Dạng thức thiết kế

Các dạng thức nguyên thủy như là một nguyên lý thiết kế từ ý kiến của Christopher Alexander. Trong năm 1987, Kent Beck và Ward Cunningham đã bắt đầu thử nghiệm với các ý tưởng về việc ứng dụng các dạng thức vào lập trình và trình bày các kết quả của họ tại hội nghị OOPSLA năm đó. Trong nhừng năm kế tiếp Beck, Cunningham và nhiều người khác đã kế tực công việc này.

Các dạng thức thiết kế trở nên phổ biến trong khoa học máy tính sau khi cuốn Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software được phát hành trong năm 1944 (Gamma et al). Cùng năm này, hội nghị Pattern Languages of Programs (tên này có nghĩa là "Các Ngôn ngữ Dạng thức của các Chương trình") đã được tổ chức. Năm sau đó, Portland Pattern Repository (tức là "Trung tâm Dữ liệu Dạng thức Portland") đã được hình thành nhằm hồ sơ hóa các dạng thức thiết kế. Nội hàm của thuật ngữ vẫn còn là một việc bàn cãi cho đến thập niên sau đó.

• có thể đẩy nhanh quá trình phát triển bằng cách cung ứng các kiểm nghiệm và các mẫu hình phát triển đã được chứng minh. Thiết kế phần mềm có tính hiệu quả đòi hỏi cứu xét tới các vấn đề mà nó không thể thấy trước cho đến giai đoạn lắp đặt sau này. Việc tái dụng các dạng thức thiết kế sẽ giúp tránh khỏi các vấn đề tiềm tàng mà chúng có thể gây ra các khó khăn chính và giúp nâng cao khả năng hiểu được cho người viết mã và cho họ các kiến trúc đi cùng với các dạng thức.

• Thông thường, người ta chỉ hiểu làm thế nào để áp dụng các kĩ thuật thiết kế phần mềm một cách tường minh cho các vấn đề cụ thể. Các kĩ thuật này thì khó để áp dụng lên các vấn đề có điện rộng hơn. Các dạng thức thiết kế cung cấp các lời giải tổng quát, được hồ sơ hóa trong một định dạng mà chúng không đòi hỏi phải dính chặt với các vấn đề riêng biệt.

• Các dạng thức thiết kế được hợp thành từ nhiều đề mục. Đặc biệt thú vị là các đề mục Cấu trúc, các Thành phần và Hợp tác. Các mục này mô tả một "mô típ thiết kế": một vi kiến trúc (micro architechture) nguyên mẫu mà các nhà phát triển chép lại và đáp ứng cho các thiết kế riêng của họ để giải quyết vấn đề hiện tại mà đã được mô tả bởi dạng thức thiết kế đó. (Một vi kiến trúc là một bộ các chương trình cấu thành, nghĩa là các lớp, các phương pháp, ..., và các quan hệ giữa các cấu thành này). Những người phát triển dùng dạng thức thiết kế này bằng cách dẫn nhập vào các thiết kế của họ cái vi kiến trúc nguyên mẫu này; nghĩa là các vi kiến trúc đó, trong các thiết kế sẽ có cấu trúc và tổ chức tương tự như mô típ thiết kế đã chọn.

• Thêm vào đó, các đạng thức cho phép các nhà phát triển để liên lạc sử dụng các tên nổi tiếng, đã được hiểu tường tận về các tương tác phần mềm. Các dạng thức thiết kế thông dụng có thể dược nâng cao qua thời gian, tạo thêm các thiết kế mạnh hơn là các thiết kế đặc ứng (ad-hoc).

