Hiện nay, ngành công nghệ thông tin ngày càng phát triển mạnh. Cùng với đó là sự ra đời của nhiều mẫu thiết kế trong kỹ thuật lập trình. Tuy nhiên, có nhiều người chưa biết đến Design Pattern. Nó là gì? Phân loại Design Pattern là gì? Sử dụng Design Pattern có hiệu quả gì?
Bài viết dưới đây sẽ giúp bạn giải đáp những thắc mắc đó. Hãy cùng theo dõi bài viết để hiểu hơn về kỹ thuật lập trình thú vị này nhé!
Design Pattern là gì?
Trước khi đi vào cụ thể cách phân loại và ưu điểm của kỹ thuật lập trình thú vị này. Hãy cùng chúng tôi tìm hiểu về khái niệm của Design Pattern.
Trong tiếng Việt, nó được dịch là mẫu thiết kế. Đây là một kỹ thuật trong hoạt động lập trình hướng đối tượng. Kỹ thuật này quan trọng và mọi lập trình viên đều phải biết.
Kỹ thuật này có khả năng cung cấp cho bạn những mẫu thiết kế. Đồng thời nó cũng giải quyết các vấn đề trong lập trình khá hiệu quả.
Các vấn đề trong lập trình thường được xử lý theo một vài cách. Tuy nhiên, nó thường không triệt để. Chính vì vậy, Design Pattern sẽ giải quyết tối ưu nó.
- Kỹ thuật lập trình này được sử dụng trong hầu hết các ngôn ngữ lập trình. Có thể kể đến như Java, C# hay JavaScript….
Nhà lập trình máy tính Christopher Alexander đã từng nhận xét về nó như sau:
“Mỗi pattern mô tả một vấn đề xảy ra lặp đi lặp lại và trình bày trọng tâm của giải pháp. Theo cách mà bạn có thể dùng đi dùng lại hàng triệu lần mà không cần suy nghĩ.”
Khái niệm về kỹ thuật này được biết đến lần đầu vào năm 1994. Nó gắn với cuốn sách “Design Patterns-Element of Reusable Object-Oriented Software”.
Theo các tác giả, kỹ thuật Design Pattern chủ yếu được dựa vào nguyên tắc thiết kế hướng đối tượng. Cụ thể:
- Lập trình dành cho interface, không dành cho implement interface.
- Ưu tiên hơn cho object composition.
Như vậy, ta đã biết được Design Pattern là gì? Phần tiếp theo sẽ nói về cách phân loại Design Pattern. Đồng thời phân tích ưu/nhược điểm khi sử dụng Design Pattern.
Design Pattern gồm những loại nào?
Như vậy, chúng ta đã hiểu Design Patterns là gì? Tiếp theo, hãy cùng chúng tôi phân loại kỹ thuật này dựa trên cuốn sách của nhóm tác giả trên nhé!
Dựa trên định nghĩa của cuốn sách trên, kỹ thuật thiết kế Design Pattern cung cấp 23 mẫu. Nó được chia thành ba nhóm chính.
Nhóm khởi tạo Creation Pattern
Phân loại Design Pattern trong nhóm khởi tạo như thế nào? Nó bao gồm những mẫu gì?
Nhóm này gồm có 5 mẫu thiết kế. Nó bao gồm Factory Method, Abstract Factory, Builder, Prototype và Singleton.
Các mẫu thiết kế này giúp tạo ra object và ẩn đi logic tạo ra chúng. Thay vì tạo một object trực tiếp với công cụ method new, ta có thể tạo ra và ẩn đi chúng.
Điều này giúp cho chương trình linh hoạt hơn trong việc lựa chọn object cần tạo trong tình huống cụ thể. Đồng thời giúp lập trình rút gọn, nhanh chóng hơn nhiều.
