Les design patterns de comportement

Publié le 2023-06-24 11:56:48 par Vincent SOYSOUVANH

Introduction

Dans le domaine du développement logiciel, les design patterns sont des solutions éprouvées et reconnues pour résoudre des problèmes courants. Ils offrent des modèles de conception et des approches prêtes à l'emploi qui peuvent être utilisés pour améliorer la structure, la flexibilité et la maintenabilité des applications. Parmi les différents types de design patterns, les design patterns de comportement jouent un rôle crucial dans la gestion des interactions et des comportements au sein d'un système logiciel.

L'objectif de cet article est de vous présenter les design patterns de comportement de façon assez générale. Vous découvrirez comment ces patterns peuvent vous aider à organiser et à contrôler le flux d'exécution dans vos applications, tout en favorisant une conception modulaire et flexible.

Qu'est-ce qu'un design pattern de comportement ?

Un design pattern de comportement est une solution réutilisable à un problème de conception récurrent lié à la gestion des interactions et des comportements dans un système logiciel. Il fournit une approche structurée pour organiser les objets et définir leurs comportements, ce qui facilite la compréhension, la maintenance et l'évolution du code.

Ces design patterns mettent l'accent sur la manière dont les objets communiquent, coopèrent et se répartissent les responsabilités. Ils permettent de définir des modèles d'interaction flexibles entre les objets, favorisant ainsi une conception modulaire et une évolutivité du code.

Les design patterns de comportement jouent un rôle essentiel dans la gestion des interactions et des comportements au sein d'un système logiciel. Ils offrent plusieurs avantages importants :

Organisation du code : Les design patterns de comportement fournissent une structure claire pour organiser les objets et leurs interactions, rendant le code plus compréhensible et maintenable.
Réutilisation du code : En encapsulant des comportements dans des classes dédiées, les design patterns de comportement facilitent la réutilisation du code, réduisant ainsi la duplication et améliorant l'efficacité du développement.
Flexibilité : Les design patterns de comportement permettent de définir des interactions flexibles entre les objets, facilitant ainsi l'adaptation aux changements de comportement et l'évolution du système.
Séparation des préoccupations : Les design patterns de comportement encouragent la séparation des différentes responsabilités et préoccupations, favorisant ainsi une conception modulaire et un code plus facile à maintenir.
Évolutivité : Grâce à leur approche structurée, les design patterns de comportement facilitent l'ajout de nouvelles fonctionnalités et la modification des comportements existants, sans impacter de manière significative le reste du code.

En utilisant les design patterns de comportement de manière appropriée, vous pouvez améliorer la qualité de votre code, la maintenabilité de votre système et la productivité de votre équipe de développement.

Les design patterns de comportement

Les design patterns de comportement offrent des solutions spécifiques pour gérer les interactions et les comportements entre les objets d'un système logiciel. Chaque design pattern de comportement a un objectif particulier et peut être appliqué dans des situations spécifiques. Voici déjà une belle liste de design patterns de comportement :

