Giới Thiệu Về Design Pattern và Example Source

Design Pattern là một kỹ thuật trong lập trình hướng đối tượng, nó khá quan trọng và mọi lập trình viên muốn giỏi đều phải biết. Được sử dụng thường xuyên trong các ngôn ngữ OOP. Nó sẽ cung cấp cho bạn các "mẫu thiết kế", giải pháp để giải quyết các vấn đề chung, thường gặp trong lập trình. Các vấn đề mà bạn gặp phải có thể bạn sẽ tự nghĩ ra cách giải quyết nhưng có thể nó chưa phải là tối ưu. Design Pattern giúp bạn giải quyết vấn đề một cách tối ưu nhất, cung cấp cho bạn các giải pháp trong lập trình OOP.

Design Pattern có 23 mẫu cơ bản(GoF) và hình dưới là mối quang hệ giữa chúng

Trong Design Pattern có 3 nhóm bao gồm:

Creational Pattern (nhóm khởi tạo) gồm: Abstract Factory, Factory Method, Singleton, Builder, Prototype. Nó sẽ giúp bạn trong việt khởi tạo đối tượng, như bạn biết để khởi tạo bạn phải sử dụng từ khóa new, nhóm Creational Pattern sẽ sử dụng một số thủ thuật để khởi tạo đối tượng mà bạn sẽ không nhìn thấy từ khóa này.
Structural Pattern (nhóm cấu trúc) gồm: Adapter, Bridge, Composite, Decorator, Facade, Proxy và Flyweight.. Nó dùng để thiết lập, định nghĩa quan hệ giữa các đối tượng.
Behavioral Pattern gồm: Interpreter, Template Method, Chain of Responsibility, Command, Iterator, Mediator, Memento, Observer, State, Strategy và Visitor. Nhóm này dùng trong thực hiện các hành vi của đối tượng.

Design Pattern giúp bạn tái sử dụng mã lệnh và dễ dàng mở rộng. Để chuẩn bị học Design Pattern bạn cần phải nắm chắc các khái niệm sau:

• Bốn đặc tính của OOP: Thừa kế, Đa hình, Trừu tượng, Bao đóng.


• Khái niệm interface và abstract. Cái này cực kỳ quan trọng, để hiểu và áp dụng 2 khái niệm này có thể sẽ mất một thời gian, nhưng khi bạn nắm chắc nó bạn sẽ thấy nó thực sự cần thiết.


• Bỏ tư duy theo lối cấu trúc, nâng tư duy hoàn toàn OOP.

Tại sao sử dụng Design Pattern?

Design pattern cung cấp giải pháp ở dạng tổng quát, giúp tăng tốc độ phát triển phần mềm bằng cách đưa ra các mô hình test, mô hình phát triển đã qua kiểm nghiệm. Thiết kế phần mềm hiệu quả đòi hỏi phải cân nhắc các vấn đề sẽ nảy sinh trong quá trình hiện thực hóa (implementation). Dùng lại các design pattern giúp tránh được các vấn đề tiềm ẩn có thể gây ra những lỗi lớn, dễ dàng nâng cấp, bảo trì về sau.
Một lợi thế lớn để sử dụng một mẫu thiết kế là lập trình viên khác sẽ có thể dễ dàng nhận ra nó (đặc biệt là nếu bạn sử dụng quy ước đặt tên tốt).

Khi nào nên sử dụng Design pattern?