Nhóm cấu trúc Structural Pattern
Phân loại Design Pattern trong cấu trúc Structural Pattern này gồm có 7 mẫu thiết kế. Nó bao gồm: Adapter, Bridge, Composite, Decorator, Facade, Flyweight, Proxy.
Các mẫu thiết kế này liên quan tới các thành phần object và class. Nhóm này có chức năng định nghĩa, thiết lập quan hệ giữa các đối tượng lập trình.
Nhóm tương tác hành vi Behavioral Pattern
Đây là nhóm có số số lượng phân loại Design Pattern lớn nhất. Số lượng mẫu thuộc nhóm này lên đến 11.
Nó bao gồm: Interpreter, Template Method, Chain of Responsibility. Ngoài ra còn có Command, Iterator, Mediator, Memento, Observe, State, Strategy và Visitor.
Chức năng của nhóm là thực hiện các hành vi đối tượng. Sử dụng Design Pattern để thực hiện tương tác giữa các object với nhau.
Ưu điểm của Design Pattern trong lập trình
Khi đã hiểu rõ hơn về các loại Design Patterns, chúng ta sẽ cùng tìm hiểu về ưu điểm của nó nhé! Ứng dụng mà nó mang lại thực sự hiệu quả trong lập trình.
Sử dụng Design Pattern là một kỹ thuật lập trình có nhiều ưu điểm vượt trội. Bất cứ một lập trình viên nào cũng nên biết và sử dụng nó.
- Kỹ thuật này giúp sản phẩm được chạy một cách linh hoạt, dễ dàng thay đổi và bảo trì.
- Giải quyết các vấn đề liên quan tới phần mềm tốt hơn.
Khi phát triển các phần mềm, luôn có các yêu cầu được thêm vào. Trong khi đó, performance cần được tối ưu khiến hệ thống mở rộng ra.
- Design Pattern cung cấp các giải pháp tối ưu qua kiểm chứng để giải quyết lỗi trong software engineering.
Đây đều là các giải pháp đã được tổng quát. Nó tăng khả năng phát triển phần mềm thông qua mô hình test và mô hình phát triển.
- Giúp bạn giải quyết vấn đề giúp bạn thay vò phải tự mày mò, mất thời gian.
- Lập trình viên có thể hiểu được mối quan hệ giữa các modun của người khác nhanh hơn.
- Giúp chúng ta cải thiện lập trình theo hướng đối tượng.
Hệ thống lập trình hướng đối tượng là tính trừu tượng, kế thừa, đa hình và bao đóng. Thế nhưng thiết kế không dừng lại ở đây.
Ứng dụng thường xuyên các nguyên lý ấy trong lập trình sẽ khiến xảy ra các vấn đề. Đó là lặp code, thiếu chặt chẽ và ảnh hưởng tới class bạn sử dụng.
Khi đó, nền tảng của pattern sẽ giúp bạn tìm được tập hợp các nguyên tắc thiết kế mới. Nó vượt ra cơ sở của hướng đối tượng.
Bạn có thể áp dụng nó vào tạo lớp hay đối tượng.
Hiểu được các kiến trúc này sẽ giúp bạn thiết kế lập trình hướng đối tượng tốt hơn. Đồng thời, sử dụng Design Pattern sẽ nâng cao khả năng lập trình của bạn ngày một tốt hơn.
Nhược điểm của Design Pattern
Mặc dù có ưu điểm trong lập trình nhưng cũng không thể phủ nhận những nhược điểm của Design Pattern. Cùng tìm hiểu nhé!
Đầu tiên chính là sự trừu tượng và khó hiểu của nó. Khi bạn mới bắt đầu viết code, bạn có thể dễ dàng áp dụng mẫu thiết kế.
Tuy nhiên khi sử dụng Design Pattern với các code cũ, bạn sẽ gặp nhiều khó khăn hơn. Tình trạng lỗi code có thể xảy ra khiến bạn không xử lý được.
Ngoài ra, mẫu thiết kế này còn có nhược điểm là code chạy chậm hơn. Khi đó, chương trình của bạn chạy không linh hoạt và có thể có lỗi.
