Шаблоны проектирования программного обеспечения являются важными инструментами разработчиков программного обеспечения для создания надежных, эффективных и удобных в сопровождении программных систем. Эти шаблоны являются многократно используемыми решениями общих проблем разработки программного обеспечения, которые проверены временем. Они обеспечивают стандартный подход к разработке программного обеспечения, который можно использовать в различных языках программирования и программных системах.

Существует несколько типов шаблонов проектирования программного обеспечения, включая творческие шаблоны, структурные шаблоны и поведенческие шаблоны.

Творческие шаблоны:

сосредоточиться на процессе создания и инициализации объекта. Они используются для предоставления гибкого и многоразового способа создания объектов, которые можно легко модифицировать или расширять. Некоторые примеры порождающих шаблонов включают шаблон Singleton, шаблон Factory и шаблон Builder.

Шаблон синглтона:

гарантирует, что класс имеет только один экземпляр и предоставляет глобальную точку доступа к этому экземпляру. Этот шаблон полезен, когда вам нужна единая точка управления ресурсом, например подключением к базе данных.

Фабричный узор:

предоставляет способ создания объектов, не раскрывая логику создания клиенту. Этот шаблон полезен, когда вы хотите создавать объекты разных типов на основе набора параметров.

Шаблон Строителя:

отделяет создание объекта от его представления, позволяя шаг за шагом создавать сложные объекты.

Структурные модели:

сосредоточиться на композиции объектов и классов. Они используются, чтобы обеспечить способ организации объектов в более крупные структуры, сохраняя при этом связи между ними гибкими и эффективными. Некоторые примеры структурных шаблонов включают шаблон адаптера, шаблон фасада и составной шаблон.

Шаблон адаптера:

предоставляет способ сделать несовместимые интерфейсы совместимыми, заключая объект в новый интерфейс. Этот шаблон полезен, когда вы хотите использовать объект с другим интерфейсом, чем тот, который вам нужен.

Шаблон фасада:

обеспечивает упрощенный интерфейс для сложной системы, облегчая ее использование. Этот шаблон полезен, когда вы хотите скрыть сложность системы от клиента.

Составной шаблон:

позволяет рассматривать группу объектов как один объект, предоставляя возможность создавать иерархические структуры.

Поведенческие модели:

сосредоточиться на взаимодействии между объектами и классами. Они используются для обеспечения способа управления сложной связью и управления потоками между объектами. Некоторые примеры поведенческих паттернов включают паттерн Наблюдатель, паттерн Команды и паттерн Стратегия.

Паттерн Наблюдатель:

предоставляет способ уведомления нескольких объектов, когда происходит изменение в одном объекте. Этот шаблон полезен, когда вы хотите отделить объекты, которые должны быть уведомлены, от наблюдаемого объекта.

Шаблон команды:

предоставляет способ инкапсулировать запрос в виде объекта, позволяя вам параметризовать клиентов с разными запросами. Этот шаблон полезен, когда вы хотите отделить объект, который вызывает запрос, от объекта, который его выполняет.

Шаблон стратегии:

предоставляет способ определить семейство алгоритмов, инкапсулировать каждый из них и сделать их взаимозаменяемыми. Этот шаблон полезен, когда вы хотите предоставить способ переключения между различными алгоритмами в зависимости от условий выполнения.

Примером программной системы, использующей шаблон Singleton, является система ведения журнала в веб-приложении:

В веб-приложении может потребоваться регистрировать различные события, такие как действия пользователя, ошибки и показатели производительности. Для этого обычно создается класс ведения журнала с различными методами для регистрации различных типов событий. Однако вы хотите убедиться, что во всем приложении существует только один экземпляр этого класса ведения журнала, чтобы избежать конфликтов и несоответствий в данных ведения журнала несколькими экземплярами класса.

Для этого вы можете использовать шаблон Singleton, чтобы гарантировать, что класс ведения журнала имеет только один экземпляр. Это можно сделать, создав частный конструктор для класса ведения журнала и статический метод, который проверяет, существует ли экземпляр класса. Если экземпляр не существует, статический метод создает его. Затем статический метод возвращает вызывающей стороне экземпляр класса ведения журнала.

