Los patrones de diseño de software son objetos y clases de comunicación que se personalizan para resolver un problema de diseño general en un contexto particular. Los patrones de diseño de software son soluciones generales y reutilizables a problemas comunes que surgen durante el diseño y desarrollo de software. Representan las mejores prácticas para resolver ciertos tipos de problemas y brindan una manera para que los desarrolladores se comuniquen sobre soluciones de diseño efectivas.

Comprender y aplicar estos patrones puede mejorar significativamente sus habilidades de desarrollo de software. Para aquellos que buscan profundizar su conocimiento y aplicación de patrones de diseño de software, nuestro completo curso de diseño de sistemas ofrece un enfoque estructurado para dominar estos conceptos esenciales. Al aprender de ejemplos del mundo real y conocimientos de expertos, puede desarrollar la experiencia necesaria para implementar eficazmente estos patrones en sus proyectos.

Tabla de contenidos

• Tipos de patrones de diseño de software
• Patrones de diseño creacional
• Patrones de diseño estructural
• Patrones de diseño de comportamiento
• Patrones de diseño en diferentes idiomas
• Preguntas de la entrevista sobre patrones de diseño de software
• Preguntas frecuentes sobre patrones de diseño de software

Tipos de patrones de diseño de software

Hay tres tipos de patrones de diseño:

• Patrón de diseño creacional
• Patrón de diseño estructural
• Patrón de diseño conductual

Patrones de diseño creacional

El patrón de diseño creacional abstrae el proceso de creación de instancias. Ayudan a hacer que un sistema sea independiente de cómo se crean, componen y representan sus objetos.

Tipos de patrones de diseño creacional:

1. Patrón de diseño del método de fábrica

El patrón Factory Method se utiliza para crear objetos sin especificar la clase exacta de objeto que se creará. Este patrón es útil cuando necesitas desacoplar la creación de un objeto de su implementación.

2. Patrón de diseño del método de fábrica abstracto

El patrón Abstract Factory es casi similar al patrón Factory y se considera como otra capa de abstracción sobre el patrón Factory. Los patrones de Abstract Factory funcionan en torno a una superfábrica que crea otras fábricas.

3. Patrón de diseño del método Singleton

El método Singleton o patrón Singleton Design es uno de los patrones de diseño más simples. Garantiza que una clase solo tenga una instancia y proporciona un punto de acceso global a ella.

4. Patrón de diseño del método prototipo

Prototype nos permite ocultar la complejidad de crear nuevas instancias al cliente. El concepto es copiar un objeto existente en lugar de crear una nueva instancia desde cero, algo que puede incluir operaciones costosas. El objeto existente actúa como prototipo y contiene el estado del objeto.

5. Patrón de diseño del método constructor

El patrón constructor tiene como objetivo separar la construcción de un objeto complejo de su representación para que el mismo proceso de construcción pueda crear diferentes representaciones. Se utiliza para construir un objeto complejo paso a paso y el paso final devolverá el objeto.

Patrones de diseño estructural

Los patrones de diseño estructural se ocupan de cómo se componen las clases y los objetos para formar estructuras más grandes. Los patrones de clases estructurales utilizan la herencia para componer interfaces o implementaciones.

Tipos de patrones de diseño estructural:

1. Patrón de diseño del método del adaptador

El patrón del adaptador convierte la interfaz de una clase en otra interfaz que esperan los clientes. El adaptador permite que clases trabajen juntas que de otro modo no podrían hacerlo debido a interfaces incompatibles.

2. Patrón de diseño del método de puente

El patrón puente permite que la Abstracción y la Implementación se desarrollen de forma independiente y el código del cliente puede acceder solo a la parte de Abstracción sin preocuparse por la parte de Implementación.

3. Patrón de diseño del método compuesto

El patrón compuesto es un patrón de diseño de partición y describe un grupo de objetos que se trata de la misma manera que una única instancia del mismo tipo de objeto. La intención de un compuesto es componer objetos en estructuras de árbol para representar jerarquías de parte y todo.

4. Patrón de diseño del método decorador

Nos permite agregar dinámicamente funcionalidad y comportamiento a un objeto sin afectar el comportamiento de otros objetos existentes dentro de la misma clase. Usamos la herencia para extender el comportamiento de la clase. Esto tiene lugar en tiempo de compilación y todas las instancias de esa clase obtienen el comportamiento extendido.

5. Patrón de diseño del método de fachada

El patrón de diseño del método Facade proporciona una interfaz unificada para un conjunto de interfaces en un subsistema. Facade define una interfaz de alto nivel que hace que el subsistema sea más fácil de usar.

6. Patrón de diseño del método Flyweight

Este patrón proporciona formas de disminuir el número de objetos, mejorando así la estructura de los objetos requeridos por la aplicación. El patrón Flyweight se utiliza cuando necesitamos crear una gran cantidad de objetos similares.

