Design Patterns: Breve introducción a los patrones de diseño

En el día a día de un desarrollador de software, se enfrentan diversos problemas informáticos, como la necesidad de actualizar un sistema o desarrollar una aplicación. Sin embargo, al igual que en las matemáticas, física o química, en las que se han desarrollado teorías para resolver ciertos problemas, la programación ha pasado por el mismo proceso.

Por lo tanto, al igual que un físico o una física no necesitan preocuparse por desarrollar una teoría para la caída libre, ya que Galileo ya se encargó de eso hace siglos, quien programa tampoco necesita preocuparse por resolver ciertos problemas, ya que otras personas en el pasado ya trabajaron en ello.

El nombre que damos a estas fórmulas es "design patterns" (patrones de diseño), que al final se resumen en soluciones típicas a problemas comunes en un proyecto de software. Se puede aplicar independientemente del lenguaje. Pero antes de sumergirnos de lleno en este tema, necesitamos definir algunos detalles.

¿Qué es un Design Pattern?

Los patrones de diseño (design patterns) son como planos de construcción prediseñados, que puedes modificar para adaptar mejor la resolución de un problema recurrente en tu código. Lo que diferencia los patrones de diseño de funciones y bibliotecas es que no puedes simplemente copiarlos directamente en tu programa, ya que no son un fragmento de código, sino un concepto que sirve como solución.

Por tanto, para implementar un patrón de diseño, debes seguir el concepto de los patrones elegidos (entre todos los existentes) y adaptarlo al problema que quieres resolver. Esto dependerá de las características del proyecto. De esta forma hemos creado una implementación que se ajusta exactamente a las necesidades de nuestra aplicación.

¿Por qué debería aprenderlos? ¡Conoce los beneficios!

En el mercado laboral, te encontrarás con diversos programadores con experiencia que no conocen a ningún patrón de diseño y que, sin embargo, ya implementan algunos patrones sin siquiera saberlo. Por lo tanto, estarás un paso adelante si conoces los patrones que se deben aplicar.

Además, su uso claramente ahorra tiempo de trabajo, ya que reutiliza un enfoque que ya se estableció anteriormente para que lo sigan otros desarrolladores. Un consejo que sólo podemos dar y recibir en el área de las ciencias exactas es evitar reinventar la rueda, y esto encaja bien en esta situación, ya que no tiene sentido perder tiempo analizando y creando cuando ya existe una "guía" lista a seguir.

¿Y el SOLID? ¿Dónde encaja?

A menudo, las personas que comienzan a estudiar patrones de diseño se encuentran con este término. Pero después de todo, ¿de qué se trata? ¿Realmente tiene que ver con los patrones de diseño?

SOLID es un acrónimo en inglés que representa cinco principios de diseño con el objetivo de hacer que los programas sean más comprensibles, flexibles y sostenibles.

No forma parte de los patrones de diseño, pero debido a que son buenas prácticas que garantizan diversos beneficios, es muy común aprender ambos temas al mismo tiempo.

A continuación, una breve definición de estos principios:

• "S" Single Responsibility Principle (Principio de Responsabilidad Única): una clase debe tener una y solo una razón para cambiar.

• "O" Open-Closed Principle (Principio Abierto/Cerrado): los objetos deben estar abiertos para la extensión, pero cerrados para la modificación.

• "L" Liskov Substitution Principle (Principio de Sustitución de Liskov): una subclase debe ser reemplazable por su superclase.

• "I" Interface Segregation Principle (Principio de Segregación de Interfaces): una clase no debe estar obligada a implementar métodos e interfaces que no se utilizarán.

• "D" Dependency Inversion Principle (Principio de Inversión de Dependencia): depende de abstracciones, no de implementaciones.

Patrones de diseño: ¿cuáles son?

Después de explorar algunos conceptos importantes, finalmente vamos a sumergirnos en los principales temas de patrones de diseño.

Los tres patrones de diseño principales definidos por el libro "Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software" de 1994, escrito por el GOF (Gang of Four o Grupo de los Cuatro: Rich Gamma, Richard Helm, Ralph Johnson y John Vlissides) son los patrones de creación, estructurales y de comportamiento. Estos patrones se han dividido y agrupado según la naturaleza del problema que resuelven.

Tipos de patrones

1. Patrones de creación: estos patrones ofrecen diversas alternativas para crear objetos, lo que aumenta la flexibilidad y la reutilización de código. Algunos de los principales patrones de este tipo son:

   • Factory Method (Método de fábrica)

   • Abstract Factory (Fábrica abstracta)

   • Builder (Constructor)

2. Patrones estructurales: nos muestran cómo montar objetos y clases en estructuras más grandes sin perder eficiencia y flexibilidad. Algunos de los principales patrones de este tipo son:

   • Adapter (Adaptador)

   • Bridge (Puente)

   • Composite (Compuesto)

3. Patrones de comportamiento: nos ayudan a trabajar mejor con algoritmos y con la delegación de responsabilidades entre objetos. Los patrones destacados en este tipo son:

   • Chain of Responsibility (Cadena de responsabilidad)

   • Command (Comando)

   • Interpreter (Intérprete)

Conclusión

Conocer y utilizar patrones de diseño es algo de gran importancia en el desarrollo de cualquier software. El uso de estos patrones nos ayuda a abordar los desafíos más recurrentes durante nuestro desarrollo, además de brindarnos una mayor productividad y garantizar que te destaques como profesional. Por lo tanto, para los programadores que desean alcanzar un nuevo nivel en su carrera, es importante sumergirse profundamente en los patrones de diseño.

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Igor Chagas.

Estudiante y entusiasta del lenguaje Java, miembro del Scuba Team de Alura y estudiante universitario en su tiempo libre.

Este artículo fue traducido para Alura LAtam por Brenda Souza.