Вот упрощенный пример того, как это может выглядеть в коде:

public class LoggingSystem {
    private static LoggingSystem instance;
    
    private LoggingSystem() {
        // Private constructor to prevent external instantiation
    }
    
    public static LoggingSystem getInstance() {
        if (instance == null) {
            instance = new LoggingSystem();
        }
        return instance;
    }
    
    public void logEvent(String message) {
        // Method to log an event to a file or database
    }
}

В этом примере класс LoggingSystem имеет закрытый конструктор для предотвращения создания внешнего экземпляра. Метод getInstance() проверяет, существует ли экземпляр класса, и, если нет, создает его. Метод logEvent() является примером метода, который будет использоваться для регистрации событий в системе.

Используя шаблон Singleton, вы можете гарантировать наличие только одного экземпляра класса LoggingSystem во всем приложении, что упрощает управление и поддержку данных журнала.

Примером программной системы, использующей шаблон Factory, является веб-приложение, позволяющее пользователям загружать различные типы файлов, например изображения, видео и документы:

Когда пользователь загружает файл, приложению необходимо определить тип файла и выполнить различные действия в зависимости от типа файла. Например, размер файла изображения может быть изменен и сохранен в другом формате, а файл документа может быть преобразован в формат PDF для лучшей совместимости.

Для обработки этих различных типов файлов вы можете создать фабричный класс, который отвечает за создание различных объектов обработчика файлов в зависимости от типа файла. Каждый объект обработчика файла будет отвечать за выполнение необходимых действий для этого типа файла.

Вот упрощенный пример того, как это может выглядеть в коде:

public interface FileHandler {
    void handleFile(File file);
}

public class ImageFileHandler implements FileHandler {
    public void handleFile(File file) {
        // Resize and convert image file
    }
}

public class DocumentFileHandler implements FileHandler {
    public void handleFile(File file) {
        // Convert document file to PDF format
    }
}

public class FileHandlerFactory {
    public static FileHandler createFileHandler(File file) {
        String fileType = getFileType(file);
        
        if (fileType.equals("image")) {
            return new ImageFileHandler();
        } else if (fileType.equals("document")) {
            return new DocumentFileHandler();
        } else {
            throw new IllegalArgumentException("Unsupported file type");
        }
    }
    
    private static String getFileType(File file) {
        // Determine type of file based on file extension or contents
    }
}

В этом примере интерфейс FileHandler определяет методы, которые должен реализовывать каждый объект обработчика файлов. Классы ImageFileHandler и DocumentFileHandler реализуют интерфейс FileHandler и предоставляют конкретные реализации для обработки файлов изображений и документов соответственно.

Класс FileHandlerFactory отвечает за создание соответствующего объекта обработчика файлов в зависимости от типа файла. Метод createFileHandler() принимает объект File в качестве входных данных и определяет тип файла на основе его расширения или содержимого. Затем он возвращает новый экземпляр соответствующего объекта обработчика файлов.

Используя шаблон Factory, вы можете создать гибкую и расширяемую систему для обработки различных типов файлов в веб-приложении. Добавить поддержку новых типов файлов так же просто, как создать новый класс обработчика файлов и зарегистрировать его на фабрике.

Примером программной системы, использующей шаблон Builder, является система для создания и отправки сообщений электронной почты:

При отправке электронного письма необходимо настроить множество различных компонентов, таких как отправитель, получатель, тема, текст, вложения и т. д. Эти компоненты могут сильно различаться в зависимости от требований сообщения электронной почты.

Чтобы справиться с этой сложностью, вы можете использовать шаблон Builder, чтобы обеспечить гибкий и расширяемый способ создания сообщений электронной почты. Это потребует создания класса построителя, который отвечает за сборку различных компонентов сообщения электронной почты.