7. Patrón de diseño del método proxy

Proxy significa 'en lugar de', representando', 'en lugar de' o 'en nombre de' son significados literales de proxy y eso explica directamente el patrón de diseño de proxy. Los representantes también se denominan sustitutos, identificadores y envoltorios. Están estrechamente relacionados en estructura, pero no en propósito, con los Adaptadores y Decoradores.

Patrones de diseño de comportamiento

Los patrones de comportamiento se ocupan de los algoritmos y la asignación de responsabilidades entre objetos. Los patrones de comportamiento describen no sólo patrones de objetos o clases sino también patrones de comunicación entre ellos. Estos patrones caracterizan un flujo de control complejo que es difícil de seguir en tiempo de ejecución.

Tipos de patrones de diseño conductual:

1. Patrón de diseño del método de cadena de responsabilidad

El patrón de cadena de responsabilidad se utiliza para lograr un acoplamiento flexible en el diseño de software donde una solicitud del cliente se pasa a una cadena de objetos para procesarlos. Más tarde, el objeto de la cadena decidirá por sí mismo quién procesará la solicitud y si es necesario enviar la solicitud al siguiente objeto de la cadena o no.

2. Patrón de diseño del método de comando

El patrón de comando es un patrón de diseño de comportamiento que convierte una solicitud en un objeto independiente que contiene toda la información sobre la solicitud. Este objeto se puede transmitir, almacenar y ejecutar más adelante.

3. Patrón de diseño del método del intérprete

El patrón de intérprete se utiliza para definir una representación gramatical de un idioma y proporciona un intérprete para manejar esta gramática.

4. Patrón de diseño del método mediador

Permite desacoplar objetos introduciendo una capa intermedia para que la interacción entre objetos ocurra a través de la capa.

5. Patrones de diseño del método Memento

Se utiliza para restaurar el estado de un objeto a un estado anterior. A medida que su aplicación avanza, es posible que desee guardar los puntos de control en su aplicación y restaurarlos más adelante. La intención del patrón Memento Design es, sin violar la encapsulación, capturar y externalizar el estado interno de un objeto para que el objeto pueda restaurarse a este estado más adelante.

6. Patrón de diseño del método del observador

Define una dependencia de uno a muchos entre objetos, de modo que cuando un objeto (el sujeto) cambia su estado, todos sus dependientes (observadores) son notificados y actualizados automáticamente.

7. Patrón de diseño del método de estado

Un patrón de diseño de estado se utiliza cuando un Objeto cambia su comportamiento en función de su estado interno. Si tenemos que cambiar el comportamiento de un objeto en función de su estado, podemos tener una variable de estado en el Objeto y usar el bloque de condición if-else para realizar diferentes acciones en función del estado.

8. Patrón de diseño del método de estrategia

El patrón de diseño de estrategia permite seleccionar el comportamiento de un objeto en tiempo de ejecución. Es uno de los patrones de diseño de la Banda de los Cuatro (GoF), que se utilizan ampliamente en la programación orientada a objetos. El patrón Estrategia se basa en la idea de encapsular una familia de algoritmos en clases separadas que implementan una interfaz común.

9. Patrón de diseño del método de plantilla

El patrón de diseño del método de plantilla consiste en definir un algoritmo como un esqueleto de operaciones y dejar que las clases secundarias implementen los detalles. La clase principal conserva la estructura general y la secuencia del algoritmo.

10. Patrón de diseño del método de visitante

Se utiliza cuando tenemos que realizar una operación sobre un grupo de Objetos de tipo similar. Con la ayuda del patrón de visitante, podemos mover la lógica operativa de los objetos a otra clase.

