به وضعیت داخلی آن؛ کاربرد در ماشینهای حالت یا فرمهای پویای چندمرحلهای.
✅ اصول طراحی کلاسها
برای طراحی کلاسهایی با کیفیت بالا، رعایت اصول زیر توصیه میشود:
-
اصل تکوظیفهای (Single Responsibility): هر کلاس تنها باید مسئولیت مشخصی داشته باشد.
-
نهانسازی (Encapsulation): اطلاعات داخلی کلاسها باید از دسترس مستقیم خارج باشد.
-
وابستگی کم (Low Coupling): تعامل بین کلاسها باید به حداقل برسد.
-
انسجام بالا (High Cohesion): اعضای داخلی کلاس باید هدف مشترک و مرتبط داشته باشند.
-
اصل باز/بسته (Open/Closed Principle): کلاسها باید برای توسعه باز و برای تغییر بسته باشند.
