Welche Design Patterns sollte man kennen?

EXDW

comment schrieb:

als ich das erste mal von "design patterns" gehört hab, hab ich gemerkt das ich einige davon schon lang unbewusst benutzt hab.

ging mir damals auch so, hatte schon immer eine bestimmte methode fuer einmal-klassen verwendet, bis ich das design patterns gelesen hab und so dachte "huch, das ist singleton, interessant, benutz ich schon lang" #gg

thordk

comment schrieb:

als ich das erste mal von "design patterns" gehört hab, hab ich gemerkt das ich einige davon schon lang unbewusst benutzt hab.

ich finde daher das man sowas nicht unbedingt lernen muss. bei passender gelegenheit kommt man selbst auf die gedanken dinge so zu machen wie es sinn macht.

bei design patterns gehts zwar zum einen darum, dass man schnell eine gute lösung für ein bestimmtes problem findet, zum anderen aber auch darum, dass andere wiedererkennen, was man gemacht hat. genau deshalb sollte man sich auch keine komplett eigenen namen ausdenken. eigenes prefix + pattern als suffix. so haben andere leser deines codes es wesentlich leichter, grosse einheiten als funktionalitätsblock zu erkennen. das spart gewaltig zeit bei der analyse

Helium

thordk schrieb:

die GoF pattern sind die essenz dessen, wie eine vielzahl an wiederkehrenden problemen gelöst werden kann. wenn man bedenkt, wie alt diese pattern schon sind, ist es kein wunder, dass sie in aktuellen sprachen nicht mehr implementiert werden müssen. aktuelle sprachen bieten bereits features, die diesen pattern nachempfunden sind.

Nur das es solche Sprachen schon laaaange vor dem Gof-Buch gab. Und es sind auch nicht Umsetzungen der Pattern, sondern allgemeinere Abstraktionsmechanismen, die die Pattern einfach überflüssig machen.

Stell dir vor du arbeitest in einem alten Basic oder Pascal oder was auch immer, und brauchst einen Stack für Integer. Also schreibst du dir einen, inklusive zugehöriger Standardfunktionen, wie push, pop, etc. Dann brauchst du einen Stack für Strings. Was machst du? Du schreibst nochmal einen Stack für Strings inklusiver zugehöriger Funktionen. Du hast zwar das Muster des Stacks erkannt, bist aber nicht in der Lage es wegzuabstrahieren.
Jetzt könnte ein Sprachdesigner merken, dass Leute ab und zu Stacks für verschiedene Typen brauchen und einen speziellen Typoperator in die Sprache einbauen. So wie es schon einen gibt um aus einem Typ ein Array dieses Typs zu erstellen könnte er also auch einen einbauen, der aus einem Typ einen Stack dieses Typs erstellt. Was aber wenn ich eine Queue brauche? Dann müsste ein witeres Sprachmittel eingebaut werden.
Das wäre die analogie zu einem Versuch ein spezielle Design Pattern mit einem dafür passenden Sprachkonstrukt zu ersetzen.

Jetzt stell dir aber vor du lernst eine Sprache mit parametrischer Polymorphie kennen und bist plötzlich selber in der Lage entsprechende Typoperatoren zu entwickeln. Du hast keinen speziellen mehr für Stacks etc. sondern kannst dir selbst genau die bauen, die du brauchst für Stacks, Queues, ... was auch immer. Ein allgemeineres Abstraktionsmittel (hier parametrische Polymorphie) hat dir ermöglicht dein immer weiderkehrendes Muster des Stacks wegzuabstrahieren, ohne ein spezielle Stack-Sprachmittel zur Verfügung zu stellen.

Genau so sieht es auch bei den üblichen Design Pattern aus. Statt ein spezielles Command-Pattern-Sprachmittel einzubauen und ein spezielles Strategy-Pattern-Sprachmittel einzubauen, etc. kann man mit einem allgemeineren Abstraktionsmittel diese beiden und noch viel mehr Dinge umsetzten.

Helium schrieb:

HumeSikkins schrieb:

hustbaer schrieb:

was ich häufig verwende:
pimpl

Das würde ich nicht als DP, sondern als Sprach-Idiom bezeichnen.

