Dans le développement logiciel moderne, la réutilisabilité, la maintenance et la robustesse du code sont des enjeux cruciaux. Les design patterns, ou motifs de conception, sont des solutions éprouvées à des problèmes récurrents dans la conception de logiciels orientés objet. L'objectif de ce chapitre est de vous familiariser avec ces motifs, d'en comprendre la logique et d'illustrer leur usage à travers des exemples concrets.
Un design pattern n'est pas une solution clé en main ou un bout de code à copier-coller. Il s'agit plutôt d'un modèle abstrait qui décrit comment résoudre un problème donné dans un contexte spécifique. Chaque pattern fournit un langage commun aux développeurs et permet d'éviter les erreurs de conception courantes. L'utilisation de motifs de conception favorise également la maintenabilité, la flexibilité et la lisibilité du code.
En pratique, un pattern va souvent définir les rôles de plusieurs classes et la manière dont elles interagissent. Il existe trois grandes catégories :
Le Singleton est un pattern de création qui garantit qu'une classe n'a qu'une seule instance et fournit un point d'accès global à cette instance. Ce motif est utile lorsqu'un objet unique doit coordonner des actions à travers un système, par exemple une connexion à une base de données ou un gestionnaire de configuration.
En C#, une implémentation typique du Singleton se fait comme suit :
Dans cet exemple, toute tentative de créer un nouvel objet Logger directement est impossible, et l'accès se fait uniquement via Logger.Instance. Cela assure qu'il n'y aura jamais deux objets Logger distincts dans l'application.
Le Factory Pattern est également un pattern de création. Il permet de découpler l'instanciation d'un objet de son utilisation, ce qui est particulièrement utile lorsque le type exact de l'objet dépend du contexte ou des paramètres passés au moment de l'exécution.
Voici un exemple simple en C# :
Grâce à ce pattern, le code client peut demander une instance de IShape sans connaître les classes
concrètes. Cela favorise la flexibilité et la facilité d'extension : ajouter un nouveau type de forme ne nécessite
pas de modifier le code client.
Le Proxy est un pattern structurel qui permet de contrôler l'accès à un objet en intercalant un intermédiaire. Le proxy peut être utilisé pour la sécurité, la gestion des ressources, le reporting ou le chargement différé (lazy loading).
Exemple en C# :
Dans cet exemple, la classe ProxyImage retarde le chargement réel de l'image jusqu'au moment où elle est
réellement affichée. Cela permet d'économiser des ressources lorsque les objets sont coûteux à instancier.
Alors que les patterns de création concernent la manière d'instancier des objets et les patterns structurels la façon de les organiser, les patterns comportementaux s'intéressent à la communication et à la responsabilité des objets. Le pattern Observer illustre parfaitement ce principe : il définit une relation un-à-plusieurs entre objets de sorte qu'une modification de l'état d'un objet soit automatiquement signalée à tous ses dépendants.
Imaginez une application de surveillance météo. Une station météo (sujet) collecte des données (température, humidité, pression) et plusieurs affichages (observers) doivent être mis à jour dès qu'une nouvelle mesure est disponible. Plutôt que chaque affichage interroge la station périodiquement, le pattern Observer permet de notifier automatiquement tous les observateurs à chaque changement.
Exemple en C# :
Dans cet exemple, la classe WeatherStation joue le rôle du sujet. Elle contient une liste d'objets
IObserver et notifie tous les observateurs dès qu'une nouvelle température est définie. Chaque
Display implémente l'interface IObserver et met à jour son affichage en conséquence. Cette
approche réduit le couplage entre les composants et permet d'ajouter ou de retirer facilement de nouveaux
observateurs.
Pour consolider votre compréhension des patterns présentés, vous allez réaliser l'exercice suivant en C#. L'objectif est de simuler un système de gestion d'alertes dans une application bancaire.
Votre programme doit respecter les contraintes suivantes :
IAlert avec une méthode Send().À travers cet exercice, vous pourrez observer concrètement la complémentarité entre les patterns de création, structurels et comportementaux. Essayez de coder chaque pattern séparément, puis de les intégrer dans un système cohérent. Testez le programme en générant différentes alertes et en vérifiant que toutes les notifications fonctionnent correctement.
Pour approfondir, vous pouvez consulter les ressources suivantes :
Les design patterns constituent un langage commun et une boîte à outils essentielle pour tout développeur orienté objet. Leur maîtrise permet de produire du code plus clair, modulable et maintenable. Les patterns de création tels que Singleton et Factory offrent des solutions élégantes pour gérer l'instanciation des objets, tandis que les patterns structurels comme le Proxy facilitent l'organisation et la protection des ressources. Enfin, les patterns comportementaux, illustrés par l'Observer, régulent les interactions entre objets et réduisent le couplage.
En pratiquant régulièrement ces motifs dans des projets concrets, vous développez non seulement vos compétences techniques, mais aussi votre capacité à concevoir des systèmes logiciels robustes et évolutifs. Le véritable apprentissage des design patterns réside dans l'observation de leur utilisation efficace et appropriée, et non dans la simple mémorisation des structures.