Entwurfsmuster

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• Was sind Entwurfsmuster?
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     Einführung in Entwurfsmuster

    
    Entwurfsmuster (Design Patterns) sind bewährte Lösungen für wiederkehrende Probleme in der Softwareentwicklung. Sie wurden erstmals umfassend von Erich Gamma, Richard Helm, Ralph Johnson und John Vlissides in ihrem Buch *"Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software"* beschrieben, das 1994 veröffentlicht wurde. Diese Autoren sind auch bekannt als die "Gang of Four" (GoF).

    
    Entwurfsmuster lassen sich in drei Hauptkategorien einteilen:
    
    1. Erzeugungsmuster (Creational Patterns*: Diese Muster befassen sich mit der Instanziierung von Objekten. Sie helfen, die Flexibilität und Wiederverwendbarkeit des Codes zu erhöhen, indem sie den Instanziierungsprozess entkoppeln. Beispiele sind das Singleton-, Factory-, und Builder-Muster.
    
    2. Strukturmuster (Structural Patterns): Diese Muster betreffen die Zusammensetzung von Klassen und Objekten. Sie helfen, Beziehungen zwischen Entitäten zu definieren, um komplexe Strukturen zu bilden. Beispiele sind das Adapter-, Composite- und Decorator-Muster.
    
    3. Verhaltensmuster (Behavioral Patterns): Diese Muster betreffen die Interaktionen zwischen Objekten und die Verteilung von Verantwortung. Sie helfen, Kommunikationsmuster zwischen Objekten zu definieren. Beispiele sind das Observer-, Strategy- und Command-Muster.
    
    
    

• Warum?
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    Warum sollte man sich mit Entwurfsmustern beschäftigen?
    
    1. Bewährte Lösungen: Entwurfsmuster bieten erprobte und getestete Lösungen für häufig auftretende Probleme in der Softwareentwicklung. Sie basieren auf Erfahrungen und Best Practices, die von vielen Entwicklern über Jahre hinweg gesammelt wurden.
    
    2. Konsistenz und Verständlichkeit: Der Einsatz von Entwurfsmustern fördert konsistenten und leicht verständlichen Code. Da viele Entwickler mit diesen Mustern vertraut sind, wird der Code leichter lesbar und wartbar.
    
    3. Flexibilität und Wiederverwendbarkeit: Entwurfsmuster fördern die Entwicklung von flexiblen und wiederverwendbaren Codekomponenten. Sie helfen, Abhängigkeiten zu minimieren und den Code modularer zu gestalten.
    
    4. Effiziente Problemlösung: Durch die Anwendung von Entwurfsmustern kann man schneller und effizienter Probleme lösen. Anstatt jedes Mal eine neue Lösung zu entwickeln, kann man auf bestehende Muster zurückgreifen und diese an die spezifischen Anforderungen anpassen.
    
    5. Verbesserte Kommunikation: Entwurfsmuster bieten eine gemeinsame Sprache für Entwickler. Dies erleichtert die Kommunikation innerhalb des Teams und verbessert das Verständnis komplexer Designs.
    
    6. Förderung guter Programmierpraktiken: Die Beschäftigung mit Entwurfsmustern fördert das Verständnis für grundlegende Prinzipien des Softwaredesigns, wie Kapselung, Abstraktion und Entkopplung. Dies führt zu einer höheren Codequalität und einer besseren Wartbarkeit.
    
    Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Entwurfsmuster ein unverzichtbares Werkzeug für jeden Softwareentwickler sind, der robuste, wartbare und effiziente Software entwickeln möchte. Sie bieten eine fundierte Grundlage für das Verständnis und die Lösung komplexer Probleme in der Softwareentwicklung.
    

• Observer

  
  
  Das Observer-Muster ist ein Verhaltensmuster, das zur Definition einer Eins-zu-Viele-Abhängigkeit zwischen Objekten verwendet wird. Bei diesem Muster gibt es ein Subjekt (auch Observable genannt) und mehrere Beobachter (Observers). Wenn das Subjekt seinen Zustand ändert, werden alle seine Beobachter automatisch benachrichtigt und aktualisiert.
  
