Les modèles de conception logicielle sont des objets et des classes communicants personnalisés pour résoudre un problème de conception général dans un contexte particulier. Les modèles de conception de logiciels sont des solutions générales et réutilisables aux problèmes courants qui surviennent lors de la conception et du développement de logiciels. Ils représentent les meilleures pratiques pour résoudre certains types de problèmes et permettent aux développeurs de communiquer sur des solutions de conception efficaces.

Comprendre et appliquer ces modèles peut améliorer considérablement vos compétences en développement logiciel. Pour ceux qui cherchent à approfondir leurs connaissances et leur application des modèles de conception logicielle, notre offre complète cours de conception de systèmes propose une approche structurée pour maîtriser ces concepts essentiels. En apprenant d'exemples concrets et d'avis d'experts, vous pouvez développer l'expertise nécessaire pour mettre en œuvre efficacement ces modèles dans vos projets.

Table des matières

• Types de modèles de conception de logiciels
• Modèles de conception créationnels
• Modèles de conception structurelle
• Modèles de conception comportementale
• Modèles de conception dans différentes langues
• Questions d'entretien sur les modèles de conception de logiciels
• Questions fréquemment posées sur les modèles de conception de logiciels

Types de modèles de conception de logiciels

Il existe trois types de modèles de conception :

• Modèle de conception créationnelle
• Modèle de conception structurelle
• Modèle de conception comportementale

Modèles de conception créationnels

Le modèle de conception créationnel résume le processus d'instanciation. Ils aident à rendre un système indépendant de la façon dont ses objets sont créés, composés et représentés.

Types de modèles de conception créationnelle :

1. Modèle de conception de méthode d'usine

Le modèle Factory Method est utilisé pour créer des objets sans spécifier la classe exacte d’objet qui sera créé. Ce modèle est utile lorsque vous devez dissocier la création d'un objet de son implémentation.

2. Modèle de conception de méthode d'usine abstraite

Le modèle Abstract Factory est presque similaire au modèle Factory et est considéré comme une autre couche d’abstraction par rapport au modèle Factory. Les modèles d'usine abstraite fonctionnent autour d'une super-usine qui crée d'autres usines.

3. Modèle de conception de méthode Singleton

La méthode Singleton ou Singleton Design Pattern est l’un des modèles de conception les plus simples. Cela garantit qu'une classe n'a qu'une seule instance et fournit un point d'accès global à celle-ci.

4. Modèle de conception de méthode prototype

Le prototype nous permet de cacher au client la complexité de la création de nouvelles instances. Le concept est de copier un objet existant plutôt que de créer une nouvelle instance à partir de zéro, ce qui peut impliquer des opérations coûteuses. L'objet existant fait office de prototype et contient l'état de l'objet.

5. Modèle de conception de méthode de constructeur

Le modèle de constructeur vise à séparer la construction d'un objet complexe de sa représentation afin que le même processus de construction puisse créer différentes représentations. Il est utilisé pour construire un objet complexe étape par étape et l'étape finale renverra l'objet.

Modèles de conception structurelle

Les modèles de conception structurelle concernent la manière dont les classes et les objets sont composés pour former des structures plus grandes. Les modèles de classes structurelles utilisent l'héritage pour composer des interfaces ou des implémentations.

Types de modèles de conception structurelle :

variables nginx

1. Modèle de conception de méthode d’adaptateur

Le modèle d'adaptateur convertit l'interface d'une classe en une autre interface attendue par les clients. L'adaptateur permet aux classes de travailler ensemble, ce qui ne pourrait pas être le cas autrement en raison d'interfaces incompatibles.

2. Modèle de conception de méthode de pont

Le modèle de pont permet de développer indépendamment l'Abstraction et l'Implémentation et le code client ne peut accéder qu'à la partie Abstraction sans se soucier de la partie Implémentation.

3. Modèle de conception de méthode composite

Le modèle composite est un modèle de conception de partitionnement et décrit un groupe d'objets qui est traité de la même manière qu'une instance unique du même type d'objet. Le but d'un composite est de composer des objets en structures arborescentes pour représenter des hiérarchies partie-tout.

4. Modèle de conception de la méthode du décorateur

Cela nous permet d'ajouter dynamiquement des fonctionnalités et un comportement à un objet sans affecter le comportement des autres objets existants au sein de la même classe. Nous utilisons l'héritage pour étendre le comportement de la classe. Cela a lieu au moment de la compilation et toutes les instances de cette classe obtiennent le comportement étendu.

