что это и для чего нужны
Паттерны проектирования — это способы построения программ, которые считаются хорошим тоном для разработчиков. Их еще называют шаблонами или образцами: чаще всего паттерн — это типовое решение для часто встречающейся задачи на построение.
Паттерны используются именно для проектирования и структуризации, а не для бизнес-задач. Можно привести аналогию: если вы разрабатываете самолет, вам не нужно с нуля придумывать, какой формы он будет. Опыт предыдущих самолетостроителей подсказывает правила: формат и количество крыльев, особенности хвоста, нужные элементы. Это и есть паттерн — схема, по которой строится решение.
Понятие не стоит путать с паттерном в дизайне — там так называются узоры, построенные на повторяющихся элементах или орнаментах. В разработке же паттерн — это схема решения.
Кроме паттернов, существуют антипаттерны проектирования — это плохие решения, неэффективные. Применять их считается дурным тоном.
Кто пользуется паттернами проектированияПаттерны используют программисты на разных языках, в первую очередь те, которые занимаются объектно-ориентированным программированием.
Само понятие паттерна тесно связано с ООП: этот подход позволяет разбить структуру программы на формализованные классы и объекты. Решение строится из них, как из кирпичиков. Такой вид разработки хорошо сочетается с паттернами.
В широком смысле паттерны проектирования применяются во всех отраслях, где есть списки часто встречающихся формализованных проблем. В разработке это почти любое направление.
Для чего нужны паттерныВ программировании есть задачи, которые встречаются часто и с которыми сталкивается большинство разработчиков. Придумывать новое уникальное решение каждый раз было бы трудозатратно и неэффективно, поэтому существуют паттерны, на которые можно ориентироваться.
Паттерны проектирования помогают быстрее и эффективнее создавать код, а не «изобретать велосипеды». Как с созданием любого продукта: лучше воспользоваться знаниями, которые наработали другие, чем продумывать с нуля абсолютно все.
Если разработчик может грамотно формализовать проблему с помощью ООП и выбрать подходящий паттерн для ее решения, это может серьезно ускорить сроки разработки.
А решение будет понятным и эффективным – это уже доказали люди, которые начали применять конкретный паттерн раньше.
Кроме того, использование паттернов еще и улучшает читаемость кода. Другой программист, знакомый с нужным паттерном, сможет увидеть его в коде и понять, как все реализовано. А ведь в разработке обычно задействовано несколько специалистов – коммуникация между ними упрощается.
Как устроены паттерныТипичный паттерн — это формализованное решение какой-либо проблемы. Оно может быть представлено как алгоритм или как схема, блоки которой означают части программы.
У паттернов есть свои имена, есть описания, они четко предназначены для решения той или иной проблемы. Имеется и классификация – в первую очередь по тому, для чего нужен тот или иной шаблон.
Отличия паттернов проектирования от архитектурныхКроме паттернов проектирования, еще есть архитектурные паттерны. Они работают по тому же принципу, но с важным различием.
Архитектурные паттерны – высшего уровня, они описывают структуру всего продукта. А паттерны проектирования применяются уже на уровне конкретных объектов, алгоритмов и частей программы.
Если упростить, архитектурный паттерн отвечает на вопрос «как будет устроен продукт». Например, модель MVC — архитектурный паттерн.
А паттерн проектирования отвечает на вопрос «как лучше организовать составные части продукта»: как эффективнее создавать объекты, настраивать обмен данными между ними и их взаимодействие. Паттерны проектирования адаптированы под конкретную задачу, не зависят от языка программирования и не влияют на структуру продукта целиком. Они описывают детали, а не общую архитектуру.
Еще есть идиомы — это тоже формализованные способы решения проблем, но зависящие от языка программирования. Они реализуются на еще более мелком уровне для решения конкретных задач – например, утечки памяти.
Виды паттернов проектированияПорождающие. Такие шаблоны нужны, чтобы оптимизировать создание того или иного объекта.
