Patrones de diseño con PHP

¡Hola a todos! En este artículo, hablaré de los patrones de diseño, donde explicaré en qué consisten, sus ventajas y cómo aplicarlos con PHP.

¿Qué son los patrones de diseño?

Son elementos reutilizables creados para resolver problemas comunes. Es decir, con su aplicación y utilización podremos corregir diferentes problemas que presenta nuestro código de manera segura.

Ventajas de utilizar patrones de diseño

• Reutilización de código: Proporcionan soluciones genéricas para problemas comunes. Al implementar un patrón, utilizas una solución probada y esto puede ahorrarte tiempo y esfuerzo en la creación y prueba de código.
• Abstracción y Claridad: Proporcionan un lenguaje común y una forma de comunicar ideas de diseño a otros miembros del equipo. Esto facilita la comprensión y el mantenimiento del código.
• Facilita el Diseño y la Arquitectura: Ayudan a los desarrolladores a abordar problemas de diseño de manera estructurada. Proporcionan una guía sobre cómo organizar y relacionar diferentes componentes del software.
• Flexibilidad y Adaptabilidad: Promueven la creación de código más flexible y adaptable. Esto significa que, si las necesidades del software cambian en el futuro, es más probable que puedas hacer ajustes sin tener que reescribir grandes partes del código.
• Mantenimiento más sencillo: Fomentan una separación adecuada de responsabilidades, lo que facilita el mantenimiento y la extensión del código. Esto significa que es más fácil corregir errores y agregar nuevas características sin afectar otras partes del sistema.
• Mejora la Comunicación en Equipos de Desarrollo: Proporcionan un lenguaje común y una forma de comunicar ideas de diseño a otros miembros del equipo. Esto facilita la comprensión y el trabajo colaborativo en proyectos de software.
• Estándares Industriales: Muchos patrones de diseño están bien establecidos y son ampliamente reconocidos en la industria del desarrollo de software. El uso de patrones de diseño puede hacer que tu código sea más reconocible y comprensible para otros desarrolladores.
• Facilita la Resolución de Problemas: Ofrecen soluciones probadas para problemas comunes. Al estar familiarizado con una variedad de patrones, los desarrolladores pueden reconocer rápidamente qué patrón puede aplicarse a un problema dado, lo que agiliza el proceso de diseño.
• Promueve la Mejora Continua: Al estudiar y aplicar patrones de diseño, los desarrolladores pueden mejorar su capacidad de diseño y comprensión de arquitecturas de software. Esto conduce a un desarrollo de software más eficiente y de mayor calidad en el futuro.
• Favorece la Legibilidad y Mantenibilidad del Código: Promueven prácticas de codificación más limpias y estructuradas, lo que resulta en un código más fácil de entender y mantener a lo largo del tiempo.

Tipos de patrones de diseño

Según el tipo de problemas que resuelven, los patrones de diseño se clasifican en 3 categorías:

1. Patrones creacionales: Se utilizan para facilitar la creación de nuevos objetos que buscan incrementar la flexibilidad y reutilización del código existente.
2. Patrones estructurales: Buscan facilitar la acción de ensamblar objetos y clases dentro de clases estructurales más grandes sin perder la eficiencia y manteniendo la flexibilidad.
3. Patrones de comportamiento: Tratan con algoritmos y la asignación de responsabilidades entre objetos, buscan resolver la comunicación entre diferentes áreas.

En PHP, como en otros lenguajes de programación los patrones de diseño desempeñan un papel fundamental. A continuación, te presento algunos de los patrones de diseño más utilizados en PHP:

• Patrón Singleton

Es un patrón creacional que garantiza que una clase tenga una instancia única y proporciona un punto de acceso global a esa instancia. Algunos casos de uso típicos incluyen la gestión de base de datos, configuraciones globales o cualquier recurso compartido.

Se implementa utilizando un constructor privado, una variable estática para almacenar la instancia única y un método público para acceder a esa instancia.

• Patrón Factory Method

Es un patrón creacional que define una interfaz para crear objetos, pero permite a las subclases alterar el tipo de objetos que se crearán. Esto es útil cuando se necesita crear objetos de una familia de clases relacionadas.

Supongamos que necesitamos crear un sistema de envíos, para esto tenemos los transportes “Camión” y “Barco”, en base al tipo de envió creamos el tipo de transporte. Como parte de lo anterior asignamos los objetos que queremos crear.

Creamos el método de fábrica para las subclases que van a crear los objetos con base al tipo de envío. Si es “Terrestre” creamos el objeto “Camión” y si es “Marítimo” un “Barco”.

• Patrón Decorator

Es un patrón estructural que permite agregar funcionalidades a objetos individuales de manera dinámica y flexible, sin necesidad de modificar su estructura. En PHP, este patrón es especialmente útil para extender o decorar objetos sin cambiar su código fuente.

