دیزاین پترن‌ها ( design patterns ) ، الگوهای معمول و مستندی در برنامه‌نویسی هستند که توسط “گروه چهار نفره” (Gang of Four) ارائه شده‌اند. این الگوها، راهکارهای مشابه برای مشکلات طراحی ارائه می‌دهند و از جمله آنها می‌توان به Singleton، Observer، و Factory اشاره کرد. با استفاده از دیزاین پترن‌ها، برنامه‌نویسان می‌توانند ساختارهای بهتری را در کد ایجاد کرده و کارایی و انعطاف پروژه‌های نرم‌افزاری را افزایش دهند.
دیزاین پترن‌ها در برنامه‌نویسی مجموعه‌ای از قواعد و رویکردهای معماری هستند که به توسعه‌دهندگان کمک می‌کنند مشکلات متداول در طراحی نرم‌افزارها را حل کنند. این پترن‌ها به صورت مستقل و یا با ترکیب با یکدیگر استفاده می‌شوند تا کد قابلیت خواندن، توسعه و نگهداری بیشتری داشته باشد.
در این مقاله، به توضیح 10 الگوی معمول دیزاین پترن ها ( design patterns ) می‌پردازم:
1) Singleton Pattern (الگوی تک نمونه)
الگوی Singleton یک الگوی ساختاری (Creational) در طراحی نرم‌افزار است که تضمین می‌کند تنها یک نمونه از یک کلاس ایجاد شود. به این ترتیب، هر زمان که نیاز به استفاده از این کلاس پیش‌آید، Singleton یک دسترسی یکتا به نمونه تولید شده این کلاس فراهم می‌کند و ایجاد نمونه جدید را اجازه نمی‌دهد.
2) Factory Method Pattern (الگوی متد کارخانه)
الگوی Factory Method یک الگوی طراحی سازنده (Creational) است که در برنامه‌نویسی شیء-گرا مورد استفاده قرار می‌گیرد. هدف اصلی این الگو، ایجاد یک راهکار سریع برای ساخت اشیاء بدون نیاز به مشخص کردن کلاس اصلی این اشیاء است.
3) Observer Pattern (الگوی مشاهده‌گر)
الگوی Observer یک الگوی طراحی رفتاری (Behavioral) است که در برنامه‌نویسی شیء-گرا استفاده می‌شود. هدف اصلی این الگو، ایجاد یک راهکار برای ارتباطات یک به چند (One-to-Many) بین اشیاء به نحوی است که وقوع تغییر در یکی از اشیاء، سایر اشیاء مشاهده‌کننده از این تغییر مطلع شوند و واکنش مناسبی نسبت به آن نشان دهند.
4) Strategy Pattern (الگوی استراتژی)
الگوی Strategy یک الگوی طراحی رفتاری (Behavioral) است که در برنامه‌نویسی شیء-گرا استفاده می‌شود. هدف اصلی این الگو، تعریف مجموعه‌ای از الگوها یا راهبردها (Strategies) و امکان انتخاب و استفاده از آنها در زمان اجرا به وسیله یک شیء متصل به دیگر اشیاء است.
5) Decorator Pattern (الگوی دکوراتور)
الگوی طراحی Decorator یک الگوی ساختاری (Structural) در برنامه‌نویسی شیء-گرا است که امکان افزودن عملکرد به یک شیء بدون تغییر در ساختار آن را فراهم می‌کند. این الگو این امکان را دارد که یک شیء را به یک سری شیء دیگر با قابلیت‌های گسترده‌تر تبدیل کند.
6) Command Pattern (الگوی دستور)
الگوی طراحی Command یک الگوی رفتاری (Behavioral) در برنامه‌نویسی شیء-گرا است که امکان انتقال درخواست به عنوان یک شیء قابل مدیریت را فراهم می‌کند. این الگو به برنامه‌نویسان این امکان را می‌دهد تا عملیات‌ها یا درخواست‌های خود را در قالب یک شیء قرار داده و آن را بین اشیاء مختلفی که در سیستم شرکت دارند، منتقل کنند.