5. Modèle de conception de méthode de façade

Le modèle de conception de méthode de façade fournit une interface unifiée à un ensemble d’interfaces dans un sous-système. Facade définit une interface de haut niveau qui facilite l'utilisation du sous-système.

6. Modèle de conception de la méthode poids mouche

Ce modèle fournit des moyens de réduire le nombre d'objets, améliorant ainsi la structure des objets requis par l'application. Le modèle de poids mouche est utilisé lorsque nous devons créer un grand nombre d’objets similaires.

7. Modèle de conception de méthode proxy

Proxy signifie « à la place de », représentant » ou « à la place de » ou « au nom de » sont des significations littérales de proxy et cela explique directement le modèle de conception du proxy. Les proxys sont également appelés substituts, handles et wrappers. Ils sont étroitement liés dans leur structure, mais pas dans leur objectif, aux Adaptateurs et aux Décorateurs.

Modèles de conception comportementale

Les modèles comportementaux concernent les algorithmes et l’attribution des responsabilités entre les objets. Les modèles comportementaux décrivent non seulement les modèles d'objets ou de classes, mais également les modèles de communication entre eux. Ces modèles caractérisent un flux de contrôle complexe et difficile à suivre au moment de l’exécution.

Types de modèles de conception comportementale :

1. Modèle de conception de méthode de chaîne de responsabilité

Le modèle de chaîne de responsabilité est utilisé pour obtenir un couplage lâche dans la conception de logiciels où une demande du client est transmise à une chaîne d'objets pour les traiter. Plus tard, l'objet de la chaîne décidera lui-même qui traitera la demande et si la demande doit ou non être envoyée à l'objet suivant de la chaîne.

2. Modèle de conception de méthode de commande

Le modèle de commande est un modèle de conception comportemental qui transforme une requête en un objet autonome, contenant toutes les informations sur la requête. Cet objet peut être transmis, stocké et exécuté ultérieurement

3. Modèle de conception de méthode d’interprétation

Le modèle d'interprète est utilisé pour définir une représentation grammaticale d'une langue et fournit un interprète pour gérer cette grammaire.

4. Modèle de conception de méthode médiateur

Il permet le découplage des objets en introduisant une couche entre les deux afin que l'interaction entre les objets se fasse via la couche.

5. Modèles de conception de la méthode Memento

Il est utilisé pour restaurer l’état d’un objet à un état antérieur. Au fur et à mesure que votre application progresse, vous souhaiterez peut-être enregistrer les points de contrôle dans votre application et restaurer ces points de contrôle ultérieurement. L'intention du modèle de conception Memento est de ne pas violer l'encapsulation, de capturer et d'extérioriser l'état interne d'un objet afin que l'objet puisse être restauré dans cet état ultérieurement.

6. Modèle de conception de méthode d’observateur

Il définit une dépendance un-à-plusieurs entre les objets, de sorte que lorsqu'un objet (le sujet) change d'état, tous ses dépendants (observateurs) sont notifiés et mis à jour automatiquement.

7. Modèle de conception de méthode d’état

Un modèle de conception d'état est utilisé lorsqu'un objet modifie son comportement en fonction de son état interne. Si nous devons modifier le comportement d'un objet en fonction de son état, nous pouvons avoir une variable d'état dans l'objet et utiliser le bloc de condition if-else pour effectuer différentes actions en fonction de l'état.

8. Modèle de conception de méthode stratégique

Le modèle de conception de stratégie permet de sélectionner le comportement d'un objet au moment de l'exécution. Il s’agit de l’un des modèles de conception Gang of Four (GoF), largement utilisés dans la programmation orientée objet. Le modèle Strategy est basé sur l’idée d’encapsuler une famille d’algorithmes dans des classes distinctes qui implémentent une interface commune.

9. Modèle de conception de méthode de modèle

Le modèle de conception de la méthode modèle consiste à définir un algorithme comme un squelette d’opérations et à laisser les détails implémentés par les classes enfants. La structure globale et la séquence de l'algorithme sont préservées par la classe parent.

dix. Modèle de conception de méthode de visiteur

Il est utilisé lorsque nous devons effectuer une opération sur un groupe d’objets de même type. À l’aide du modèle de visiteur, nous pouvons déplacer la logique opérationnelle des objets vers une autre classe.