Đó là khi bạn muốn giữ cho chương trình của mình thực sự đơn giản. Việc sử dụng các design pattern sẽ giúp chúng ta giảm được thời gian và công sức suy nghĩ ra các cách giải quyết cho những vấn đề đã có lời giải. Bạn có thể đọc qua cuốn “Head First Design Patterns” để có cái nhìn tổng quát hơn về design pattern.
Hệ thống các mẫu design pattern chuẩn hiện có 23 mẫu được định nghĩa trong cuốn "Design patterns Elements of Reusable Object Oriented Software" mà khởi đầu là cuốn "Gang of Four (GoF)". Các tác giả của cuốn sách là Erich Gamma, Richard Helm, Ralph Johnson và John Vlissides, hay còn được biết đến với các tên "Gang of Four" hay đơn giản là "GoF". Hệ thống các mẫu này có thể nói là đủ và tối ưu cho việc giải quyết hết các vấn đề của bài toán phân tích thiết kế và xây dựng phần mềm trong thời điểm hiện tại. Hệ thống các mẫu design pattern được chia thành 3 nhóm: nhóm Creational (5 mẫu), nhóm Structural (7 mẫu) và nhóm Behavioral (11 mẫu).

STT	Tên	Mục đích
Nhóm Creational (nhóm kiến tạo)
1	Abstract Factory	Cung cấp một interface cho việc tạo lập các đối tượng (có liên hệ với nhau) mà không cần qui định lớp khi hay xác định lớp cụ thể (concrete) tạo mỗi đối tượngTần suất sử dụng: cao
2	Builder	Tách rời việc xây dựng (construction) một đối tượng phức tạp khỏi biểu diễn của nó sao cho cùng một tiến trình xây dựng có thể tạo được các biểu diễn khác nhau.Tần suất sử dụng: trung bình thấp
3	Factory Method	Định nghĩa Interface để sinh ra đối tượng nhưng để cho lớp con quyết định lớp nào được dùng để sinh ra đối tượng Factory method cho phép một lớp chuyển quá trình khởi tạo đối tượng cho lớp con.Tần suất sử dụng: cao
4	Prototype	Qui định loại của các đối tượng cần tạo bằng cách dùng một đối tượng mẫu, tạo mới nhờ vào sao chép đối tượng mẫu này.Tần suất sử dụng: trung bình
5	Singleton	Đảm bảo 1 class chỉ có 1 instance và cung cấp 1 điểm truy xuất toàn cục đến nó.Tần suất sử dụng: cao trung bình
Nhóm Structural (nhóm cấu trúc)
6	Adapter	Do vấn đề tương thích, thay đổi interface của một lớp thành một interface khác phù hợp với yêu cầu người sử dụng lớp.Tần suất sử dụng: cao trung bình
7	Bridge	Tách rời ngữ nghĩa của một vấn đề khỏi việc cài đặt ; mục đích để cả hai bộ phận (ngữ nghĩa và cài đặt) có thể thay đổi độc lập nhau.Tần suất sử dụng: trung bình
8	Composite	Tổ chức các đối tượng theo cấu trúc phân cấp dạng cây; Tất cả các đối tượng trong cấu trúc được thao tác theo một cách thuần nhất như nhau.Tạo quan hệ thứ bậc bao gộp giữa các đối tượng. Client có thể xem đối tượng bao gộp và bị bao gộp như nhau -> khả năng tổng quát hoá trong code của client -> dễ phát triển, nâng cấp, bảo trì.Tần suất sử dụng: cao trung bình
9	Decorator	Gán thêm trách nhiệm cho đối tượng (mở rộng chức năng) vào lúc chạy (dynamically).Tần suất sử dụng: trung bình
10	Facade	Cung cấp một interface thuần nhất cho một tập hợp các interface trong một “hệ thống con” (subsystem). Nó định nghĩa 1 interface cao hơn các interface có sẵn để làm cho hệ thống con dễ sử dụng hơn.Tần suất sử dụng: cao
11	Flyweight	Sử dụng việc chia sẻ để thao tác hiệu quả trên một số lượng lớn đối tượng “cở nhỏ” (chẳng hạn paragraph, dòng, cột, ký tự…).Tần suất sử dụng: thấp