Порождающие паттерны помогают создавать объекты так, чтобы они эффективно общались с другими, и управлять их работой. Вот несколько примеров:
- «Фабрика» (Factory) — для создания новых объектов придумывают отдельный класс. Он создает объекты как копии некоего эталона;
- «Прототип» (Prototype) — объект сам создает свои копии;
- «Строитель» (Builder) — похож на фабрику, но новые объекты можно модифицировать. Они создаются по сложной логике, а не копируют эталонный;
- «Одиночка» (Singleton) — подразумевает наличие одного большого объекта, который имеет глобальный доступ ко всему;
- «Ленивая инициализация» (Lazy Initialization) — метод, при котором объект инициализируется не сразу, а по мере необходимости.
Существуют и другие шаблоны разной сложности. Для каждой задачи оптимальнее тот или иной паттерн. Конкретное решение зависит от задачи, но в результате должна получиться эффективная и оптимизированная система.
Структурные. Если порождающие паттерны отвечают за создание и взаимодействие объектов, то структурные — за то, как эти объекты структурированы в коде.
Они описывают, каким образом простые классы и объекты «собираются» в более сложные.
Вот примеры:
- «Декоратор» (Decorator) — шаблон для подключения дополнительного поведения к объекту;
- «Компоновщик» (Composite) — паттерн, который объединяет несколько объектов в древовидную структуру;
- «Мост» (Bridge) — принцип разделения сущности на абстракцию и реализацию, чтобы теоретическая структура и конкретный объект могли изменяться независимо;
- «Фасад» (Facade) — метод для сведения внешних вызовов к одному объекту;
- «Заместитель» (Proxy) — паттерн, похожий на «Фасад», но со специальным объектом-заместителем, который контролирует доступ к основному.
Это только некоторые примеры. Реальных паттернов намного больше.
Поведенческие. Это паттерны проектирования, которые описывают, как объекты себя ведут и взаимодействуют с другими. Их используют, например, для разделения обязанностей между разными сущностями или для реагирования на изменения без ошибок.
Примеры поведенческих паттернов:
- «Итератор» (Iterator) — один объект последовательно дает доступ к разным другим, при этом не использует их сложные описания;
- «Наблюдатель» (Observer) – шаблон, при котором объекты узнают об изменениях в других;
- «Хранитель» (Memento) — помогает сохранить объект в каком-то состоянии с возможностью вернуться к нему в будущем;
- «Цепочка ответственности» (Chain of Responsibility) — распределяет ответственность за те или иные задачи на разные объекты;
- «Посредник» (Mediator) — организует слабые связи между объектами, чтобы снизить их зависимость друг от друга.
У каждого паттерна своя область использования. Опытные разработчики понимают, где что использовать, по самой специфике задачи, но в начале пути это может быть сложно. Поэтому новичкам советуют разделять выбор паттерна на более мелкие шаги:
- выделить сущности, которые используются в процессе;
- продумать связи между ними;
- абстрагировать получившуюся систему от конкретной задачи;
- посмотреть, не подходит ли проблема по смыслу на что-то, для чего есть паттерн;
- выбрать несколько паттернов из нужной группы и посмотреть какой подходит лучше;
- продумать конкретную реализацию этого паттерна с учетом особенностей задачи.
Это выглядит сложно, но со временем придет привычка. Опытные разработчики уже «набили руку», поэтому проблемы с выбором паттерна у них возникают намного реже. Когда сформируется понимание и наберется практика, будет проще.
Преимущества паттернов проектирования- Ускоряют и облегчают написание кода.
- Позволяют не «изобретать велосипед», а воспользоваться готовым проверенным принципом.
- При грамотном использовании делают код более читаемым и эффективным.
- Упрощают взаимопонимание между разработчиками.
- Помогают избавиться от типовых ошибок.
- Не зависят от языка программирования и его особенностей.
- Позволяют реализовывать сложные задачи быстрее и проще.
- Использование паттернов ради паттернов, наоборот, усложняет код и запутывает разработчиков.
- Неправильное применение того или иного шаблона способно сделать программу менее эффективной.
- Паттерны неуниверсальны: в одной задаче конкретный паттерн подойдет, в другой нет.
- На ранних этапах изучения бывает сложно выбрать подходящий для конкретной проблемы паттерн.
- Из-за сильной связи с объектно-ориентированным программированием использование паттернов в других парадигмах ограничено. Хотя, например, в функциональном программировании они могут применяться — просто реализуются иначе.