Supongamos que tenemos un programa para preparar pizzas donde podemos agregar ingredientes extras si el usuario así lo desea para ello creamos las clases concretas a decorar y la clase abstracta Decorator.

Asignamos las clases que van a funcionar como decoraciones o en este caso ingredientes extras para preparar nuestra Pizza.

• Patrón Observer

Es un patrón de comportamiento que define una relación uno a muchos entre objetos, de modo que cuando un objeto cambia de estado, todos los objetos dependientes son notificados y actualizados automáticamente. Esto permite mantener sincronizados los objetos interesados en el estado de otro objeto evitando acoplamientos fuertes entre ellos.

• Patrón Strategy

Es un patrón de comportamiento que permite definir una familia de algoritmos, encapsular cada uno de ellos y hacerlos intercambiables. Esto facilita la modificación o extensión de los algoritmos sin afectar al cliente que los utiliza.

Consideren que tenemos un sistema de pagos, donde el usuario puede tener diferentes estrategias o formas para realizar su pago. En base a lo anterior asignamos la interfaz strategy y las clases que representan las formas de pago implementando la interfaz.

Creamos la clase que va devolver una de las estrategias que elegirá el usuario para procesar el pago.

Además de los patrones de diseño que hemos visto existen muchos más que podemos aplicarlos en nuestro código.

Patrones Creacionales

1. Abstract Factory: Se utiliza para crear familias de objetos que se relacionan sin la necesidad de especificar sus clases, en lugar de tener un solo método para crear un objeto, este patrón tiene múltiples métodos para crear diferentes tipos de objetos que están relacionados o pertenecen a una "familia".
2. Builder Patterns: Se utiliza para crear diferentes objetos a partir de una serie de pasos reutilizando el código de construcción. Esto simplifica la necesidad de crear subclases para cada configuración posible de un objeto particular.
3. Prototype: Se utiliza para crear nuevos objetos a partir de objetos existentes. A través de la declaración de una interfaz (clonar) este patrón encarga a los propios objetos la acción de clonarse.

Patrones estructurales

1. Adapter: Adaptador es un patrón que se utiliza para que objetos con interfaces incompatibles colaboren entre sí.
2. Bridge: El patrón Bridge resuelve un problema habitual en la herencia de clases dividiendo clases relacionadas en dos jerarquías diferentes: implementación y abstracción, para que estas puedan desarrollarse independientemente.
3. Composite: Solo se recomienda utilizar Composite cuando el modelo de código está creado a partir de un sistema ramificado en forma de árbol.
4. Facade: Una fachada proporciona una interfaz simplificada para un subsistema complejo. Por ejemplo, este patrón de diseño permite integrar una aplicación con una biblioteca que tiene muchas funciones de las que solo se ocupan unas pocas.
5. Flyweight: Ayuda a reducir el tamaño de los objetos almacenando en su interior solo el estado intrínseco (información constante) del mismo y compartiendo el resto de la información (estado extrínseco) entre varios objetos similares.
6. Proxy: Este patrón de diseño se utiliza para crear objetos sustitutos que trabajan como una interfaz hacia cualquier objeto determinado.

Patrones de comportamiento

1. Chain of responsibility: A través de este patrón podremos evitar que la petición emitida por un emisor sea acoplada a un solo receptor permitiendo que más de un objeto pueda responder a dicha petición.
2. Command: Se utiliza cuando es necesario encapsular dentro de un objeto todos los parámetros que una acción requiere para ejecutarse.
3. Interpreter: Utilizando Interpreter podremos evaluar un lenguaje a través de una interfaz que indique el contexto en el cual se interpreta.
4. Iterator: Este patrón de comportamiento se utiliza cuando necesitamos iterar en colecciones o conjuntos de objetos sin la necesidad de intercambiar información relevante.
5. Mediator: Se utiliza cuando necesitamos controlar las comunicaciones directas entre objetos y disminuir sus dependencias caóticas.
6. Memento: Este patrón es capaz de almacenar y restaurar la información de un objeto.
7. State: Se utiliza para modificar el comportamiento de una clase de objetos dependiendo del estado actual (comportamiento interno) de dichos objetos.
8. Template method: Este patrón define el esqueleto de un algoritmo y permite a las subclases variar la implementación del comportamiento del mismo.
9. Visitor: A través de este patrón podremos introducir nuevos algoritmos sin modificar la estructura de objetos que se utilizarán para ejecutarlos.
   

En conclusión, los patrones de diseño son herramientas valiosas para los desarrolladores de software ya que nos ayudan a abordar problemas comunes de diseño y promueven la reutilización de código. Cuando aplicas estos patrones, puedes mejorar la calidad y la eficiencia de tu software, así como hacerlo más fácil de entender y mantener.

Recuerda que no todos los patrones son adecuados para todas las situaciones, por lo que es esencial comprender cuándo y cómo aplicarlos en tu proyecto. Así que sigue aprendiendo, investigando y practicando, ¡para ser un buen programador y aplicar buenas prácticas a tu código!