الگوی Command به برنامه‌نویسان این امکان را می‌دهد که درخواست‌های مختلف را به صورت مجزا و قابل مدیریت انجام دهند، همچنین این الگو اجازه می‌دهد تا درخواست‌ها را ذخیره کرده و لغو یا اعاده آنها را مدیریت کنند. به این ترتیب، Command Pattern باعث انعطاف‌پذیری بیشتر در مدیریت درخواست‌ها و انجام عملیات‌ها می‌شود، و همچنین کاهش وابستگی بین مشتری و دریافت‌کننده (Receiver) را ایجاد می‌کند.
7) Iterator Pattern (الگوی تکرارکننده)
با استفاده از Iterator Pattern، برنامه‌نویسان می‌توانند بدون دخالت در ساختار داخلی یک مجموعه، اطلاعات موجود در آن را به ترتیب دریافت کنند. این الگو به برنامه‌نویسان این امکان را می‌دهد که روی مجموعه‌ها به یک صورت یکسان حاکمیت داشته باشند بدون آن که نیاز به تغییر در ساختار مجموعه داشته باشند.
8) Composite Pattern (الگوی ترکیب)
الگوی Composite یک الگوی طراحی ساختاری (Structural) در برنامه‌نویسی شیء-گرا است که این امکان را فراهم می‌کند تا اشیاء را به صورت سلسله‌مراتبی یا درختی گروه‌بندی و سازماندهی کنیم و سپس با استفاده از یک رابط یکسان با این اشیاء کار کنیم.
9) MVC (Model-View-Controller) Pattern (الگوی مدل-نمایشگر-کنترل‌کننده)
این یک الگوی معماری است که برنامه را به سه بخش اصلی تقسیم می‌کند: مدل (منطق کسب و کار و داده‌ها)، نمایشگر (نمایش اطلاعات به کاربر) و کنترل‌کننده (مدیریت واکنش به ورودی‌های کاربر).
10) Proxy Pattern (الگوی پراکسی)
الگوی طراحی Proxy یک الگوی ساختاری (Structural) است برای کنترل و دسترسی به یک شیء و یا سیستم به صورت میانی (intermediary) یا نماینده (proxy). Proxy یک لایه اضافی ایجاد می‌کند که به کلاینت (Client) اجازه می‌دهد به شیء یا سیستم دسترسی داشته باشد، اما به صورت مستقیم.
با استفاده از Proxy Pattern، می‌توان از کلاسهای نماینده به جای کلاسهای اصلی استفاده کرد و امکانات اضافی را به کار اصلی اضافه کرد، در حالی‌که کاربر بدون تغییر در کد موجود می‌تواند از این امکانات بهره‌مند شود.
سخن پایانی
در مجموع، دیزاین پترن‌ها ( design patterns ) به عنوان الگوهای استاندارد در برنامه‌نویسی، امکاناتی گسترده برای بهبود قابلیت‌ها و کارایی کد فراهم می‌آورند. این الگوها با تأکید بر اصول انعطاف‌پذیری، افزایش قابلیت توسعه، افزایش قابلیت‌های قابل استفاده مجدد، و افزایش قابلیت خوانایی کد، به برنامه‌نویسان این امکان را می‌دهند که با چالش‌های طراحی راحت‌تر مواجه شوند.
استفاده هوشمندانه از دیزاین پترن‌ها، به برنامه‌نویسان کمک می‌کند تا بهترین راه حل‌ها را برای مسائل مختلف بیابند و با تغییرات در نیازمندی‌ها به سرعت ساختار کد را به‌روزرسانی کنند. با درک دقیق از ویژگی‌ها و کاربردهای هر دیزاین پترن، برنامه‌نویسان می‌توانند بهبودهای اساسی در ساختار کد خود ایجاد کنند و پایه‌ای مستحکم برای پروژه‌های نرم‌افزاری خود فراهم آورند.