Sind nicht alle Design-Pattern im Grunde Sprach-Idiome, auch wenn sie sich nicht auf eine einzelne, sondern auf eine Gruppe von Sprachen beziehen? Immer wenn eine Sprache keine Möglichkeit ein gewisses Muster wegzuabstrahieren, dann muss ich dieses Muster immer wieder ausprogrammieren. Wie man dieses notwendige Übel dann halbwegs sinnvoll umsetzt nennt sich Design Pattern.

Nein, es sind Design Patters. Dir ist der Unterschied zwischen Design und Implementierungsdetail bekannt?

hustbaer

@dumme antwort: viele der sog. Design Patterns sind aber Implementierungs-Details. Ist dir der Unterschied zwischen Architektur und Design bekannt?

hustbaer schrieb:

@dumme antwort: viele der sog. Design Patterns sind aber Implementierungs-Details.

Also irgendwann muss man das ganze implementieren. Ob ich z.B. ein Observerpattern mit Interface/Klassen und virtuellen Methoden, Strukturen und Funktionpointern oder einfach mit ein Sprachfeature umsetze ist ein Detail. Deswegen ändert sich nicht das Design.
Wenn du jetzt von sogenannten Design Pattern redest, weiß ich nicht was du meinst, aber es sind wohl dann keine richtigen.

Ist dir der Unterschied zwischen Architektur und Design bekannt?

Ja und nein und vorallem was hat das damit zu tun?

hustbaer

Argh. Sorry, vergiss es, ich hätte genauer lesen sollen.

Ja, ein Design-Pattern ist bleibt ein Design-Pattern, unabhängig davon ob es in einer Sprache einfach oder schwer zu implementieren ist.

Was Pimpl angeht... von miraus soll es kein "Design Pattern" sein, mir im Prinzip egal. Ein Pattern ist es für mich auf jeden Fall.

Apollon

antwort schrieb:

hustbaer schrieb:

@dumme antwort: viele der sog. Design Patterns sind aber Implementierungs-Details.

Also irgendwann muss man das ganze implementieren. Ob ich z.B. ein Observerpattern mit Interface/Klassen und virtuellen Methoden, Strukturen und Funktionpointern oder einfach mit ein Sprachfeature umsetze ist ein Detail. Deswegen ändert sich nicht das Design.
Wenn du jetzt von sogenannten Design Pattern redest, weiß ich nicht was du meinst, aber es sind wohl dann keine richtigen.

Demnach ist Design die reinste formale Modellierung. Alles andere ist Implementierungsdetail.

Ich fuer meinen Teil sehe es genauso wie Helium. Sprachunzulaenglichkeiten werden durch Design-Pattern kompensiert. Bei Entwicklung neuer Sprachen werden Design-Pattern beruecksichtigt und soweit moeglich als Sprachfeature integriert. Das Ganze ist ein iterativer Prozess, da es mehr Probleme gibt als Loesungen und fuer jedes Problem mehrere Loesungen existieren.

BTW: http://l04.iue.tuwien.ac.at/VO/VO_cpp/teil1/foil04.html entspricht exakt Heliums Aussage.

Apollon

hustbaer schrieb:

Argh. Sorry, vergiss es, ich hätte genauer lesen sollen.

Ja, ein Design-Pattern ist bleibt ein Design-Pattern, unabhängig davon ob es in einer Sprache einfach oder schwer zu implementieren ist.

Was Pimpl angeht... von miraus soll es kein "Design Pattern" sein, mir im Prinzip egal. Ein Pattern ist es für mich auf jeden Fall.

Es ist viel mehr mehr. Es ist ein Prinzip. Nennt sich Dependency Inversion.

Apollon schrieb:

antwort schrieb:

hustbaer schrieb:

@dumme antwort: viele der sog. Design Patterns sind aber Implementierungs-Details.