Вот упрощенный пример того, как это может выглядеть в коде:

public class EmailMessage {
    private String sender;
    private String recipient;
    private String subject;
    private String body;
    private List<Attachment> attachments;
    
    private EmailMessage(EmailMessageBuilder builder) {
        this.sender = builder.sender;
        this.recipient = builder.recipient;
        this.subject = builder.subject;
        this.body = builder.body;
        this.attachments = builder.attachments;
    }
    
    public static class EmailMessageBuilder {
        private String sender;
        private String recipient;
        private String subject;
        private String body;
        private List<Attachment> attachments;
        
        public EmailMessageBuilder(String sender, String recipient) {
            this.sender = sender;
            this.recipient = recipient;
            this.attachments = new ArrayList<>();
        }
        
        public EmailMessageBuilder withSubject(String subject) {
            this.subject = subject;
            return this;
        }
        
        public EmailMessageBuilder withBody(String body) {
            this.body = body;
            return this;
        }
        
        public EmailMessageBuilder withAttachment(Attachment attachment) {
            this.attachments.add(attachment);
            return this;
        }
        
        public EmailMessage build() {
            return new EmailMessage(this);
        }
    }
}

public class Attachment {
    private String fileName;
    private byte[] data;
    
    public Attachment(String fileName, byte[] data) {
        this.fileName = fileName;
        this.data = data;
    }
    
    // Getters and setters omitted for brevity
}

В этом примере класс EmailMessage представляет сообщение электронной почты и имеет закрытые поля для отправителя, получателя, темы, тела и вложений. Класс EmailMessageBuilder является вложенным статическим классом внутри класса EmailMessage и отвечает за сборку компонентов сообщения электронной почты. Класс Attachment представляет файл, вложенный в электронное письмо, и имеет поля для имени файла и данных.

Класс EmailMessageBuilder имеет методы для установки различных компонентов сообщения электронной почты, таких как тема, тело и вложения. Каждый метод возвращает экземпляр построителя, чтобы обеспечить цепочку методов. Метод build() создает новый экземпляр класса EmailMessage, используя компоненты, установленные в построителе.

Чтобы создать новое сообщение электронной почты, вы обычно используете конструктор следующим образом:

EmailMessage email = new EmailMessage.EmailMessageBuilder("[email protected]", "[email protected]")
                        .withSubject("Hello, world!")
                        .withBody("This is a test email.")
                        .withAttachment(new Attachment("image.jpg", imageData))
                        .build();

Используя шаблон Builder, вы можете создать гибкую и расширяемую систему для создания сообщений электронной почты, которую можно легко изменить или расширить по мере необходимости.

Примером программной системы, использующей шаблон адаптера, является система, которую необходимо интегрировать со сторонним API, интерфейс которого отличается от того, который используется остальной частью системы.

Например, предположим, что веб-приложению необходимо интегрироваться с API платежного шлюза для обработки платежей. API платежного шлюза требует, чтобы запросы отправлялись в определенном формате и с использованием определенного протокола, например SOAP или REST. Однако веб-приложение использует другой интерфейс для связи со своими серверными системами, например пользовательский API JSON.

Чтобы справиться с этой несовместимостью, вы можете создать класс адаптера, который действует как мост между двумя интерфейсами. Класс адаптера будет отвечать за перевод запросов и ответов между двумя интерфейсами.

Вот упрощенный пример того, как это может выглядеть в коде:

public interface PaymentGateway {
    void processPayment(String creditCardNumber, double amount);
}

public class ThirdPartyPaymentGateway {
    public void submitPayment(String cardNumber, double amount) {
        // Send payment request to third-party API
    }
}

public class PaymentGatewayAdapter implements PaymentGateway {
    private ThirdPartyPaymentGateway gateway;
    
    public PaymentGatewayAdapter(ThirdPartyPaymentGateway gateway) {
        this.gateway = gateway;
    }
    
    public void processPayment(String creditCardNumber, double amount) {
        String cardNumber = normalizeCreditCardNumber(creditCardNumber);
        gateway.submitPayment(cardNumber, amount);
    }
    
    private String normalizeCreditCardNumber(String creditCardNumber) {
        // Normalize credit card number to match format expected by third-party API
    }
}

В этом примере интерфейс PaymentGateway представляет собой интерфейс, используемый веб-приложением для обработки платежей. Класс ThirdPartyPaymentGateway представляет сторонний API, с которым необходимо интегрировать веб-приложение. Класс PaymentGatewayAdapter — это класс адаптера, который переводит запросы и ответы между двумя интерфейсами.

