Padrões de design com PHP

Olá a todos! Neste artigo falarei sobre padrões de projeto, onde explicarei o que são, suas vantagens e como aplicá-los com PHP.

O que são padrões de design?

São elementos reutilizáveis ​​criados para resolver problemas comuns. Ou seja, com sua aplicação e uso podemos corrigir com segurança diversos problemas que nosso código apresenta.

Vantagens de usar padrões de design

• Reutilização de código: Eles fornecem soluções genéricas para problemas comuns. Ao implementar um padrão, você usa uma solução comprovada e isso pode economizar tempo e esforço na criação e teste de código.
• Abstração e Clareza: Eles fornecem uma linguagem comum e uma maneira de comunicar ideias de design a outros membros da equipe. Isso torna o código mais fácil de entender e manter.
• Facilita Design e Arquitetura: Eles ajudam os desenvolvedores a resolver problemas de design de forma estruturada. Eles fornecem orientação sobre como organizar e relacionar diferentes componentes de software.
• Flexibilidade e adaptabilidade: Eles promovem a criação de códigos mais flexíveis e adaptáveis. Isso significa que, se o seu software precisar de alterações no futuro, é mais provável que você consiga fazer ajustes sem precisar reescrever grandes blocos de código.
• Manutenção mais fácil: Eles incentivam a separação adequada de responsabilidades, facilitando a manutenção e a extensão do código. Isso significa que é mais fácil corrigir bugs e adicionar novos recursos sem afetar outras partes do sistema.
• Melhore a comunicação nas equipes de desenvolvimento: Eles fornecem uma linguagem comum e uma maneira de comunicar ideias de design a outros membros da equipe. Isso facilita a compreensão e o trabalho colaborativo em projetos de software.
• Padrões Industriais: Muitos padrões de design estão bem estabelecidos e amplamente reconhecidos na indústria de desenvolvimento de software. O uso de padrões de design pode tornar seu código mais reconhecível e compreensível para outros desenvolvedores.
• Facilita a resolução de problemas: Eles oferecem soluções comprovadas para problemas comuns. Ao estarem familiarizados com uma variedade de padrões, os desenvolvedores podem reconhecer rapidamente qual padrão pode ser aplicado a um determinado problema, agilizando o processo de design.
• Promove Melhoria Contínua: Ao estudar e aplicar padrões de design, os desenvolvedores podem melhorar sua capacidade de design e compreensão das arquiteturas de software. Isso leva a um desenvolvimento de software mais eficiente e de maior qualidade no futuro.
• Promove a legibilidade e a capacidade de manutenção do código: Eles promovem práticas de codificação mais limpas e estruturadas, resultando em um código mais fácil de entender e manter ao longo do tempo.

Tipos de padrões de design

Dependendo do tipo de problema que resolvem, os padrões de projeto são classificados em 3 categorias:

1. Padrões de criação: Eles são utilizados para facilitar a criação de novos objetos que buscam aumentar a flexibilidade e reutilização do código existente.
2. Padrões estruturais: Buscam facilitar a ação de montagem de objetos e classes dentro de classes estruturais maiores sem perder eficiência e mantendo a flexibilidade.
3. Padrões de comportamento: Lidam com algoritmos e atribuição de responsabilidades entre objetos, buscam resolver a comunicação entre diferentes áreas.

No PHP, como em outras linguagens de programação, os padrões de projeto desempenham um papel fundamental.

Abaixo apresento alguns dos padrões de design mais utilizados em PHP:

• Padrão Singleton

É um padrão de criação que garante que uma classe tenha uma instância única e fornece um ponto de acesso global para essa instância. Alguns casos de uso típicos incluem gerenciamento de banco de dados, configurações globais ou quaisquer recursos compartilhados.

Ele é implementado usando um construtor privado, uma variável estática para armazenar a instância única e um método público para acessar essa instância.

• Padrão Factory Method

É um padrão de criação que define uma interface para criação de objetos, mas permite que as subclasses alterem o tipo de objetos a serem criados. Isto é útil quando você precisa criar objetos de uma família de classes relacionadas.

Suponhamos que precisamos criar um sistema de envio, para isso temos os transportes “Caminhão” e “Barco”, com base no tipo de envio criamos o tipo de transporte. Como parte do exposto, atribuímos os objetos que queremos criar.

Criamos o método fábrica para as subclasses que criarão os objetos com base no tipo de envio. Se for “Terra” criamos o objeto “Caminhão” e se for “Marítimo” um “Barco”.

• Padrão Decorator

É um padrão estrutural que permite adicionar funcionalidades a objetos individuais de forma dinâmica e flexível, sem a necessidade de modificar sua estrutura. Em PHP, esse padrão é especialmente útil para estender ou decorar objetos sem alterar seu código-fonte.

