Padrão de projeto de software

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Em engenharia de software, um padrão de projeto ou padrão de desenho (do inglês design pattern) é uma solução geral reutilizável para um problema que ocorre com frequência dentro de um determinado contexto no projeto de software. Um padrão de projeto não é um projeto finalizado que pode ser diretamente transformado em código fonte ou de máquina, ele é uma descrição ou modelo (template) de como resolver um problema que pode ser usado em muitas situações diferentes. Padrões são melhores práticas formalizadas que o programador pode usar para resolver problemas comuns quando projetar uma aplicação ou sistema. Padrões de projeto orientados a objeto normalmente mostram relacionamentos e interações entre classes ou objetos, sem especificar as classes ou objetos da aplicação final que estão envolvidas. Padrões que implicam orientação a objetos ou estado mutável mais geral, não são tão aplicáveis em linguagens de programação funcional.

Padrões de projeto residem no domínio de módulos e interconexões. Em um nível mais alto há padrões arquiteturais que são maiores em escopo, usualmente descrevendo um padrão global seguido por um sistema inteiro.[1]

Um padrão de projeto define :

  • seu nome,
  • o problema,
  • quando aplicar esta solução e
  • suas consequências.

Os padrões de projeto :

  • visam facilitar a reutilização de soluções de desenho - isto é, soluções na fase de projeto do software - e
  • estabelecem um vocabulário comum de desenho, facilitando comunicação, documentação e aprendizado dos sistemas de software.

História[editar | editar código-fonte]

Christopher Alexander[2] [3] [4] em seus livros (1977/1979) Notes on the Synthesis of Form, The Timeless Way of Building e A Pattern Language, estabelece que um padrão deve ter, idealmente, as seguintes características:

  • Encapsulamento: um padrão encapsula um problema ou solução bem definida. Ele deve ser independente, específico e formulado de maneira a ficar claro onde ele se aplica.
  • Generalidade: todo padrão deve permitir a construção de outras realizações a partir deste padrão.
  • Equilíbrio: quando um padrão é utilizado em uma aplicação, o equilíbrio dá a razão, relacionada com cada uma das restrições envolvidas, para cada passo do projeto. Uma análise racional que envolva uma abstração de dados empíricos, uma observação da aplicação de padrões em artefatos tradicionais, uma série convincente de exemplos e uma análise de soluções ruins ou fracassadas pode ser a forma de encontrar este equilíbrio.
  • Abstração: os padrões representam abstrações da experiência empírica ou do conhecimento cotidiano.
  • Abertura: um padrão deve permitir a sua extensão para níveis mais baixos de detalhe.
  • Combinatoriedade: os padrões são relacionados hierarquicamente. Padrões de alto nível podem ser compostos ou relacionados com padrões que endereçam problemas de nível mais baixo.

Além da definição das características de um padrão, Alexander definiu o formato que a descrição de um padrão deve ter. Ele estabeleceu que um padrão deve ser descrito em cinco partes:

  • Nome: uma descrição da solução, mais do que do problema ou do contexto.
  • Exemplo: uma ou mais figuras, diagramas ou descrições que ilustrem um protótipo de aplicação.
  • Contexto: a descrição das situações sob as quais o padrão se aplica.
  • Problema: uma descrição das forças e restrições envolvidos e como elas interagem.
  • Solução: relacionamentos estáticos e regras dinâmicas descrevendo como construir artefatos de acordo com o padrão, freqüentemente citando variações e formas de ajustar a solução segundo as circunstâncias. Inclui referências a outras soluções e o relacionamento com outros padrões de nível mais baixo ou mais alto.

Em 1987, a partir dos conceitos criados por Alexander, os programadores Kent Beck e Ward Cunningham propuseram os primeiros padrões de projeto para a área da ciência da computação. Em um trabalho para a conferência OOPSLA, eles apresentaram alguns padrões para a construção de janelas na linguagem Smalltalk.[5] Nos anos seguintes Beck, Cunningham e outros seguiram com o desenvolvimento destas idéias.

O movimento ao redor de padrões de projeto ganhou popularidade com o livro Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software, publicado em 1995. Os autores desse livro, Erich Gamma, Richard Helm, Ralph Johnson e John Vlissides, são conhecidos como a "Gangue dos Quatro" (Gang of Four) ou simplesmente "GoF".

Posteriormente, vários outros livros do estilo foram publicados, merecendo destaque Applying UML and Patterns: An Introduction to Object-Oriented Analysis and Design and Iterative Development, que introduziu um conjunto de padrões conhecidos como GRASP (General Responsibility Assignment Software Patterns).

Padrões GoF ('Group of Four');[editar | editar código-fonte]

Os padrões "GoF" são organizados em 3 famílias :

  • Padrões de criação : relacionados à criação de objetos
  • Padrões estruturais : tratam das associações entre classes e objetos.
  • Padrões comportamentais : tratam das interações e divisões de responsabilidades entre as classes ou objetos.