Класс PaymentGatewayAdapter реализует интерфейс PaymentGateway и принимает экземпляр класса ThirdPartyPaymentGateway в качестве аргумента конструктора. Метод processPayment() в классе адаптера переводит номер кредитной карты в формат, ожидаемый сторонним API, а затем вызывает метод submitPayment() для экземпляра ThirdPartyPaymentGateway.

Используя шаблон адаптера, вы можете интегрировать системы с несовместимыми интерфейсами, не изменяя существующий код или инфраструктуру. Адаптер действует как мост между двумя интерфейсами и позволяет им беспрепятственно обмениваться данными, упрощая интеграцию сторонних систем и служб в ваши программные системы.

Примером программной системы, использующей шаблон Facade, является приложение мультимедийного проигрывателя:

Приложение мультимедийного проигрывателя должно воспроизводить различные типы мультимедиа, например аудио- и видеофайлы, и обеспечивать элементы управления для воспроизведения, приостановки, остановки и поиска по мультимедиа. Однако воспроизведение мультимедиа может быть сложным процессом, включающим несколько компонентов, таких как кодеки, синтаксические анализаторы и механизмы рендеринга. Чтобы упростить пользователю взаимодействие с приложением, вы можете создать класс фасада, предоставляющий упрощенный интерфейс для воспроизведения мультимедиа.

Вот упрощенный пример того, как это может выглядеть в коде:

public class MultimediaPlayerFacade {
    private AudioPlayer audioPlayer;
    private VideoPlayer videoPlayer;
    
    public MultimediaPlayerFacade() {
        this.audioPlayer = new AudioPlayer();
        this.videoPlayer = new VideoPlayer();
    }
    
    public void play(String filePath) {
        String fileType = getFileType(filePath);
        
        if (fileType.equals("audio")) {
            audioPlayer.play(filePath);
        } else if (fileType.equals("video")) {
            videoPlayer.play(filePath);
        } else {
            throw new IllegalArgumentException("Unsupported file type");
        }
    }
    
    public void pause() {
        audioPlayer.pause();
        videoPlayer.pause();
    }
    
    public void stop() {
        audioPlayer.stop();
        videoPlayer.stop();
    }
    
    public void seek(long position) {
        audioPlayer.seek(position);
        videoPlayer.seek(position);
    }
    
    private String getFileType(String filePath) {
        // Determine type of file based on file extension or contents
    }
}

В этом примере класс MultimediaPlayerFacade — это фасадный класс, предоставляющий упрощенный интерфейс для воспроизведения медиафайлов. Классы AudioPlayer и VideoPlayer — это сложные компоненты, которые управляют воспроизведением аудио- и видеофайлов соответственно.

Метод play() в классе фасада принимает в качестве входных данных путь к файлу и определяет тип файла на основе его расширения или содержимого. Затем он вызывает соответствующий метод экземпляра AudioPlayer или VideoPlayer для воспроизведения медиафайла.

Методы pause(), stop() и seek() в классе фасада просто делегируют вызовы соответствующим методам экземпляров AudioPlayer и VideoPlayer.

Используя шаблон Facade, вы можете упростить интерфейс сложной системы и обеспечить более удобный интерфейс для взаимодействия с системой. В случае приложения мультимедийного проигрывателя класс фасада предоставляет простой и согласованный интерфейс для воспроизведения различных типов медиафайлов, упрощая пользователям прослушивание любимой музыки и видео, не беспокоясь о сложности базовой системы воспроизведения. .

Примером программной системы, использующей шаблон Composite, является приложение файловой системы:

В файловой системе существуют различные типы объектов, такие как файлы и каталоги, и эти объекты могут быть вложены друг в друга, образуя иерархическую структуру. Чтобы представить эту структуру в программной системе, вы можете использовать шаблон Composite для создания древовидной структуры объектов, которые можно обрабатывать единообразно.