Also irgendwann muss man das ganze implementieren. Ob ich z.B. ein Observerpattern mit Interface/Klassen und virtuellen Methoden, Strukturen und Funktionpointern oder einfach mit ein Sprachfeature umsetze ist ein Detail. Deswegen ändert sich nicht das Design.
Wenn du jetzt von sogenannten Design Pattern redest, weiß ich nicht was du meinst, aber es sind wohl dann keine richtigen.

Demnach ist Design die reinste formale Modellierung. Alles andere ist Implementierungsdetail.

Ich fuer meinen Teil sehe es genauso wie Helium. Sprachunzulaenglichkeiten werden durch Design-Pattern kompensiert. Bei Entwicklung neuer Sprachen werden Design-Pattern beruecksichtigt und soweit moeglich als Sprachfeature integriert. Das Ganze ist ein iterativer Prozess, da es mehr Probleme gibt als Loesungen und fuer jedes Problem mehrere Loesungen existieren.

BTW: http://l04.iue.tuwien.ac.at/VO/VO_cpp/teil1/foil04.html entspricht exakt Heliums Aussage.

Der Unterschied ist, dass Design Patters nicht sagen wie man etwas in einer bestimmten Sprache umsetzt (was Idioms machen), sondern allgemeine Lösungen für immer wieder auftretende Probleme beim Software Design sind. Darum sind sie auch nicht dazu da Sprachunzulänglichkeiten zu kompensieren, was Idioms machen.

Helium

Erklär mir doch einfach mal das Strategy Pattern mit kleinen konkreten Minimalbeispielen in einer Sprache in der Funktionen first class sind und die ordentliche Closures hat (Lisp, Dylan, O'Caml, ... mir ist alles recht). Anschließend könntest du mir dann noch Anwendungen des Command Pattern in der selben Sprache zeigen.

(Info am Rande: Closures sind schon lange bekannt bevor überaupt die erste objekorientierte Sprache erdacht wurde.)

Ich kenn keine dieser Sprachen. Sag mir doch einfach was das Problem sein soll.

Helium

Du behauptest, dass Design Pattern "Lösungen für immer wieder auftretende Probleme beim Software Design sind". Was aber, wenn das, was von dem Design Pattern versucht wird zu Lösen, gar kein Problem ist, sondern eine Trivialität, für die ich nichts konstruieren muss. Mit Closures ist das Strategy Pattern in etwa so aufwendig, wie eine belibige Variable anzulegen. Mit Closures ist das Command Pattern ebenso aufwendig. Beides wird plötzlich durch ein und das selbe Konzept erfüllt. Guck dir an, wie in Ruby z.B. üblicherweise iteriert wird. Keine Iteratoren, sondern Closures.
So wie in meinem letzten Beispiel generische Polymorphie darüber hinweg geholfen hat spezielle Stacks, spezielle Queues, und so weiter zu implementieren helfen mir hier Closures darüber hinweg speziele Strategy-Hierarchienen spezielle Command-Hierarchienen, spezielle Iterator-Hierarchienen etc. zu implementieren.

Schon mal über das Visitor Pattern in einer Sprache mit Multimehtoden/offenen Funktionen/wie auch immer die diversen Sprachen sie nennen nachgedacht? Ein unglaublich komplexes Konstrukt; dabei kann man multiple Dispatch auch auf deutlich einfachere Weise bekommen.

Shade Of Mine

Fuer mich sind Pattern nur ein Sprachschatz. Es hilft beim erklaeren oder beschreiben eines Problems bzw. eher der Loesung eines Problems.

Wenn wir uns zB die C++ concept_map vorstellen, so ist das ein wunderschoenes Beispiel eines Adapters. Nur dass ich dann nie Adapter sagen wuerde, sondern einfach "concept_map".

Wenn die Sprache dieses Feature aber nicht direkt unterstuetzt, oder nicht alle Beteiligten mit diesem Sprachfeature vertraut sind, dann ist es praktisch zu sagen "wir verwenden hier einen Adapter".

IMHO machen viele Leute den Fehler und betrachten Design Pattern als Loesungen fuer Probleme - ich wuerde sie aber eher als Namen fuer abstrakte Loesungen betrachten. Denn ein Strategy in C++ sieht nunmal anders als in OCaml aus. Der Vorteil das Pattern Strategy hier zu verwenden liegt IMHO lediglich darin, dass ein aussenstehender (also jemand der nicht direkt in dem Programmiererteam sitzt das das Problem geloest haben) schnell das allgemeine Design verstehen kann.