Suponha que temos um programa para preparar pizzas onde podemos adicionar ingredientes extras se o usuário desejar, para isso criamos as classes concretas para decorar e a classe abstrata Decorator.

Atribuímos as classes que funcionarão como decoração ou neste caso ingredientes extras para preparar a nossa pizza.

• Padrão Observer

É um padrão de comportamento que define um relacionamento um-para-muitos entre objetos, de modo que quando um objeto muda de estado, todos os objetos dependentes são automaticamente notificados e atualizados. Isso permite que objetos interessados ​​no estado de outro objeto sejam mantidos sincronizados, evitando fortes acoplamentos entre eles.

• Padrão Strategy

É um padrão de comportamento que permite definir uma família de algoritmos, encapsulando cada um deles e tornando-os intercambiáveis. Isso facilita a modificação ou extensão dos algoritmos sem afetar o cliente que os utiliza.

Considere que temos um sistema de pagamento, onde o usuário pode ter diferentes estratégias ou formas de efetuar seu pagamento. Com base no exposto, atribuímos a interface da estratégia e as classes que representam os métodos de pagamento que implementam a interface.

Criamos a classe que retornará uma das estratégias que o usuário escolherá para processar o pagamento.

Além dos padrões de design que vimos, há muitos mais que podemos aplicar em nosso código.

Padrões Criativos

1. Abstract Factory: É utilizado para criar famílias de objetos que estão relacionados sem a necessidade de especificar suas classes, ao invés de ter um único método para criar um objeto, este padrão possui múltiplos métodos para criar diferentes tipos de objetos que estão relacionados ou pertencem a uma "família".
2. Builder Patterns: É usado para criar diferentes objetos a partir de uma série de etapas, reutilizando o código de construção. Isto simplifica a necessidade de criar subclasses para cada configuração possível de um determinado objeto.
3. Prototype: É usado para criar novos objetos a partir de objetos existentes. Através da declaração de uma interface (clone), esse padrão instrui os próprios objetos a se clonarem.

Padrões estruturais

1. Adapter: Adaptador é um padrão usado para fazer com que objetos com interfaces incompatíveis colaborem entre si.
2. Bridge: Resolve um problema comum na herança de classes dividindo classes relacionadas em duas hierarquias diferentes: implementação e abstração, para que possam ser desenvolvidas de forma independente.
3. Composite: Só é recomendado usar Composite quando o modelo de código é criado a partir de um sistema ramificado em forma de árvore.
4. Facade: Uma fachada fornece uma interface simplificada para um subsistema complexo. Por exemplo, esse padrão de design permite integrar um aplicativo a uma biblioteca que possui muitas funções que apenas algumas controlam.
5. Flyweight: Ajuda a reduzir o tamanho dos objetos armazenando apenas o estado intrínseco (informações constantes) do objeto e compartilhando o restante das informações (estado extrínseco) entre vários objetos semelhantes.
6. Proxy: Este padrão de design é usado para criar objetos substitutos que funcionam como uma interface para qualquer objeto.

Padrões de comportamento

1. Chain of responsibility: Através deste padrão podemos evitar que a solicitação emitida por um remetente seja acoplada a um único receptor, permitindo que mais de um objeto responda a essa solicitação.
2. Command: É utilizado quando é necessário encapsular dentro de um objeto todos os parâmetros que uma ação requer para ser executada.
3. Interpreter: Usando Interpreter podemos avaliar uma linguagem através de uma interface que indica o contexto em que ela é interpretada.
4. Iterator: Este padrão de comportamento é usado quando precisamos iterar coleções ou conjuntos de objetos sem a necessidade de trocar informações relevantes.
5. Mediator: É usado quando precisamos controlar as comunicações diretas entre objetos e reduzir suas dependências caóticas.
6. Memento: Este padrão é capaz de armazenar e restaurar as informações de um objeto.
7. State: É utilizado para modificar o comportamento de uma classe de objetos dependendo do estado atual (comportamento interno) desses objetos.
8. Template method: Este padrão define o esqueleto de um algoritmo e permite que as subclasses variem a implementação de seu comportamento.
9. Visitor: Através deste padrão podemos introduzir novos algoritmos sem modificar a estrutura dos objetos que serão utilizados para executá-los.

Concluindo, os padrões de projeto são ferramentas valiosas para desenvolvedores de software, pois nos ajudam a resolver problemas comuns de projeto e a promover a reutilização de código. Ao aplicar esses padrões, você pode melhorar a qualidade e a eficiência do seu software, além de torná-lo mais fácil de entender e manter.

Lembre-se que nem todos os padrões são adequados para todas as situações, por isso é fundamental entender quando e como aplicá-los no seu projeto. Então continue aprendendo, pesquisando e praticando, para ser um bom programador e aplicar boas práticas no seu código!