Вот упрощенный пример того, как это может выглядеть в коде:

public interface FileSystemObject {
    String getName();
    long getSize();
    void print();
}

public class File implements FileSystemObject {
    private String name;
    private long size;
    
    public File(String name, long size) {
        this.name = name;
        this.size = size;
    }
    
    public String getName() {
        return name;
    }
    
    public long getSize() {
        return size;
    }
    
    public void print() {
        System.out.println(getName() + " (" + getSize() + ")");
    }
}

public class Directory implements FileSystemObject {
    private String name;
    private List<FileSystemObject> children;
    
    public Directory(String name) {
        this.name = name;
        this.children = new ArrayList<>();
    }
    
    public String getName() {
        return name;
    }
    
    public long getSize() {
        long size = 0;
        for (FileSystemObject child : children) {
            size += child.getSize();
        }
        return size;
    }
    
    public void add(FileSystemObject child) {
        children.add(child);
    }
    
    public void remove(FileSystemObject child) {
        children.remove(child);
    }
    
    public void print() {
        System.out.println(getName() + " (" + getSize() + ")");
        for (FileSystemObject child : children) {
            child.print();
        }
    }
}

В этом примере интерфейс FileSystemObject представляет собой общий интерфейс для файлов и каталогов. Класс File представляет файл в файловой системе, а класс Directory представляет каталог в файловой системе.

Класс Directory реализует интерфейс FileSystemObject и содержит список дочерних объектов, которые могут быть как файлами, так и каталогами. Методы add() и remove() в классе Directory позволяют добавлять или удалять дочерние объекты из каталога.

Метод getSize() в классе Directory рекурсивно вычисляет общий размер каталога и всех его дочерних объектов. Метод print() в классе Directory рекурсивно печатает имя и размер каталога и всех его дочерних объектов.

Используя шаблон Composite, вы можете создать единый интерфейс для работы с файлами и каталогами в файловой системе. Это упрощает работу с файловой системой в целом и позволяет манипулировать объектами согласованным и единообразным образом.

Одним из примеров программной системы, использующей шаблон Observer, является приложение для мониторинга погоды:

В приложении для мониторинга погоды существуют различные типы источников данных, например датчики температуры и датчики влажности, и эти источники данных могут со временем меняться по мере изменения погодных условий. Чтобы представить эти динамические данные в программной системе, вы можете использовать шаблон Наблюдатель для создания системы, в которой несколько наблюдателей могут получать обновления от субъекта при изменении его состояния.

Вот упрощенный пример того, как это может выглядеть в коде:

public interface WeatherDataSubject {
    void registerObserver(WeatherDataObserver observer);
    void removeObserver(WeatherDataObserver observer);
    void notifyObservers();
}

public interface WeatherDataObserver {
    void update(double temperature, double humidity, double pressure);
}

public class WeatherStation implements WeatherDataSubject {
    private double temperature;
    private double humidity;
    private double pressure;
    private List<WeatherDataObserver> observers;
    
    public WeatherStation() {
        this.observers = new ArrayList<>();
    }
    
    public void setMeasurements(double temperature, double humidity, double pressure) {
        this.temperature = temperature;
        this.humidity = humidity;
        this.pressure = pressure;
        notifyObservers();
    }
    
    public void registerObserver(WeatherDataObserver observer) {
        observers.add(observer);
    }
    
    public void removeObserver(WeatherDataObserver observer) {
        observers.remove(observer);
    }
    
    public void notifyObservers() {
        for (WeatherDataObserver observer : observers) {
            observer.update(temperature, humidity, pressure);
        }
    }
}

public class Display implements WeatherDataObserver {
    public void update(double temperature, double humidity, double pressure) {
        System.out.println("Current temperature: " + temperature);
        System.out.println("Current humidity: " + humidity);
        System.out.println("Current pressure: " + pressure);
    }
}

В этом примере интерфейс WeatherDataSubject представляет собой общий интерфейс для субъектов данных о погоде, таких как класс WeatherStation. Интерфейс WeatherDataObserver представляет собой общий интерфейс для наблюдателей за погодными данными, такой как класс Display.