Die Beispielimplementationen zu den Pattern geben lediglich eine Hilfestellung um das abstrakte Thema konkreter anfassen zu koennen.

Es ist egal, ob es in einer Sprache einfach oder kompliziert ist ein Pattern zu implementieren. Du löst das Problem trotzdem mit dem gleichen Muster, also mit diesem oder jenem Pattern. Die Patters wurden ja nicht mit OOP erfunden, bestimmte Probleme wurden auch schon vorher immer auf eine ähnliche Weise gelöst. Irgendwann kam halt die Idee auf, diesen einen Namen zu geben und sie allgemein zu beschreiben. Es geht nicht um Implementierungsdetails, sondern um die Idee. Dass sich die Idee ein Problem mit diesem Muster zu lösen, bei manchen Sprachen praktisch aufdrängt, ist genauso normal, wie dass man Patters zufällig implementiert, ohne das Pattern zu kennen.

Helium

Die Patters wurden ja nicht mit OOP erfunden

Doch. Wie willst du ein Singleton bauen, wenn es gar kein Objekt gibt? Wie viele der GoF Design Pattern machen Sinn, oder sind in welcher Form auch immer überhaupt umsetzbar, wenn es weder Klassen noch Objekte gibt?

Zitieren wir doch mal das GoF-Buch:
[quote"Design Pattern"]It's a book of design patterns that describes simple and elegant solutions to specific problems in objectoriented software design. Design pattern capture solutions that have developed and evolved over time. Hence they aren't the designs people tend to generate initially.[/quote]

Ich denke es geht hier in etwa um folgende Fragen:
Ab wann ist etwas ein Design Pattern?

Betrachten wir folgendes Pseudocode-Beispiel:

foo = 5
funktion(6)

Beinhaltet die erste Zeile das Zuweisungs-Design Pattern und die zweite das Funktionsafruf-Design Pattern? Oder sind diese Dinge zu trivial? Strategy und Command sind kein bischen komplizierter als diese Zuweisung. Mit kein bischen meine ich auch ziemlich genau kein bischen.

Ich nehme einfach mal an, dass du in meinem Minni-Beispiel keine Design-Probleme siehst. Genausowenig wie jemand von einem Designproblem spricht, wenn man einer Variable eine ganze Zahl zuweist, spricht auch niemand von einem Designproblem, wenn er einer Variable 'ne Closure zuweist. Mein Gott, es ist 'ne Zuweisung.

Niemand wäre je aufgefallen, dass es überhaupt "Designprobleme" bei soetwas wie Strategy oder Command geben könnte, wenn es keine Sprache gegeben hätte, denen gewisse Abstraktionsmechanismen fehlen.

Meiner Meinung nach muss etwas ausreichend Komplex sein, um es als Designproblem betrachten zu können. Erst dann kann ich anfangen darüber nachzudenken, wie ich dieses Problem lösen kann und vielleicht habe ich später einen ähnlichen Fall, der sich ähnlich Lösen lässt. Ich erkenne das Muster darin und mein erster Ansatz ist die Gemeinsamkeit auszulagern. Sollte das nicht gehen, weil es einfach keine Möglichkeit diese Gemeinsamkeit zu beschreiben, dann habe ich dennoch das Muster erkannt und kann diese Art von Probleme lösen, indem ich es immer wieder auf die selbe Art und Weise designe. Das könnte man Design Pattern nennen.

Wenn es aber um soetwas geht, wie eine Zuweisung. Dann sehe ich da das Konzept der Zuweisung und ich nenne es auch Zuweisung aber das ist kein Design Pattern. Genau so wenig ist eine Closure ein Design Pattern. Aus Meiner Sicht ist das "Strategy Pattern" einfach nur eine Anwendung einer Closure, sowie eine Zuweisung einer ganzen Zahl an eine Variable einfach nur eine Anwendung der Zuweisung ist.