Patrones de diseño en diferentes idiomas

Patrones de diseño	C++	Java	javascript	Pitón
Patrón de diseño del método de fábrica	Enlace	Enlace	Enlace	Enlace
Patrón de diseño del método de fábrica abstracto	Enlace	Enlace	Enlace	Enlace
Patrón de diseño del método Singleton	Enlace	Enlace	Enlace	Enlace
Patrón de diseño del método prototipo	Enlace	Enlace	Enlace	Enlace
Patrón de diseño del método constructor	Enlace	Enlace	Enlace	Enlace
Patrón de diseño del método del adaptador	Enlace	Enlace	Enlace	Enlace
Patrón de diseño del método de puente	Enlace	Enlace	Enlace	Enlace
Patrón de diseño del método compuesto	Enlace	Enlace	Enlace	Enlace
Patrón de diseño del método decorador	Enlace	Enlace	Enlace	Enlace
Patrón de diseño del método de fachada	Enlace	Enlace	Enlace	Enlace
Patrón de diseño del método Flyweight	Enlace	Enlace	Enlace	Enlace
Patrón de diseño del método proxy	Enlace	Enlace	Enlace	Enlace
Patrón de diseño del método de cadena de responsabilidad	Enlace	Enlace	Enlace	Enlace
Patrón de diseño del método de comando	Enlace	Enlace	Enlace	Enlace
Patrón de diseño del método del intérprete	Enlace	Enlace	Enlace	Enlace
Patrón de diseño del método mediador	Enlace	Enlace	Enlace	Enlace
Patrones de diseño del método Memento	Enlace	Enlace	Enlace	Enlace
Patrón de diseño del método del observador	Enlace	Enlace	Enlace	Enlace
Patrón de diseño del método de estado	Enlace	Enlace	Enlace	Enlace
Patrón de diseño del método de estrategia	Enlace	Enlace	Enlace	Enlace
Patrón de diseño del método de plantilla	Enlace	Enlace	Enlace	Enlace
Patrón de diseño del método de visitante	Enlace	Enlace	Enlace	Enlace

Preguntas de la entrevista sobre patrones de diseño de software

• Diseñar un estacionamiento usando principios orientados a objetos
• Diseñar estructuras de datos y algoritmos para sistemas de archivos en memoria.
• ¿Cómo evitar que el patrón Singleton se refleje, serialice y clone?

Preguntas frecuentes sobre patrones de diseño de software

1. ¿Qué son los patrones de diseño de software?

• Los patrones de diseño de software son soluciones reutilizables a problemas comunes que surgen durante el desarrollo de software. Son plantillas para resolver problemas de diseño recurrentes y brindan una manera de crear sistemas de software flexibles, escalables y mantenibles.

2. ¿Por qué son importantes los patrones de diseño en el desarrollo de software?

• Los patrones de diseño promueven las mejores prácticas, mejoran la legibilidad del código y facilitan la reutilización del código. Ayudan a crear software que sea modular, extensible y más fácil de mantener, lo que reduce el tiempo y los esfuerzos de desarrollo.

3. ¿En qué se diferencian los patrones de diseño de los algoritmos?

• Los patrones de diseño se centran en resolver problemas de diseño recurrentes a nivel arquitectónico o estructural, enfatizando la organización del código. Los algoritmos, por otro lado, son procedimientos paso a paso para resolver problemas específicos a nivel computacional.

4. ¿Cuáles son los tipos comunes de patrones de diseño?

• Los patrones de diseño se clasifican en tres tipos principales: creacionales, estructurales y de comportamiento. Los patrones creacionales se ocupan de la creación de objetos, los patrones estructurales con la composición de objetos y los patrones de comportamiento con la colaboración y responsabilidad de los objetos.

5. ¿Puedes dar ejemplos de patrones de diseño creativos?

• Los ejemplos incluyen Singleton (garantizar que una clase tenga solo una instancia), Factory Method (crear objetos sin especificar la clase exacta) y Abstract Factory (que proporciona una interfaz para crear familias de objetos relacionados o dependientes).

6. ¿Cómo mejoran los patrones de diseño la flexibilidad del código?

• Los patrones de diseño promueven un acoplamiento flojo entre los componentes, lo que facilita el reemplazo o la ampliación de partes del sistema sin afectar a otras. Esta flexibilidad es crucial para adaptarse a los requisitos cambiantes.

7. ¿Cuándo debo utilizar patrones de diseño?

• Los patrones de diseño deben usarse cuando encuentre problemas recurrentes en el diseño de software. Son particularmente beneficiosos en sistemas complejos donde se requiere un enfoque de diseño sistemático y probado.

8. ¿Los patrones de diseño son específicos del idioma?

• No, los patrones de diseño no están vinculados a un lenguaje de programación específico. Son soluciones conceptuales que se pueden implementar en varios lenguajes. Sin embargo, la sintaxis y los detalles de implementación pueden variar.

9. ¿Cómo puedo aprender y dominar patrones de diseño?

• Empiece por comprender los principios básicos de los patrones de diseño. Practique implementarlos en sus proyectos y estudie ejemplos del mundo real. Los libros, los tutoriales en línea y la aplicación práctica en proyectos contribuyen a dominar los patrones de diseño.

10. ¿Son los patrones de diseño aplicables en todos los proyectos de software?

• Si bien los patrones de diseño ofrecen soluciones valiosas a problemas de diseño comunes, su aplicabilidad depende del contexto y la complejidad del proyecto. En proyectos más simples, algunos patrones pueden ser innecesarios, mientras que en proyectos más grandes pueden ser fundamentales para mantener una base de código escalable y organizada.

11. ¿Cuál es la diferencia entre un patrón de diseño y un antipatrón?