Наличие недостатков не делает саму идею паттернов плохой. Просто это инструмент, которым нужно пользоваться с умом. Не стоит применять шаблоны там, где можно без них обойтись, просто ради «красоты». Если же использовать их в местах, где они действительно нужны – они станут хорошей помощью в работе программиста.
Более того: на собеседованиях уровня Middle и выше почти всегда спрашивают, знаком ли соискатель с паттернами проектирования. То есть их знание и умение ими пользоваться — практически обязательное условие для программиста уровня выше начального.
И неважно, на чем вы пишете: Python, Java, JavaScript или что-нибудь еще.
Паттерны проектирования для новичков — не задача первостепенной важности. К ним обычно переходят люди, у которых есть определенный опыт в программировании, успевшие изучить базовые принципы. Но для перехода на уровень Middle и выше они понадобятся.
Сначала нужно освоить особенности программирования на выбранном языке — некоторые вещи можно почерпнуть уже оттуда. Например, в JS активно используются декораторы. Затем стоит переходить к изучению самих паттернов: какие они бывают, как устроены, что собой представляют.
Освоив теоретическую часть, можно тренироваться. Ведь фактическая реализация порой может серьезно отличаться от теоретического описания, поэтому нужна практика.
Паттерн — что это, его черты, виды и как сделать
Пример растительного паттерна от Mylnikova art. ИсточникОсновные черты паттернаВот особенности любого паттерна:
- повтор элементов в заданной последовательности;
- логика в использовании цвета, масштаба, наклона, размера элементов;
- узор представляет собою однородное полотно, из которого визуально не выбивается ни одна деталь;
- узор выполнен в одном стиле.
Если в рисунке есть такое единство и однородность — это паттерн. Но если какая-либо деталь выбивается, становится более яркой и заметной, то изображение становится иллюстрацией, потому что для иллюстрации характерно выделение композиционного центра.
Паттерны с цитрусовыми на ткани от Irina Honcharyk. ИсточникГде используются паттерныВо-первых, паттерны являются обычным явлением для нашей с вами повседневной одежды и обстановки. Если присмотреться, то повторяющиеся узоры можно встретить на рубашках, платьях, обуви, обоях, шторах, блокнотах и многом другом.
Паттерн на обоях от Anna Popovskaia. ИсточникКроме того, паттерны применяют при оформлении узнаваемого образа компании и ее фирменного стиля. Занимаются такими задачами бренд-дизайнеры. Например, паттерны могут разместить в специальном каталоге фирменного стиля (брендбуке) вместе с узнаваемыми символами компании — логотипами и шрифтами.
Популярность паттернов в графическом дизайне связана с их универсальностью и удобством.
Такие графические работы используются в оформлении сайтов, дизайне упаковок, мерча, рекламных материалов и многого другого.
Современные дизайнеры, выбирая между фото/иллюстрацией (то есть какой-то сюжетной картинкой) и паттерном, часто отдают предпочтение последнему. Причин у этого несколько:
- Паттерн хорошо масштабируется и адаптируется под разные форматы. Например, если ставить на фон сайта фото, то какая-нибудь его часть будет скрыта текстом и читатель уже не увидит, что там изображено. Если же наносить фото на кружку, то его сложно расположить красиво, без обрезки и оставленных пустот. С паттернами дело обстоит гораздо проще, их можно увеличивать или уменьшать, а также располагать различными способами без ущерба для визуального распознавания;
- Паттерн не имеет композиционного центра. Часто в графическом дизайне требуются изображения без какого-либо одного центрального элемента, привлекающего внимание. Это нужно, например, для фонов и подложек блоков на сайте, а также при дизайне одежды.
- Паттерн прост в изготовлении. Для него достаточно сделать всего 2–3 небольших уникальных элемента, а потом просто равномерно распределить их на холсте.
Выделяют обычно следующие наиболее распространенные типы узоров.
Геометрический. Основой являются круги, квадраты, треугольники, линии и прочие фигуры, которые в четкой и единообразной последовательности переплетаются друг с другом.
Абстрактный. Здесь элементами часто служат переосмысленные и сильно стилизованные предметы реального мира, например растения, небесные тела, предметы интерьера и пр.
Абстрактные паттерны от Tom Abbis Smith. ИсточникМинималистский. Отличается от всех прочих малым количеством элементов и большим пространством. Такие паттерны служат фоном для привлечения внимания к другим более важным объектам дизайна.