Các dạng thức thiết kế có thể được phân lớp dựa trên nhiều tiêu chỉ, điểm chung nhất của chúng là vấn đề cơ sở bên trong mà chúng giải quyết. Theo tiêu chỉ này, các dạng thức thiết kế có thể được phân thành nhiều lớp, một số trong các lớp đó là:

• Các Dạng thức nền tảng (fundamental pattern)
• Các Dạng thức kiến tạo (creational pattern)
• Các Dạng thức cấu trúc (structural pattern)
• Các Dạng thức ứng xử (behavioral pattern)
• Các Dạng thức đồng tranh (concurrency pattern)
• Các Dạng thức kiến trúc (architectural pattern)

Hồ sơ cho một dạng thức thiết kế nên chứa đủ thông tin về vấn đề mà dạng thức đó muốn giải quyết, ngữ cảnh mà nó được sử dụng và lời giải đề nghị. Mặc dù vậy, các tác giả sử dụng cách trình bày riêng của họ để viết các dạng thức thiết kế, và các trình bày này thường rập theo những bộ phận trọng yếu. Các tác giả thường bao gồm thêm vào đó các đề mục để cung cấp thêm thông tin, và sắp xếp các bộ phận trọng yếu này vào trong các tiêu chỉ khác nhau, có thể là với các tên khác nhau.

Một định dạng chung được sử dụng bởi "Gang of Four". Nó bao gồm các tiêu chỉ sau:

• Tên dạng thức và Phân lớp Mỗi dạng thức nên có một tên đặc trung và phân biệt để giúp xác định và tham chiếu. Thêm vào đó, dạng thức này nên được phân lớp dựa trên một sự chia như là mô tả trong phần trước. Cách phân lớp này giúp ích trong việc nhận ra và sử dụng dạng thức.
• Chủ ý: Tiêu chỉ này nên mô tả mục tiêu của dạng thức và lý do để sử dụng nó. Nó rập theo phần vấn đề của dạng thức.
• Cũng được biết tới như là: Một dạng thức có thể có nhiều tên. Các tên này nên được mô tả trong tiêu chí này.
• Vận hành: Tiêu chỉ này cung cấp một tình huống xảy ra của vấn dề và ngữ cảnh trong đó dạng thức này có thể được áp dụng. Bằng cách liên hệ giữa vấn đề với ngữ cảnh, tiêu chỉ này chỉ ra khi nào dùng dạng thức.
• Khả năng ứng dụng: Phần này bao gồm các tình huống trong đó dạng thức này có thể hữu dụng. Nó biểu thị phần ngữ cảnh của dạng thức.
• Cấu trúc: Một biểu đồ của dạng thức. Các Sơ đồ lớp và các sơ đồ tương tác có thể được dùng cho mục đích này.
• Các Thành phần: Một danh mục các lớp và đối tượng được sử dụng trong dạng thức này và vai trò của chúng trong thiết kế.
• Hợp tác: Mô tả làm thế nào các lớp và đối tượng được sử dụng trong dạng thức tương tác với nhau.
• Các hệ quả: Phần này mô tả các kết quả, các hiệu ứng phụ, và các sự lược mất do việc sử dụng dạng thức.
• Lắp đặt: Tiêu chỉ này mô tả sự lắp đặt của dạng thức và biểu thị phần giải đáp của dạng thức. Nó cung cấp các kĩ thuật được sử dụng trong việc lắp đặt dạng thức này và cho các cách thức để thiết lập.
• Mã thí dụ: Một minh họa làm thế nào dạng thức có thể được dùng trong một ngôn ngữ lập trình.
• Sử dụng đã biết: Phần này bao gồm các thí dụ về các cách sử dụng trong thực tế của dạng thức này.
• Các dạng thức liên hệ: Là phần bao gồm các dạng thức khác có vài sự liên hệ tới dạng thức này, và do đó chúng có thể được sử dụng cùng với dạng thúc này hay là được sử dụng thay vì dạng thức này. Nó cũng bao gồm các tương phản của dạng thức này với các dạng thức tương tự.

Nguyên lý của các dạng thức thiết kế đã bị phê bình bởi một số lãnh vực của khoa học máy tính.