Strategy (Stratégie) : Permet de définir une famille d'algorithmes interchangeables et de les encapsuler, permettant de les utiliser de manière flexible.
Observer (Observateur) : Permet de définir une relation de dépendance un-à-plusieurs entre objets, de sorte que lorsque l'un change, tous les dépendants en soient notifiés et mis à jour automatiquement.
State (État) : Permet à un objet de modifier son comportement en fonction de son état interne, en encapsulant chaque état dans une classe distincte.
Chain of Responsibility (Chaîne de responsabilité) : Permet de créer une chaîne de traitements où chaque maillon possède la possibilité de traiter une requête ou de la transmettre au maillon suivant de la chaîne.
Command (Commande) : Permet d'encapsuler une demande en tant qu'objet, permettant de paramétrer les clients avec différentes demandes, de les mettre dans une file d'attente ou de les enregistrer, et d'effectuer des opérations de réversible.
Interpreter (Interpréteur) : Permet d'interpréter un langage, de définir sa grammaire et de fournir un interpréteur pour évaluer les expressions conformes à cette grammaire.
Memento (Mémento) : Permet de capturer et d'externaliser l'état interne d'un objet sans violer son encapsulation, afin de pouvoir le restaurer ultérieurement.
Visitor (Visiteur) : Permet de définir une nouvelle opération à effectuer sur les objets d'une structure d'objets sans les modifier, en encapsulant cette opération dans une classe de visiteur distincte.
Command Pattern (Modèle de commande) : Vise à décomposer les actions en commandes indépendantes. Il implique la séparation du code qui déclenche une action (appelé "l'invocateur") du code qui l'exécute (appelé "le récepteur").
Model-View-Presenter (Modèle-vue-présentateur) : Permet de séparer la logique de présentation (la vue) de la logique métier (le modèle) en utilisant un présentateur qui agit comme un intermédiaire pour gérer les interactions entre la vue et le modèle.
Model-View-Controller (Modèle-vue-contrôleur) : Dit modèle MVC où le contrôleur est responsable de la coordination entre la vue et le modèle, et où la vue peut envoyer des messages au contrôleur pour l'informer des interactions de l'utilisateur.
Lock (Verrou) : Permet de synchroniser l'accès concurrentiel à des ressources partagées en utilisant des verrous pour assurer la cohérence et la protection contre les conditions de concurrence.
Validation Strategy (Stratégie de validation) : Permet de définir différentes stratégies de validation pour vérifier la validité des données, en encapsulant les règles de validation dans des objets distincts.
Mediator (Négociateur) : Permet de réduire les dépendances directes entre les objets en introduisant un objet médiateur qui coordonne les interactions entre les objets.
Protection Proxy (Protection proxy) : Permet de contrôler l'accès à un objet en créant un proxy qui agit comme un intermédiaire entre le client et l'objet réel, en vérifiant les autorisations et en effectuant des opérations supplémentaires si nécessaire.
Timer (Horloge) : Permet de déclencher des événements ou des actions à des intervalles réguliers en utilisant un mécanisme d'horloge.
Iterator (Itérateur) : Permet de fournir un moyen d'accéder séquentiellement aux éléments d'une collection sans exposer sa structure interne.
Conditional Command (Commande conditionnelle) : Permet de créer des commandes conditionnelles qui encapsulent différentes actions en fonction de conditions spécifiques.
Filter (Filtrage) : Permet de filtrer une collection d'objets en fonction de certains critères, en utilisant des filtres qui implémentent une interface commune.
Replay Command (Commande de répétition) : Permet d'enregistrer et de rejouer des séquences de commandes, permettant de reproduire des actions spécifiques dans un ordre donné.
Coordinator (Coordonnateur) : Permet de coordonner et de contrôler les interactions entre plusieurs objets en utilisant un objet coordinateur central, réduisant ainsi les dépendances directes entre les objets.
Null Object (Commande nulle) : Permet de fournir un objet nul qui implémente une interface commune, évitant ainsi les vérifications de nullité et permettant un comportement par défaut lorsque l'objet réel n'est pas présent.
Callback (Rappel) : Permet de définir des rappels (callbacks) pour spécifier des actions à exécuter à un moment donné, généralement en réponse à un événement ou une condition particulière.
Queue (File d'attente) : Permet de gérer des demandes ou des tâches dans une file d'attente et de les traiter dans l'ordre, garantissant ainsi un traitement ordonné et évitant les blocages.
Deferred Execution (Commande différée) : Permet de différer l'exécution d'une commande ou d'une action jusqu'à un moment ultérieur, permettant ainsi de contrôler le moment de l'exécution.
Memoization (Mémento) : Permet de conserver en mémoire les résultats de calculs coûteux pour les réutiliser ultérieurement, afin d'améliorer les performances.
Event-driven (Événementiel) : Permet de gérer les interactions entre les composants d'un système en se basant sur des événements, où les actions sont déclenchées par des événements spécifiques.
Transactional Control (Contrôle transactionnel) : Permet de gérer des transactions complexes en fournissant un mécanisme de contrôle pour garantir l'intégrité et la cohérence des opérations effectuées.