Класс WeatherStation реализует интерфейс WeatherDataSubject и содержит данные о температуре, влажности и давлении. Метод setMeasurements() в классе WeatherStation обновляет данные и вызывает метод notifyObservers(), чтобы уведомить всех зарегистрированных наблюдателей об изменении.

Класс Display реализует интерфейс WeatherDataObserver и определяет метод update(), который вызывается классом WeatherStation при изменении данных. В этом примере метод update() просто выводит на консоль текущую температуру, влажность и давление.

Используя шаблон «Наблюдатель», вы можете создать систему, в которой несколько наблюдателей могут быть уведомлены об изменениях в состоянии субъекта, что позволит вам создавать динамические и быстро реагирующие программные системы. В случае приложения для мониторинга погоды шаблон Observer позволяет отображать данные в реальном времени с разных датчиков и обновлять отображение по мере изменения погодных условий.

Примером программной системы, использующей шаблон Command, является приложение текстового редактора:

В приложении текстового редактора существуют различные типы пользовательских действий, таких как ввод, удаление и форматирование текста, и эти действия необходимо выполнять в определенном порядке для получения желаемого результата. Чтобы представить эти действия в программной системе, вы можете использовать шаблон Command для создания системы, в которой каждое действие пользователя представлено отдельным объектом команды.

Вот упрощенный пример того, как это может выглядеть в коде:

public interface Command {
    void execute();
    void undo();
}

public class InsertCommand implements Command {
    private TextEditor textEditor;
    private String text;
    
    public InsertCommand(TextEditor textEditor, String text) {
        this.textEditor = textEditor;
        this.text = text;
    }
    
    public void execute() {
        textEditor.insertText(text);
    }
    
    public void undo() {
        textEditor.deleteText(text.length());
    }
}

public class DeleteCommand implements Command {
    private TextEditor textEditor;
    private String deletedText;
    
    public DeleteCommand(TextEditor textEditor, int length) {
        this.textEditor = textEditor;
        this.deletedText = textEditor.deleteText(length);
    }
    
    public void execute() {
        // Do nothing
    }
    
    public void undo() {
        textEditor.insertText(deletedText);
    }
}

public class TextEditor {
    private String text;
    
    public void insertText(String text) {
        // Insert text at current cursor position
    }
    
    public String deleteText(int length) {
        // Delete text from current cursor position
        return deletedText;
    }
    
    public void undoLastCommand() {
        // Undo the last command
    }
}

public class TextEditorInvoker {
    private Command command;
    
    public void setCommand(Command command) {
        this.command = command;
    }
    
    public void executeCommand() {
        command.execute();
    }
    
    public void undoLastCommand() {
        command.undo();
    }
}

В этом примере интерфейс Command представляет собой общий интерфейс для команд текстового редактора, таких как классы InsertCommand и DeleteCommand. Класс TextEditor представляет приложение текстового редактора и содержит данные для текста.

Класс InsertCommand реализует интерфейс Command и представляет команду для вставки текста в текстовый редактор. Метод execute() класса InsertCommand вставляет текст в текущую позицию курсора, а метод undo() класса InsertCommand удаляет вставленный текст.

Класс DeleteCommand реализует интерфейс Command и представляет команду для удаления текста из текстового редактора. Метод execute() в классе DeleteCommand ничего не делает, а метод undo() в классе DeleteCommand вставляет удаленный текст обратно в текстовый редактор.

Класс TextEditorInvoker представляет инициатора команд и содержит ссылку на текущую команду. Метод setCommand() в классе TextEditorInvoker устанавливает текущую команду, метод executeCommand() в классе TextEditorInvoker выполняет текущую команду, а метод undoLastCommand() в классе TextEditorInvoker отменяет последнюю команду.