Padrões "GoF" organizados nas suas 3 famílias:

Padrões de criação[editar | editar código-fonte]

Padrões estruturais[editar | editar código-fonte]

Padrões comportamentais[editar | editar código-fonte]

Um padrão "GoF" também é classificado segundo o seu escopo em 2 outros grupos :

Padrões GRASP[editar | editar código-fonte]

Os padrões GRASP, sigla para General Responsibility Assignment Software Patterns (or Principles), consistem de um conjunto de práticas para atribuição de responsabilidades a classes e objetos em projetos orientados a objeto.

Os padrões utilizados pelo GRASP são: Controlador (Controller), Criador (Creator), Indireção (Indirection), Especialista na informação (Information expert), Alta coesão (High Cohesion), Baixo acoplamento (Loose coupling), Polimorfismo (Polymorphism), Variações protegidas (Protected variations), e Invenção pura (Pure fabrication).

Todos esses padrões servem para a resolução de problemas comuns e bastante típicos de desenvolvimento de software orientado a objeto. Portanto, tais técnicas apenas documentam e normatizam as práticas já consolidadas, testadas e conhecidas no mercado.

Os padrões GRASP estão mais como uma ferramenta mental ou uma filosofia de design, mas que ainda assim são úteis para o aprendizado e desenvolvimento de um bom design de software. Note que alguns padrões GoF implementam soluções correspondentes com padrões GRASP.

A principal obra sobre o assunto foi o livro "Utilizando UML e Padrões" de autoria de Craig Larman.[6]

Padrões[editar | editar código-fonte]

Críticas[editar | editar código-fonte]

Segundo alguns, alguns 'Padrões de Projeto' são apenas evidências de que alguns recursos estão ausentes em uma determinada linguagem de programação (Java ou C++ por exemplo). Nesta linha, Peter Norvig demonstra que 16 dos 23 padrões do livro 'Design Patterns' são simplificados ou eliminados nas linguagens Lisp ou Dylan, usando os recursos diretos destas linguagens.[7]

Segundo outros, excessos nas tentativas de fazer o código se conformar aos 'Padrões de Projeto' aumentam desnecessariamente a sua complexidade.[8]

Bibliografia[editar | editar código-fonte]

  • Christopher Alexander. Notes on the Synthesis of Form. Estados Unidos: Harvard University Press, 1964. ISBN 0-674-62751-2.
  • Christopher Alexander. The Timeless Way of Building. Estados Unidos: Oxford University Press, 1979. ISBN 0-19-502402-8.
  • Christopher Alexander. A Pattern Language. Estados Unidos: Oxford University Press, 1977. ISBN 0-19-501919-9.
  • Craig Larman. Applying UML and Patterns: An Introduction to Object-Oriented Analysis and Design and Iterative Development. 1. ed. Estados Unidos: Prentice Hall, 2004. 736 pp. ISBN 0-13-148906-2.
  • Gregor Hohpe, Bobby Woolf. Enterprise Integration Patterns: Designing, Building, And Deploying Messaging Solutions. 1. ed. Estados Unidos: Addinson-Wesley, 2004. 659 pp. ISBN 0-321-20068-3.
  • Pablo Dall'Oglio. PHP Programando com Orientação a Objetos: Inclui Design Patterns. 1. ed. São Paulo: Novatec, 2007. 576 pp. ISBN 978-85-7522-137-2.
  • Alexandre Altair de Melo e Mauricio G. F. Nascimento. PHP Profissional: Aprenda a desenvolver sistemas profissionais orientados a objetos com padrões de projeto. 1. ed. São Paulo: Novatec, 2007. 464 pp. ISBN 978-85-7522-141-9.

Referências

  1. Martin, Robert C.. Princípios de Projeto e Padrões de Projeto. Visitado em 2000.
  2. OS CONCEITOS de padrão de projeto foi criado na década de 70 pelo arquitecto Christopher Alexander.
  3. Erich Gamma, Richard Helm, Ralph Johnson, John Vlissides. Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software. 1. ed. Estados Unidos: Addison-Wesley, 1995. ISBN 0-201-63361-2.
  4. Doug Lea. Christopher Alexander:An Introduction for Object-Oriented Designers (em Inglês). Visitado em 18 de abril de 2007.
  5. Kent Beck, Ward Cunningham. Using Pattern Languages for Object-Oriented Programs (em Inglês). Visitado em 18 de abril de 2007.
  6. Utilizando UML e Padrões 2ª Edição - Craig Larman
  7. Norvig, Peter (1998). "Design Patterns in Dynamic Languages". {{{booktitle}}}. 
  8. McConnell, Steve. Code Complete: A Practical Handbook of Software Construction, 2nd Edition. [S.l.: s.n.], 2004. p. 105.

Ligações externas[editar | editar código-fonte]

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