Паттерны с персонажами. В них используют изображения людей и животных.
Подобные узоры обычно применяют в дизайне текстиля, чаще всего детского.
Типографика. Данный вид паттерна можно сделать из различных комбинаций букв или слов. Они сочетаются по цвету, углу и расстоянию. Узоры из букв и знаков пунктуации отлично выглядят на всевозможных плакатах, баннерах и значках.
Паттерн из логотипов. Узор составляется из элементов логотипа компании, что должно привлекать внимание и вызывать ассоциацию с брендом.
Паттерн из логотипов от Nadia Stareva. ИсточникКак сделать паттерн в графических редакторахПроцесс создания паттерна зависит от программ, в которых вы работаете. Рассмотрим особенности создания паттернов в Adobe Illustrator, Adobe Photoshop и Figma. Во всех этих программах нужно сначала подготовить отдельные элементы паттерна, например скачать их из интернета.
- В Illustrator затем нужно нажать Объект → Узор → Создать (Object → Pattern → Make) и установить желаемый размер картинки в пикселях. После совершения этой операции можно найти свой паттерн на панели «Образцы» и применять его уже в готовом виде.
- В Photoshop нужно создать пустой лист, заполнить его любым узором в центре, не касаясь краев. Затем нажимаем Фильтры → Другое → Сдвиг, выставляем значение, равное половине ширины/высоты вашей картинки. Затем ставим галочку в пункте «Вставить отсеченные фрагменты» и получаем паттерн.
После совершения этой операции можно найти свой паттерн на панели «Образцы» и применять его уже в готовом виде. В Figma узоры создаются чаще всего при помощи отдельных плагинов — программ-надстроек. Среди них — CoShuffler, Hero Patterns, Fizzy, Confetti и др.
ИСКРА —неделя знакомства
с дизайн-профессиями
бесплатно
ИСКРА —
неделя знакомства
с дизайн-профессиями
7 дней, которые разожгут в вас искру интереса
к дизайну. Получайте подарки каждый день,
знакомьтесь с востребованными профессиями
и выберите ту, которая подойдет именно вам.
разжечь искру
Лучшие узоры для ваших дизайнов
Лучшие узоры для ваших дизайнов | ФрипикСобытия
Удивите всех узорами, подходящими для текстильного дизайна
Как сделать вашу работу более аутентичной? Человеческий мозг всегда ищет закономерности, поскольку именно так он понимает многие вещи, которые нас окружают.
Персонализируйте свой компьютер или телефон с помощью узоров
Каждый раз, когда вы хотите использовать свой мобильный телефон или компьютер, вы видите изображение: фон или обои. Лучше всего, если это изображение будет отличным и подобранным вручную или созданным вами, верно? Узорчатое изображение обычно является хорошим выбором, позволяя вам выразить некоторые аспекты вашей личности в зависимости от используемых цветов и форм.
Поднимите свои профили в социальных сетях на новый уровень
Помимо почти ежедневного использования компьютера и мобильного телефона, вы, скорее всего, потребляете контент из социальных сетей. Более того, у вас, вероятно, есть учетные записи во многих социальных сетях. Так как многие люди будут посещать ваш профиль или ленту, сделайте его крутым и красочным, добавив несколько узорчатых фонов.
Часто задаваемые вопросы
Что такое шаблон в графическом дизайне?
Всякий раз, когда вы видите несколько элементов дизайна, расположенных так, что они повторяются и работают вместе друг с другом, это шаблон.
Как графические дизайнеры используют шаблоны?
Узоры можно использовать творчески. Дизайнеры могут сделать узор практически из всего. Например, они могут создать квадратное изображение с некоторыми элементами внутри, а затем повторять его бесконечно. Лучше всего, если на границах этого квадрата не будет элементов, иначе они будут выглядеть обрезанными. Однако это во многом зависит от конструкции.
Как превратить логотип в узор?
Поскольку узоры — это повторяющиеся элементы дизайна, практически все можно превратить в узор. Если вы уже разработали свой логотип, вы можете открыть его в Photoshop, выбрать его с помощью инструмента «Прямоугольная область» и перейти в «Правка»> «Определить узор», чтобы он был сохранен как узор, готовый для применения в другом месте.
Как создать шаблон проектирования?