Используя шаблон Command, вы можете инкапсулировать действия пользователя в виде отдельных объектов и включить функции отмены и повтора в вашей программной системе. В случае приложения текстового редактора шаблон Command позволяет выполнять действия пользователя в определенном порядке и предоставляет простой способ отмены и повтора этих действий.

Примером программной системы, использующей шаблон Strategy, является приложение для обработки платежей:

В приложении для обработки платежей существуют различные типы способов оплаты, такие как кредитные карты, PayPal и банковские переводы, и каждый способ оплаты имеет свой собственный алгоритм обработки платежей. Чтобы представить эти способы оплаты в программной системе, вы можете использовать шаблон «Стратегия» для создания системы, в которой каждый способ оплаты представлен отдельным объектом стратегии.

Вот упрощенный пример того, как это может выглядеть в коде:

public interface PaymentStrategy {
    void processPayment(double amount);
}

public class CreditCardPaymentStrategy implements PaymentStrategy {
    private String cardNumber;
    private String expirationDate;
    private String cvv;
    
    public CreditCardPaymentStrategy(String cardNumber, String expirationDate, String cvv) {
        this.cardNumber = cardNumber;
        this.expirationDate = expirationDate;
        this.cvv = cvv;
    }
    
    public void processPayment(double amount) {
        // Process credit card payment
    }
}

public class PayPalPaymentStrategy implements PaymentStrategy {
    private String email;
    private String password;
    
    public PayPalPaymentStrategy(String email, String password) {
        this.email = email;
        this.password = password;
    }
    
    public void processPayment(double amount) {
        // Process PayPal payment
    }
}

public class BankTransferPaymentStrategy implements PaymentStrategy {
    private String bankName;
    private String accountNumber;
    private String routingNumber;
    
    public BankTransferPaymentStrategy(String bankName, String accountNumber, String routingNumber) {
        this.bankName = bankName;
        this.accountNumber = accountNumber;
        this.routingNumber = routingNumber;
    }
    
    public void processPayment(double amount) {
        // Process bank transfer payment
    }
}

public class PaymentProcessor {
    private PaymentStrategy paymentStrategy;
    
    public void setPaymentStrategy(PaymentStrategy paymentStrategy) {
        this.paymentStrategy = paymentStrategy;
    }
    
    public void processPayment(double amount) {
        paymentStrategy.processPayment(amount);
    }
}

В этом примере интерфейс PaymentStrategy представляет собой общий интерфейс для платежных стратегий, таких как классы CreditCardPaymentStrategy, PayPalPaymentStrategy и BankTransferPaymentStrategy.

Каждый класс платежной стратегии реализует интерфейс PaymentStrategy и содержит данные, относящиеся к способу оплаты, такие как номер карты для оплаты кредитной картой или название банка для оплаты банковским переводом. Метод processPayment() в каждом классе стратегии оплаты содержит алгоритм обработки платежа для этого конкретного метода оплаты.

Класс PaymentProcessor представляет платежный процессор и содержит ссылку на текущую платежную стратегию. Метод setPaymentStrategy() в классе PaymentProcessor задает текущую стратегию оплаты, а метод processPayment() в классе PaymentProcessor выполняет алгоритм обработки платежей для текущей стратегии оплаты.

Используя шаблон стратегии, вы можете инкапсулировать различные алгоритмы обработки платежей и обеспечить гибкость переключения между способами оплаты во время выполнения. В случае приложения для обработки платежей паттерн Стратегия позволяет легко добавлять новые способы оплаты и переключаться между ними без изменения кода обработки платежей.

В заключение:

Шаблоны проектирования программного обеспечения представляют собой набор повторно используемых решений общих проблем разработки программного обеспечения. Используя эти шаблоны, инженеры-программисты могут создавать гибкие, эффективные и удобные в сопровождении программные системы, которые можно легко модифицировать или расширять.

Шаблоны создания, такие как шаблоны Singleton, Factory и Builder, сосредоточены на процессе создания и инициализации объекта. Они позволяют создавать объекты, которые можно легко модифицировать или расширять, и гарантируют наличие только одного экземпляра класса во всем приложении.