Шаблоны проектирования — это важные инструменты разработки программного обеспечения, которые обеспечивают проверенные решения повторяющихся проблем проектирования. Они предлагают структурированный подход к проектированию программных систем, обеспечивая возможность повторного использования кода, удобство сопровождения и гибкость. В этой статье мы рассмотрим различные шаблоны проектирования, сопровождаемые примерами кода, которые помогут вам понять и применить их в своих проектах.

1. Творческие шаблоны:
   1.1. Шаблон Singleton:
   Шаблон Singleton гарантирует, что класс имеет только один экземпляр, и предоставляет глобальную точку доступа к этому экземпляру. Обычно он используется для ведения журналов, подключений к базе данных или механизмов кэширования.

public class Singleton {
    private static Singleton instance;

    private Singleton() {
        // Private constructor to prevent instantiation
    }

    public static Singleton getInstance() {
        if (instance == null) {
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}

1.2. Шаблон фабричного метода:
Шаблон фабричного метода предоставляет интерфейс для создания объектов, но позволяет подклассам решать, экземпляр какого класса создавать. Он инкапсулирует логику создания объектов и способствует слабой связи.

public interface Animal {
    void makeSound();
}
public class Dog implements Animal {
    @Override
    public void makeSound() {
        System.out.println("Woof!");
    }
}
public class Cat implements Animal {
    @Override
    public void makeSound() {
        System.out.println("Meow!");
    }
}
public class AnimalFactory {
    public Animal createAnimal(String type) {
        if (type.equalsIgnoreCase("dog")) {
            return new Dog();
        } else if (type.equalsIgnoreCase("cat")) {
            return new Cat();
        }
        return null;
    }
}

2. Структурные закономерности:
   2.1. Шаблон адаптера:
   Шаблон адаптера позволяет несовместимым интерфейсам работать вместе путем преобразования интерфейса одного класса в другой интерфейс, ожидаемый клиентами. Это позволяет классам с разными интерфейсами сотрудничать.

public interface MediaPlayer {
    void play(String audioType, String fileName);
}
public interface AdvancedMediaPlayer {
    void playMp4(String fileName);
}
public class Mp4Player implements AdvancedMediaPlayer {
    @Override
    public void playMp4(String fileName) {
        System.out.println("Playing MP4 file: " + fileName);
    }
}
public class MediaAdapter implements MediaPlayer {
    private AdvancedMediaPlayer advancedMediaPlayer;

    public MediaAdapter(String audioType) {
        if (audioType.equalsIgnoreCase("mp4")) {
            advancedMediaPlayer = new Mp4Player();
        }
    }

    @Override
    public void play(String audioType, String fileName) {
        if (audioType.equalsIgnoreCase("mp4")) {
            advancedMediaPlayer.playMp4(fileName);
        }
    }
}
public class AudioPlayer implements MediaPlayer {
    private MediaAdapter mediaAdapter;

    @Override
    public void play(String audioType, String fileName) {
        if (audioType.equalsIgnoreCase("mp3")) {
            System.out.println("Playing MP3 file: " + fileName);
        } else if (audioType.equalsIgnoreCase("mp4")) {
            mediaAdapter = new MediaAdapter(audioType);
            mediaAdapter.play(audioType, fileName);
        }
    }
}

3. Модели поведения:
   3.1. Шаблон наблюдателя:
   Шаблон наблюдателя определяет зависимость «один ко многим» между объектами, при которой изменения в одном объекте вызывают обновления для всех его зависимых объектов. Он позволяет объектам быть слабо связанными и способствует развитию механизма связи между публикацией и подпиской.

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public interface Observer {
    void update();
}
public interface Subject {
    void attach(Observer observer);
    void detach(Observer observer);
    void notifyObservers();
}
public class ConcreteSubject implements Subject {
    private List<Observer> observers = new ArrayList<>();

    @Override
    public void attach(Observer observer) {
        observers.add(observer);
    }

    @Override
    public void detach(Observer observer) {
        observers.remove(observer);
    }

    @Override
    public void notifyObservers() {
        for (Observer observer : observers) {
            observer.update();
        }
    }
}
public class ConcreteObserver implements Observer {
    @Override
    public void update() {
        System.out.println("Received update from subject.");
    }
}

Шаблоны проектирования — бесценные инструменты для разработчиков программного обеспечения, предоставляющие проверенные решения повторяющихся задач проектирования. В этой статье мы рассмотрели несколько распространенных шаблонов проектирования, включая творческие, структурные и поведенческие шаблоны, а также примеры кода, демонстрирующие их реализацию. Используя шаблоны проектирования, вы можете повысить качество, удобство сопровождения и расширяемость своих программных проектов.

Включив шаблоны проектирования в процесс разработки программного обеспечения, вы сможете создавать надежные и масштабируемые приложения, соответствующие лучшим практикам в области архитектуры и дизайна программного обеспечения.

Не забудьте выбрать подходящий шаблон проектирования в зависимости от проблемы, которую вы пытаетесь решить, и конкретных требований вашего проекта. Приятного кодирования!