  
  

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    Struktur des Observer-Musters

    
        Subject (Subjekt): Stellt die zentrale Komponente dar, deren Zustandsänderungen von anderen Objekten beobachtet werden. Das Subjekt hält eine Liste der Beobachter und bietet Methoden zum Hinzufügen, Entfernen und Benachrichtigen dieser Beobachter.
    
        Observer (Beobachter): Stellt eine Schnittstelle oder abstrakte Klasse dar, die die Update-Methode definiert. Diese Methode wird aufgerufen, wenn das Subjekt eine Zustandsänderung durchführt.
    
        ConcreteSubject (Konkretes Subjekt): Eine konkrete Implementierung des Subjekts. Es speichert den Zustand, der von den Beobachtern überwacht wird, und implementiert Methoden zum Verwalten der Beobachter.
    
        ConcreteObserver (Konkreter Beobachter): Eine konkrete Implementierung des Beobachters, die die Update-Methode implementiert. Diese Klasse enthält eine Referenz auf das Subjekt und synchronisiert ihren Zustand mit dem des Subjekts.
    

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    Beispielcode Page

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    Erklärung des Codes

    1. Observer-Schnittstelle: Die Observer-Klasse definiert die update-Methode, die von konkreten Beobachtern implementiert wird.

    2. ConcreteObserver: Die ConcreteObserver-Klasse implementiert die update-Methode und enthält eine Referenz auf das Subject.

    3. Subject: Die Subject-Klasse enthält eine Liste von Beobachtern und bietet Methoden zum Hinzufügen, Entfernen und Benachrichtigen dieser Beobachter. Wenn das Subjekt eine neue Nachricht erstellt, werden alle registrierten Beobachter benachrichtigt.

    4. main: Im Hauptprogramm wird ein Subject erstellt und zwei ConcreteObserver hinzugefügt. Das Subjekt erstellt Nachrichten und benachrichtigt die Beobachter entsprechend.

    
    

    
    

• MVC

  Das Model-View-Controller (MVC) Design Pattern ist eines der fundamentalsten Konzepte in der Softwarearchitektur.

  Dieses Muster ist nicht nur ein Grundpfeiler in der Entwicklung von Benutzeroberflächen, sondern auch eine bewährte Methode zur Strukturierung von Anwendungen, um sie effizienter, wartbarer und erweiterbarer zu machen.
  

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    Was ist MVC?

    MVC steht für Model-View-Controller und beschreibt ein architektonisches Muster, das die Anwendung in drei Hauptkomponenten unterteilt:

    1. Model: Das Model repräsentiert die Daten und die Geschäftslogik der Anwendung. Es enthält die Kernfunktionalität und das Verhalten der Anwendung. Das Model ist unabhängig von der Benutzeroberfläche und kümmert sich um Datenverarbeitung, -speicherung und -manipulation.

    2. View: Die View ist verantwortlich für die Darstellung der Daten. Sie ist die Benutzeroberfläche, die dem Benutzer die Daten des Models präsentiert. Die View greift nicht direkt auf die Daten zu, sondern erhält diese über den Controller.

    3. Controller: Der Controller fungiert als Vermittler zwischen Model und View. Er verarbeitet Benutzereingaben, aktualisiert das Model entsprechend und sorgt dafür, dass die View aktualisiert wird. Der Controller nimmt Benutzeranfragen entgegen, interpretiert sie und leitet sie an das Model weiter, bevor er die resultierenden Daten an die View zurückgibt.

    
    

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    Zugrunde liegende Konzepte Page

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    Trennung von Anliegen (Separation of Concerns):

    Wiederverwendbarkeit:

    Erleichterte Wartung und Erweiterung:

    Verbesserte Testbarkeit:

    Klar definierte Schnittstellen:
    

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    Beziehung zwischen MVC und dem Observer-Muster Page

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    Das Model-View-Controller (MVC) Design Pattern und das Observer-Muster sind beide architektonische Muster, die häufig in der Softwareentwicklung verwendet werden. Obwohl sie unterschiedliche Hauptzwecke haben, gibt es signifikante Beziehungen und Überschneidungen zwischen ihnen, besonders in der Art und Weise, wie sie miteinander interagieren und wie sie zur Trennung von Anliegen in einer Anwendung beitragen.