Design Patterns - Maîtriser les architectures logicielles

Objectifs d'apprentissage

• Comprendre les concepts fondamentaux des Design Patterns et leur utilité dans le développement logiciel.
• Maîtriser les principaux Design Patterns de création, de structure et de comportement.
• Savoir identifier les situations où l'application d'un Design Pattern est appropriée.
• Appliquer les Design Patterns dans des projets réels pour améliorer la maintenabilité et la flexibilité du code.
• Analyser les avantages et inconvénients de différents Design Patterns pour faire des choix éclairés.

Public cible

Ce cours s'adresse aux développeurs et concepteurs logiciels ayant une expérience de base en programmation orientée objet (POO). Il est idéal pour les professionnels souhaitant améliorer la qualité de leur code, les étudiants en informatique désireux d'approfondir leurs connaissances en architecture logicielle, ainsi que les chefs de projet techniques cherchant à standardiser les bonnes pratiques dans leurs équipes. Une familiarité avec des langages comme Java, C# ou Python est recommandée pour tirer pleinement profit du contenu.

Introduction

Les Design Patterns, ou patrons de conception, représentent des solutions éprouvées à des problèmes récurrents de conception logicielle. Popularisés par le livre "Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software" (GoF), ils constituent un langage commun pour les développeurs. Ce cours explore leur classification en trois catégories majeures (création, structure, comportement) et leur rôle dans la création de systèmes robustes et évolutifs.

Design Patterns de création

Ces patterns abstraient le processus d'instanciation des objets. Le Singleton garantit une unique instance d'une classe, utile pour les gestionnaires de ressources. L'Abstract Factory permet de créer des familles d'objets liés sans spécifier leurs classes concrètes. Le Builder sépare la construction d'un objet complexe de sa représentation, tandis que le Prototype crée des objets par clonage. Le Factory Method délègue l'instanciation à des sous-classes. Ces patterns favorisent la flexibilité et la réutilisation du code.

Design Patterns de structure

Concernant la composition des classes et objets, l'Adapter permet à des interfaces incompatibles de collaborer. Le Decorator ajoute dynamiquement des responsabilités à un objet. Le Facade fournit une interface simplifiée à un sous-système complexe. Le Composite traite des objets individuels et leurs compositions de manière uniforme. Le Proxy contrôle l'accès à un objet, utile pour le chargement différé. Ces patterns améliorent l'organisation et l'efficacité des structures objet.

Design Patterns de comportement

Ces patterns gèrent les interactions et la distribution des responsabilités. L'Observer établit une dépendance un-à-plusieurs entre objets (modèle événementiel). Le Strategy encapsule des algorithmes interchangeables. Le Command transforme une requête en objet autonome. L'Iterator permet un parcours séquentiel sans exposer la structure interne. Le State alterne le comportement d'un objet selon son état interne. Ils optimisent la communication entre objets tout en réduisant les couplages.

Usage et synthèse

L'application judicieuse des Design Patterns nécessite une analyse contextuelle. Bien qu'ils résolvent des problèmes courants, leur mauvaise utilisation peut complexifier inutilement le code. Ce module compare des implémentations concrètes, présente des études de cas réels et des anti-patterns à éviter. Les participants apprendront à combiner plusieurs patterns et à évaluer leurs impacts sur la performance et la maintenabilité.

Bibliographie

Outre l'ouvrage seminal des GoF, nous recommandons "Head First Design Patterns" pour son approche pédagogique, et "Patterns of Enterprise Application Architecture" (Fowler) pour les applications métier. Des ressources en ligne comme Refactoring Guru et les documentations des principaux langages fournissent des exemples actualisés. Des références spécifiques seront fournies pour chaque pattern étudié.