12	Proxy	Cung cấp đối tượng đại diện cho một đối tượng khác để hỗ trợ hoặc kiểm soát quá trình truy xuất đối tượng đó. Đối tượng thay thế gọi là proxy.Tần suất sử dụng: cao trung bình
Nhóm Behavioral (nhóm tương tác)
13	Chain of Responsibility	Khắc phục việc ghép cặp giữa bộ gởi và bộ nhận thông điệp; Các đối tượng nhận thông điệp được kết nối thành một chuỗi và thông điệp được chuyển dọc theo chuỗi nầy đến khi gặp được đối tượng xử lý nó.Tránh việc gắn kết cứng giữa phần tử gởi request với phần tử nhận và xử lý request bằng cách cho phép hơn 1 đối tượng có có cơ hội xử lý request . Liên kết các đối tượng nhận request thành 1 dây chuyền rồi “pass” request xuyên qua từng đối tượng xử lý đến khi gặp đối tượng xử lý cụ thể.Tần suất sử dụng: trung bình thấp
14	Command	Mỗi yêu cầu (thực hiện một thao tác nào đó) được bao bọc thành một đối tượng. Các yêu cầu sẽ được lưu trữ và gởi đi như các đối tượng.Đóng gói request vào trong một Object , nhờ đó có thể nthông số hoá chương trình nhận request và thực hiện các thao tác trên request: sắp xếp, log, undo…Tần suất sử dụng: cao trung bình
15	Interpreter	Hỗ trợ việc định nghĩa biểu diễn văn phạm và bộ thông dịch cho một ngôn ngữ.Tần suất sử dụng: thấp
16	Iterator	Truy xuất các phần tử của đối tượng dạng tập hợp tuần tự (list, array, …) mà không phụ thuộc vào biểu diễn bên trong của các phần tử.Tần suất sử dụng: cao
17	Mediator	Định nghĩa một đối tượng để bao bọc việc giao tiếp giữa một số đối tượng với nhau.Tần suất sử dụng: trung bình thấp
18	Memento	Hiệu chỉnh và trả lại như cũ trạng thái bên trong của đối tượng mà vẫn không vi phạm việc bao bọc dữ liệu.Tần suất sử dụng: thấp
19	Observer	Định nghĩa sự phụ thuộc một-nhiều giữa các đối tượng sao cho khi một đối tượng thay đổi trạng thái thì tất cả các đối tượng phụ thuộc nó cũng thay đổi theo.Tần suất sử dụng: cao
20	State	Cho phép một đối tượng thay đổi hành vi khi trạng thái bên trong của nó thay đổi , ta có cảm giác như class của đối tượng bị thay đổi.Tần suất sử dụng: trung bình
21	Strategy	Bao bọc một họ các thuật toán bằng các lớp đối tượng để thuật toán có thể thay đổi độc lập đối với chương trình sử dụng thuật toán.Cung cấp một họ giải thuật cho phép client chọn lựa linh động một giải thuật cụ thể khi sử dụng.Tần suất sử dụng: cao trung bình
22	Template method	Định nghĩa phần khung của một thuật toán, tức là một thuật toán tổng quát gọi đến một số phương thức chưa được cài đặt trong lớp cơ sở; việc cài đặt các phương thức được ủy nhiệm cho các lớp kế thừa.Tần suất sử dụng: trung bình
23	Visitor	Cho phép định nghĩa thêm phép toán mới tác động lên các phần tử của một cấu trúc đối tượng mà không cần thay đổi các lớp định nghĩa cấu trúc đó.Tần suất sử dụng: thấp

Bạn có thể học Design pattern ở đâu

• Cuốn sách nổi tiếng nhất và là khởi đầu của Design pattern là "Gang of Four (GoF)"


• Trang mạng uy tín để bạn có thể học thêm ngoài 23 mẫu cơ bản là "Sourcemaking.com" có code mẫu


• Kênh youtube có "Derek Banas", "Mohammad Alqerm" và khá nhiều kênh khác

Đây là source một số pattern thông dụng theo kinh nghiệm của tôi.

Chúc các bạn thành công!

Phạm Tuân

Trích theo mr.datnh