Modèles de conception dans différentes langues

Questions d'entretien sur les modèles de conception de logiciels

• Concevoir un parking en utilisant les principes orientés objet
• Concevoir des structures de données et des algorithmes pour le système de fichiers en mémoire
• Comment empêcher la réflexion, la sérialisation et le clonage du modèle Singleton ?

Questions fréquemment posées sur les modèles de conception de logiciels

1. Que sont les modèles de conception de logiciels ?

• Les modèles de conception logicielle sont des solutions réutilisables aux problèmes courants qui surviennent lors du développement de logiciels. Ce sont des modèles permettant de résoudre les problèmes de conception récurrents et fournissent un moyen de créer des systèmes logiciels flexibles, évolutifs et maintenables.

2. Pourquoi les modèles de conception sont-ils importants dans le développement de logiciels ?

• Les modèles de conception favorisent les meilleures pratiques, améliorent la lisibilité du code et facilitent la réutilisation du code. Ils aident à créer des logiciels modulaires, extensibles et plus faciles à maintenir, réduisant ainsi le temps et les efforts de développement.

3. En quoi les modèles de conception diffèrent-ils des algorithmes ?

• Les modèles de conception se concentrent sur la résolution de problèmes de conception récurrents au niveau architectural ou structurel, en mettant l'accent sur l'organisation du code. Les algorithmes, quant à eux, sont des procédures étape par étape permettant de résoudre des problèmes spécifiques au niveau informatique.

4. Quels sont les types courants de modèles de conception ?

• Les modèles de conception sont classés en trois types principaux : créationnels, structurels et comportementaux. Les modèles créationnels traitent de la création d'objets, les modèles structurels de la composition des objets et les modèles comportementaux de la collaboration et de la responsabilité des objets.

5. Pouvez-vous fournir des exemples de modèles de conception créationnelle ?

• Les exemples incluent Singleton (garantissant qu'une classe n'a qu'une seule instance), la méthode Factory (créant des objets sans spécifier la classe exacte) et Abstract Factory (fournissant une interface pour créer des familles d'objets liés ou dépendants).

6. Comment les modèles de conception améliorent-ils la flexibilité du code ?

• Les modèles de conception favorisent un couplage lâche entre les composants, ce qui facilite le remplacement ou l'extension de parties du système sans affecter les autres. Cette flexibilité est cruciale pour s’adapter aux exigences changeantes.

7. Quand dois-je utiliser des modèles de conception ?

• Les modèles de conception doivent être utilisés lorsque vous rencontrez des problèmes récurrents dans la conception de logiciels. Ils sont particulièrement utiles dans les systèmes complexes où une approche systématique et éprouvée de la conception est requise.

8. Les modèles de conception sont-ils spécifiques au langage ?

• Non, les modèles de conception ne sont pas liés à un langage de programmation spécifique. Ce sont des solutions conceptuelles qui peuvent être implémentées dans différents langages. Cependant, la syntaxe et les détails d'implémentation peuvent varier.

9. Comment puis-je apprendre et maîtriser les modèles de conception ?

• Commencez par comprendre les principes de base des modèles de conception. Entraînez-vous à les mettre en œuvre dans vos projets et étudiez des exemples concrets. Les livres, les didacticiels en ligne et les applications pratiques dans les projets contribuent à la maîtrise des modèles de conception.

10. Les modèles de conception sont-ils applicables à tous les projets logiciels ?

• Même si les modèles de conception offrent des solutions précieuses aux problèmes de conception courants, leur applicabilité dépend du contexte et de la complexité du projet. Dans des projets plus simples, certains modèles peuvent s'avérer inutiles, tandis que dans des projets plus importants, ils peuvent contribuer au maintien d'une base de code évolutive et organisée.

11. Quelle est la différence entre un design pattern et un anti-modèle ?

• Les modèles de conception sont des solutions éprouvées à des problèmes courants, promouvant les meilleures pratiques. En revanche, les anti-modèles sont des pièges courants ou de mauvaises pratiques qui peuvent conduire à une mauvaise conception de logiciels et doivent être évités.

12. Les modèles de conception peuvent-ils être surutilisés ?

• Oui, abuser des modèles de conception sans tenir compte du contexte et de la complexité du projet peut conduire à un code inutilement complexe. Il est important d’appliquer judicieusement les modèles de conception, là où ils ajoutent de la valeur et améliorent la structure du code.