Specification (Spécification) : Permet de définir des spécifications pour filtrer ou valider des objets en utilisant des prédicats logiques, simplifiant ainsi la logique de validation ou de filtrage.
Publish-Subscribe (Publication-Abonnement) : Permet de définir un mécanisme de communication où les émetteurs (publicateurs) envoient des messages à des destinataires (abonnés) sans connaître leur identité, permettant une communication flexible et décentralisée.
Scheduler (Temporisateur) : Permet de planifier et de gérer l'exécution de tâches à des moments spécifiques, en utilisant un mécanisme de temporisation pour déclencher les actions au bon moment.
Reactor (Réacteur) : Permet de gérer efficacement un grand nombre de requêtes ou d'événements en utilisant un réacteur qui répartit et traite les demandes de manière non bloquante.
Registry (Répertoire) : Permet de fournir un registre centralisé où les objets peuvent s'enregistrer et rechercher des services ou des informations, facilitant ainsi la découverte et l'accès aux ressources.
Data Transfer Object (Transfert de données) : Permet de transférer des données entre les couches d'une application ou entre systèmes distants en utilisant des objets de transfert de données qui encapsulent les données à échanger.
Default Value (Valeur par défaut) : Permet de fournir des valeurs par défaut pour des attributs ou des paramètres manquants, évitant ainsi les erreurs et les exceptions liées à des valeurs non définies.
Broadcast (Diffusion) : Permet de diffuser des messages ou des événements à un ensemble de destinataires sans les connaître individuellement, permettant ainsi une communication en mode un-à-plusieurs.
Preload (Préchargement) : Permet de précharger ou de mettre en cache des données ou des ressources anticipativement, afin d'améliorer les performances et la réactivité du système.
Chain Response (Réponse en chaîne) : Permet de gérer une réponse à une demande ou à un événement en utilisant une chaîne d'objets qui peuvent traiter ou modifier la réponse avant de la renvoyer.
Flag (Indicateur) : Permet de signaler ou de notifier l'état ou l'événement spécifique d'un objet, afin que d'autres objets puissent réagir en conséquence.
Optimistic Locking (Verrouillage optimiste) : Permet de gérer la concurrence lors de l'accès à des ressources partagées en supposant que les conflits sont rares, en évitant les verrous exclusifs et en utilisant des mécanismes de détection de conflits.
Driver (Pilote) : Permet de contrôler ou de piloter le comportement d'un système en utilisant un objet pilote qui interagit avec les composants sous-jacents.
Projection (Projet) : Permet de transformer ou de projeter les données d'un format à un autre, en utilisant des objets de projection pour effectuer les conversions nécessaires.
Buffer (Tampon) : Permet de stocker temporairement des données ou des événements dans un tampon, afin de gérer les fluctuations de débit ou les différences de vitesse entre les composants.
Selector (Sélecteur) : Permet de sélectionner dynamiquement un algorithme ou une méthode en fonction de certaines conditions ou critères, en utilisant des objets sélecteurs pour effectuer la sélection.
Object Pool (Piscine d'objets) : Permet de gérer un ensemble d'objets réutilisables (piscine) afin de réduire le coût de création et de destruction d'objets, améliorant ainsi les performances.
Synchronization Strategy (Stratégie de synchronisation) : Permet de choisir dynamiquement une stratégie de synchronisation appropriée en fonction des conditions ou des exigences spécifiques.
Summary (Résumé) : Permet de créer un résumé ou une vue agrégée des données d'un ensemble d'objets, fournissant une représentation simplifiée et concise.
Interceptor (Intercepteur) : Permet d'intercepter et de modifier le comportement d'une opération avant, après ou autour de son exécution, sans modifier directement le code source de l'objet concerné.
Method Interceptor (Intercepteur de méthode) : Permet d'intercepter et de modifier le comportement des méthodes d'un objet en utilisant des intercepteurs, par exemple pour ajouter des fonctionnalités de journalisation ou de sécurité.
Reflection (Réflexion) : Permet d'inspecter et de manipuler dynamiquement les objets, les classes et les membres d'une application, offrant ainsi une flexibilité et une extensibilité supplémentaires.
Conversion (Conversion) : Permet de convertir des objets d'un type à un autre en utilisant des stratégies de conversion spécifiques, facilitant ainsi l'interopérabilité entre différentes représentations de données.
Parallel (Parallèle) : Permet d'effectuer des opérations simultanées ou parallèles en divisant une tâche en sous-tâches indépendantes qui peuvent être exécutées en parallèle pour améliorer les performances.
Dynamic Dispatch (Affichage dynamique) : Permet d'appeler dynamiquement la méthode appropriée d'un objet en fonction de son type réel, offrant ainsi une polymorphisme et une flexibilité accrues.
Reduction (Réduction) : Permet de réduire une collection d'objets en utilisant une opération spécifique, telle que la somme, la moyenne ou le maximum, en fournissant une valeur agrégée résultante.
Checking (Vérification) : Permet de vérifier la validité ou la conformité d'un objet en utilisant des vérifications spécifiques, telles que des règles de validation, des contraintes ou des invariants.
Stream (Flux) : Permet de traiter un flux de données de manière séquentielle, en appliquant des opérations de transformation ou de filtrage à chaque élément du flux.