Meine Ansicht ist: Ein Design Pattern betrifft immer das Design. Es ist etwas, über das ich mir vorher beim Designen gedanken machen muss. Wenn ich multiple Dispatch brauche und dazu das Visitor Pattern umsetzen will, dann hat das große Auswirkunge auf das Design. Ich muss accept-Methoden spendieren, usw. Einmal angewendet ist das ganze ziemlich hinderlich dabei die Klassenhierarchie zu erweitern.
Habe ich hingegen Multimethoden sieht das ganze anders aus. Das was vorher ein Design-Problem war ist plötzlich nicht mehr oder weniger Aufwendig als irgend eine x-belibige Methode zu schreiben.

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Es macht Sinn gewissen Konzepten Namen zu geben. Ich nenne einen Stack auch Stack. Ich nenne ein Array Array. Ich nenne eine Funktion Funktion. Ich nenne eine Singleton Singleton. Ich nenne eine Variable eine Variable.

Ab wann ist ein Konzept ein Design Pattern?

Das Singleton Pattern ist eine Lösung für Probleme bei denen es nur ein Objekt geben darf. Wenn du z.B. die Verteilung von begrenzen Ressourcen regeln willst, bietet sich ein Singleton an, damit nur ein Objekt die Ressourcen verteilt und nicht zuviele verteilt werden. Das es in dem Buch und in vielen anderen objektorientiert beschrieben ist, liegt wohl daran, dass das gerade modern ist. Ein Singleton ist nicht die oo Schreibweise für globale Variablen. Sinn des Singleton Patterns ist es auch nicht eine Vorschrift zu liefern, wie man Klassen schreiben muss, damit man nur eine Instanz erstellen kann. Wahrscheinlich kann man in einigen Sprachen trotzdem eine zweite Instanz erstellen, wenn man irgendwelche Mem-Copy und Casting Hacks verwendet. Man macht es aber nicht, weil es nicht dem Softwaredesign entspricht und dann die Software das Problem nicht mehr löst. Du kannst die Idee des Singletons auch implementieren, wenn du keine Klassen hast. Dann greifst du z.B. auf eine bestimmte Struktur nur über bestimmte Methoden zu und musst bei der Implementierung drauf achten, dass du es nicht anderst machst, obwohl es möglich wäre. Ist dann zwar nicht mehr so schön wie in Klassen verpackt, aber die gleiche Idee.

Ein Funktionsaufruf ist auch eine Lösung für bestimmte Probleme, z.B. gleichen Code an verschiedenen Stellen auszuführen, ohne ihn zu kopieren.

Das sind aber Probleme auf unterschiedlichen Ebenen. Bei einem Design Pattern steckt eine Idee auf Softwaredesignebene dahinter und nicht einfach nur eine Idee wie man etwas implementiert. Das man beschreibt, wie man sowas möglichst effizient und sauber implementiert, gehört halt dazu, wenn man Ideen liefert wie man sauber und verständlich designt. Eine gute Idee bringt halt nicht viel, wenn sie schlecht und kompliziert umgesetzt wird.

Shade Of Mine

antwort schrieb:

Sinn des Singleton Patterns ist es auch nicht eine Vorschrift zu liefern, wie man Klassen schreiben muss, damit man nur eine Instanz erstellen kann.

Was wenn die Sprache das aber direkt unterstuetzt?

Genau darum geht es Helium ja, soweit ich ihn verstanden habe.

Meiner Meinung nach entsteht ein Design Pattern immer dann, wenn man ein Konzept in eine Sprache einbauen will, die diese nicht native beherrscht.

Es ist nicht der Sinn des Singleton Pattern eine solche Vorschrift zu liefern, also ist es egal ob eine Sprache es direkt unterstützt.

Shade Of Mine

antwort schrieb:

Es ist nicht der Sinn des Singleton Pattern eine solche Vorschrift zu liefern, also ist es egal ob eine Sprache es direkt unterstützt.

Genau darum geht es aber - ist jedes Konzept ein Design Pattern?
Ist a=b; das Assignment Pattern?