13. Puis-je créer mes propres modèles de conception ?

• Oui, vous pouvez créer des modèles de conception personnalisés en fonction des besoins spécifiques de votre projet. Cependant, il est crucial de s’assurer que le modèle répond à un problème récurrent et respecte les principes d’une bonne conception.

14. Quel est le lien entre les modèles de conception et l'odeur du code ?

• Les modèles de conception aident à éliminer les odeurs de code (indications d’une mauvaise conception) en fournissant des solutions éprouvées aux problèmes courants. Reconnaître et traiter les odeurs de code est essentiel pour créer des logiciels maintenables et efficaces.

15. Existe-t-il des modèles de conception pour la conception de bases de données ?

• Bien que les modèles de conception traditionnels ne s'appliquent pas directement à la conception de bases de données, des principes tels que la normalisation et la dénormalisation peuvent être considérés comme des modèles de conception permettant de créer des structures de bases de données efficaces et évolutives.

16. Les modèles de conception peuvent-ils être utilisés dans l’architecture des microservices ?

• Oui, les modèles de conception peuvent être appliqués à l'architecture de microservices pour relever des défis courants tels que la découverte de services, la communication entre les services et la tolérance aux pannes. Des modèles tels que le registre de services et le disjoncteur sont pertinents.

17. Quel est l'impact des modèles de conception sur les performances du système ?

• Des modèles de conception correctement appliqués peuvent améliorer les performances du système en favorisant une organisation efficace du code et en réduisant la redondance. Cependant, des modèles mal choisis ou surutilisés peuvent introduire une complexité inutile, ce qui peut avoir un impact sur les performances.

18. Les développeurs juniors doivent-ils apprendre les modèles de conception ?

• Bien que cela ne soit pas obligatoire, l’apprentissage des modèles de conception peut bénéficier de manière significative aux développeurs débutants en leur fournissant des solutions éprouvées à des problèmes courants. Cela peut accélérer le processus d’apprentissage et contribuer à l’écriture d’un code plus maintenable.

19. Comment les modèles de conception contribuent-ils à la documentation du code ?

• Les modèles de conception documentent intrinsèquement les solutions aux problèmes de conception courants. Lorsque les développeurs sont familiarisés avec les modèles de conception, le code devient auto-documenté, ce qui permet aux autres de mieux comprendre et contribuer au projet.

20. Les modèles de conception peuvent-ils être appliqués rétroactivement aux bases de code existantes ?

• Oui, les modèles de conception peuvent être appliqués de manière rétroactive, mais le processus peut impliquer la refactorisation du code existant. Il est crucial d’évaluer l’impact de l’introduction d’un modèle et de s’assurer qu’il s’aligne sur l’architecture globale.

21. Existe-t-il des modèles de conception pour le développement Web ?

• Oui, de nombreux modèles de conception sont applicables au développement Web. Des modèles tels que MVC, Observer et Singleton sont couramment utilisés pour organiser et structurer le code dans le développement front-end et back-end.

22. En quoi les modèles de conception diffèrent-ils des modèles architecturaux ?

• Les modèles de conception abordent des problèmes de conception spécifiques à un niveau inférieur, en se concentrant sur la création, la composition et l'interaction d'objets. Les modèles architecturaux, quant à eux, traitent des structures de niveau supérieur d’une application ou d’un système entier.

23. Les modèles de conception peuvent-ils être utilisés dans la programmation fonctionnelle ?

• Oui, les modèles de conception peuvent être adaptés aux paradigmes de programmation fonctionnelle. Les modèles de conception fonctionnelle se concentrent sur la composition de fonctions pour résoudre des problèmes et promouvoir l’immuabilité et l’apatridie.

24. Quel rôle les modèles de conception jouent-ils dans la maintenabilité du code lors de la collaboration en équipe ?

• Les modèles de conception contribuent à la maintenabilité du code en fournissant un vocabulaire et une structure communs. Lorsqu’une équipe est familiarisée avec les modèles de conception, la collaboration devient plus efficace et les membres de l’équipe peuvent comprendre et raisonner plus facilement sur la base de code.

25. Existe-t-il des modèles de conception spécifiques aux systèmes temps réel ?

• Oui, les systèmes en temps réel utilisent souvent des modèles de conception adaptés pour relever leurs défis uniques. Des modèles tels que le modèle Observer peuvent être appliqués pour gérer la notification et la synchronisation des événements en temps réel.