• Los patrones de diseño son soluciones comprobadas a problemas comunes y promueven las mejores prácticas. Por el contrario, los antipatrones son errores comunes o malas prácticas que pueden conducir a un diseño de software deficiente y deben evitarse.

12. ¿Se pueden abusar de los patrones de diseño?

• Sí, el uso excesivo de patrones de diseño sin considerar el contexto y la complejidad del proyecto puede generar código innecesariamente complejo. Es importante aplicar los patrones de diseño con prudencia, donde agreguen valor y mejoren la estructura del código.

13. ¿Puedo crear mis propios patrones de diseño?

• Sí, puede crear patrones de diseño personalizados según las necesidades específicas de su proyecto. Sin embargo, es fundamental garantizar que el patrón aborde un problema recurrente y siga los principios de un buen diseño.

14. ¿Cómo se relacionan los patrones de diseño con el olor del código?

• Los patrones de diseño ayudan a eliminar los olores del código (indicadores de un diseño deficiente) al proporcionar soluciones comprobadas a problemas comunes. Reconocer y abordar los olores del código es esencial para crear software eficiente y mantenible.

15. ¿Existen patrones de diseño para el diseño de bases de datos?

• Si bien es posible que los patrones de diseño tradicionales no se apliquen directamente al diseño de bases de datos, principios como la normalización y la desnormalización pueden considerarse patrones de diseño para crear estructuras de bases de datos eficientes y escalables.

16. ¿Se pueden utilizar patrones de diseño en la arquitectura de microservicios?

• Sí, los patrones de diseño se pueden aplicar en la arquitectura de microservicios para abordar desafíos comunes como el descubrimiento de servicios, la comunicación entre servicios y la tolerancia a fallas. Patrones como el Registro de servicio y el Disyuntor son relevantes.

17. ¿Cómo afectan los patrones de diseño al rendimiento del sistema?

• Los patrones de diseño aplicados correctamente pueden mejorar el rendimiento del sistema al promover una organización eficiente del código y reducir la redundancia. Sin embargo, los patrones mal elegidos o utilizados en exceso pueden introducir una complejidad innecesaria, lo que podría afectar el rendimiento.

18. ¿Los desarrolladores junior necesitan aprender patrones de diseño?

• Si bien no es obligatorio, aprender patrones de diseño puede beneficiar significativamente a los desarrolladores junior al brindarles soluciones comprobadas a problemas comunes. Puede acelerar el proceso de aprendizaje y contribuir a escribir código más fácil de mantener.

19. ¿Cómo contribuyen los patrones de diseño a la documentación del código?

• Los patrones de diseño documentan inherentemente soluciones a problemas de diseño comunes. Cuando los desarrolladores están familiarizados con los patrones de diseño, el código se autodocumenta, lo que facilita que otros comprendan y contribuyan al proyecto.

20. ¿Se pueden aplicar patrones de diseño retroactivamente a bases de código existentes?

• Sí, los patrones de diseño se pueden aplicar retroactivamente, pero el proceso puede implicar la refactorización del código existente. Es crucial evaluar el impacto de introducir un patrón y garantizar que se alinee con la arquitectura general.

21. ¿Existen patrones de diseño para el desarrollo web?

• Sí, muchos patrones de diseño son aplicables en el desarrollo web. Patrones como MVC, Observer y Singleton se utilizan comúnmente para organizar y estructurar el código tanto en el desarrollo frontend como en el backend.

22. ¿En qué se diferencian los patrones de diseño de los patrones arquitectónicos?

• Los patrones de diseño abordan cuestiones de diseño específicas en un nivel inferior, centrándose en la creación, composición e interacción de objetos. Los patrones arquitectónicos, por otro lado, se ocupan de estructuras de nivel superior de una aplicación o sistema completo.

23. ¿Se pueden utilizar patrones de diseño en la programación funcional?

• Sí, los patrones de diseño se pueden adaptar a paradigmas de programación funcional. Los patrones de diseño funcional se centran en componer funciones para resolver problemas y promover la inmutabilidad y la apatridia.

24. ¿Qué papel juegan los patrones de diseño en el mantenimiento del código durante la colaboración en equipo?

• Los patrones de diseño contribuyen a la mantenibilidad del código al proporcionar un vocabulario y una estructura comunes. Cuando un equipo está familiarizado con los patrones de diseño, la colaboración se vuelve más eficiente y los miembros del equipo pueden comprender y razonar sobre el código base más fácilmente.

25. ¿Existen patrones de diseño específicos para sistemas en tiempo real?

• Sí, los sistemas en tiempo real suelen utilizar patrones de diseño diseñados para abordar sus desafíos únicos. Se pueden aplicar patrones como el patrón Observer para manejar la notificación y sincronización de eventos en tiempo real.