Conseils pour choisir le bon design pattern de comportement

Lorsque vous devez choisir un design pattern de comportement pour résoudre un problème spécifique dans votre projet de développement logiciel, prenez en compte certains facteurs clés. Voici quelques conseils pour vous aider à choisir le bon design pattern de comportement :

Analysez les exigences : Comprenez clairement les exigences du système et les problèmes de comportement que vous souhaitez résoudre. Identifiez les interactions entre les objets et les comportements spécifiques à gérer.
Étudiez les modèles existants : Familiarisez-vous avec les différents design patterns de comportement disponibles. Comprenez leurs concepts, leurs avantages et leurs limitations.
Considérez la pertinence : Évaluez si le design pattern de comportement correspond aux spécificités de votre problème. Analysez si son utilisation apportera une solution efficace et adaptée.
Pensez à la complexité : Prenez en compte la complexité ajoutée par l'utilisation du design pattern de comportement. Assurez-vous que la mise en œuvre et la compréhension du pattern ne compliquent pas inutilement le code.
Prévoyez l'évolutivité : Anticipez les évolutions futures du système. Choisissez un design pattern de comportement qui facilitera l'ajout de nouvelles fonctionnalités ou la modification des comportements existants.

Une fois que vous avez identifié le design pattern de comportement approprié, adaptez-le au contexte spécifique de votre projet. Voici quelques recommandations pour cette adaptation :

Comprenez les spécificités : Analysez en détail les besoins et les contraintes de votre projet. Identifiez les éléments qui doivent être pris en compte lors de l'implémentation du design pattern de comportement.
Personnalisez les interactions : Adaptez les interactions entre les objets du design pattern pour répondre aux exigences spécifiques de votre projet. Modifiez les comportements, les dépendances et les flux de contrôle si nécessaire.
Soyez flexible : N'hésitez pas à ajuster le design pattern de comportement au fur et à mesure de l'avancement du projet. Si des changements surviennent, adaptez le pattern pour répondre aux nouvelles exigences.
Considérez les bonnes pratiques : Respectez les principes de conception logicielle et les bonnes pratiques recommandées. Assurez-vous que l'implémentation du design pattern de comportement reste cohérente avec l'architecture globale du système.
Documentez votre approche : Tenez des notes détaillées sur la manière dont vous avez adapté le design pattern de comportement à votre projet. Cela facilitera la compréhension et la maintenance ultérieure du code.

Conclusion

Dans cet article, nous avons exploré rapidement un bon nombre de design patterns de comportement et leur rôle impactant dans le développement logiciel. Voici les points clés à retenir :

Les design patterns de comportement : Les design patterns de comportement fournissent des solutions éprouvées pour gérer les interactions et les comportements dans un système logiciel.
Amélioration de la gestion des comportements : Les design patterns de comportement permettent de structurer le code de manière à faciliter la gestion des comportements complexes et des interactions entre les objets.
Importance dans le développement logiciel : L'utilisation judicieuse des design patterns de comportement peut améliorer la maintenabilité, la réutilisabilité et l'évolutivité du code.

Il est recommandé d'adopter une approche réfléchie lors du choix et de l'application des design patterns de comportement. En comprenant les spécificités de chaque pattern et en les adaptant au contexte de votre projet, vous pourrez maximiser leur utilité.

En conclusion, les design patterns de comportement offrent une boîte à outils précieuse pour gérer les interactions et les comportements dans le développement logiciel. En les utilisant de manière appropriée, vous pourrez améliorer la qualité de votre code et simplifier la maintenance de vos applications. N'hésitez pas à explorer davantage ces patterns et à les intégrer intelligemment dans vos projets de développement.