Nếu bạn không hiểu rõ cách thức hoạt động mã nguồn, bạn sẽ gặp nhiều khó khăn. Nó phụ thuộc vào kỹ năng và độ khó mã code của bạn.
Chúng ta sử dụng Design Pattern khi nào?
Mặc dù có những nhược điểm nhưng kỹ thuật lập trình Design Patterns vẫn được ưa chuộng. Vậy khi nào nên sử dụng nó?
Design Pattern hiện nay được áp dụng ngày càng rộng rãi. Nó được sử dụng như là một kỹ thuật xử lý đặc biệt trong lập trình.
Khi bạn tải và cài đặt packages, các thư viện hay các module, bạn nên sử dụng Design Pattern. Kiến trúc mẫu thiết kế có sẵn và mỗi kiểu riêng biệt.
Trong các framework sử dụng cho các ứng dụng Laravel hay Codeigniter đều sử dụng. Hệ lập trình của bạn cần tối giản và giải quyết các vấn đề liên quan.
Làm thế nào để thông thạo Design Pattern?
Kỹ thuật mang đến nhiều hiệu quả lập trình tuyệt vời. Vậy làm thế nào để thông thạo Design Patterns để đáp ứng nhu cầu công nghệ hiện nay?
Để sử dụng Design Pattern một cách thông thạo trong lập trình, bạn cần phải học một cách bài bản. Đầu tiên, bạn cần tìm hiểu thật kỹ về kỹ thuật này.
Tiếp đó, nắm vững các đặc tính của OOP. Đó là Kế thừa, Đa thừa, Trừu tượng và Bao đóng. Các đặc tính này có vai trò quan trọng khi bạn muốn tiếp cận với kỹ thuật lập trình.
Hai khái niệm Interface và Abstract cũng cần được phân biệt. Thời gian đầu sẽ mất một thời gian để bạn làm quen và áp dụng.
Tuy nhiên, đây là hai công cụ cực kỳ cần thiết nên bạn phải nắm vững. Bởi nó đóng vai trò quan trọng trong lập trình ở các hệ ngôn ngữ lập trình khác nhau.
Người học Pattern phải loại bỏ đi tư duy cấu trúc và nâng tầm tư duy hoàn toàn OOP. Khi đã có đủ những điều kiện cần này, bạn đã có thể tiếp cận với Design Pattern khá dễ dàng.
Bạn cần tập trung vào ba phần căn bản để có thể học tốt kỹ thuật lập trình thú vị này. Đó là: Vấn đề giải quyết là gì? Sử dụng trong trường hợp nào của lập trình?
Thứ hai là mô tả kỹ thuật pattern bằng sơ đồ UML. Và cuối cùng là ứng dụng thực tiễn code minh hoạ là gì? Tập trung theo ba hướng sẽ giúp bạn có định hướng chính xác.
Bạn có thể học kỹ thuật lập trình bằng cách tìm hiểu qua các cuốn sách lập trình. Ví dụ như Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software.
Ngoài ra còn có Head First Design Patterns, Design Patterns For Dummies,….Bạn cũng có thể học ở các trang web uy tín và chất lượng về công nghệ thông tin.
Tổng kết
Như vậy, bài viết đã cung cấp cho bạn đọc những thông tin cơ bản về Design Pattern. Kỹ thuật này thực sự mang lại nhiều bước tiến trong lập trình trên nhiều ngôn ngữ khác nhau.
Kỹ thuật cung cấp cho bạn giải pháp để giải quyết các vấn đề lập trình một cách tối ưu nhất. Đồng thời giúp bạn nâng cao khả năng lập trình.
Hy vọng bài viết có thể giải đáp các thắc mắc của bạn đọc. Dù đang học về lập trình hay đơn giản chỉ là muốn nâng cao khả năng, hãy thử học nó nhé!