यह डिज़ाइन पैटर्न के बारे में ब्लॉगों की एक श्रृंखला की शुरुआत है। इस ब्लॉग में, हम पहले प्रकार के डिज़ाइन पैटर्न, क्रिएशनल पैटर्न पर चर्चा करेंगे। यहां रचनात्मक पैटर्न के अंतर्गत आने वाले प्रकारों पर कुछ वास्तविक दुनिया के उदाहरणों के साथ चर्चा की जाएगी। मैं अपनी चयन की भाषा के रूप में जावा का उपयोग करूँगा।

डिज़ाइन पैटर्न क्या हैं?

डिज़ाइन पैटर्न सॉफ़्टवेयर विकास में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं, सामान्य समस्याओं का सिद्ध समाधान प्रदान करते हैं और सर्वोत्तम प्रथाओं को बढ़ावा देते हैं। वे पूर्व-निर्मित ब्लूप्रिंट की तरह हैं जिन्हें आप अपने कोड में आवर्ती डिज़ाइन समस्या को हल करने के लिए अनुकूलित कर सकते हैं।

जावा में रचनात्मक डिज़ाइन पैटर्न की खोज

ऑब्जेक्ट-ओरिएंटेड प्रोग्रामिंग में, रचनात्मक डिज़ाइन पैटर्न एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं क्योंकि वे ऑब्जेक्ट इंस्टेंटेशन को उनके उपयोग से अलग करना संभव बनाते हैं जिससे ऑब्जेक्ट निर्माण की लचीलापन और स्केलेबिलिटी बढ़ जाती है। यह ब्लॉग पोस्ट पांच मुख्य प्रकार के रचनात्मक डिज़ाइन पैटर्न पर ध्यान केंद्रित करेगा: फ़ैक्टरी विधि, सार फ़ैक्टरी, बिल्डर, प्रोटोटाइप और सिंगलटन। यह दिखाने के लिए कि प्रत्येक कैसे काम करता है, हम जावा में वास्तविक दुनिया के उदाहरणों का उपयोग करेंगे।

1. फ़ैक्टरी विधि

फ़ैक्टरी मेथड पैटर्न एक ऑब्जेक्ट बनाने के लिए एक इंटरफ़ेस को परिभाषित करता है लेकिन उपवर्गों को बनाए जाने वाले ऑब्जेक्ट के प्रकार को बदलने की अनुमति देता है। यह पैटर्न एप्लिकेशन-विशिष्ट कक्षाओं को कोड में बाइंड करने की आवश्यकता को रोकने के लिए जावा में लूज़ कपलिंग का समर्थन करता है।

वास्तविक जीवन परिदृश्य: एक लॉजिस्टिक कंपनी पर विचार करें जो ट्रकों और जहाजों जैसे विभिन्न वाहनों का उपयोग करके माल का परिवहन करती है। वाहन का प्रकार आवश्यक परिवहन मोड पर निर्भर करता है।

// Product Interface
interface Transport {
    void deliver();
}

// Concrete Products
class Truck implements Transport {
    @Override
    public void deliver() {
        System.out.println("Deliver by land in a truck.");
    }
}

class Ship implements Transport {
    @Override
    public void deliver() {
        System.out.println("Deliver by sea in a ship.");
    }
}

// Creator
abstract class Logistics {
    public abstract Transport createTransport();

    public void planDelivery() {
        Transport transport = createTransport();
        transport.deliver();
    }
}

// Concrete Creators
class RoadLogistics extends Logistics {
    @Override
    public Transport createTransport() {
        return new Truck();
    }
}

class SeaLogistics extends Logistics {
    @Override
    public Transport createTransport() {
        return new Ship();
    }
}

// let's call the main class
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Logistics logistics = new RoadLogistics();
        logistics.planDelivery();

        logistics = new SeaLogistics();
        logistics.planDelivery();
    }
}

2. सार फ़ैक्टरी

सार फ़ैक्टरी पैटर्न उनके ठोस वर्गों को निर्दिष्ट किए बिना संबंधित या आश्रित वस्तुओं के परिवार बनाने के लिए एक इंटरफ़ेस प्रदान करता है। यह तब उपयोगी होता है जब सिस्टम को इस बात से स्वतंत्र होने की आवश्यकता होती है कि उसकी वस्तुएं कैसे बनाई जाती हैं।

वास्तविक जीवन परिदृश्य: एक फ़र्निचर स्टोर की कल्पना करें जो विक्टोरियन और मॉडर्न जैसे विभिन्न प्रकार के फ़र्निचर सेट बेचता है। प्रत्येक सेट में कुर्सियाँ और सोफे जैसे उत्पाद शामिल हैं।

// Abstract Products
interface Chair {
    void sitOn();
}

interface Sofa {
    void lieOn();
}

// Concrete Products
class VictorianChair implements Chair {
    @Override
    public void sitOn() {
        System.out.println("Sitting on a Victorian chair.");
    }
}

class ModernChair implements Chair {
    @Override
    public void sitOn() {
        System.out.println("Sitting on a Modern chair.");
    }
}

class VictorianSofa implements Sofa {
    @Override
    public void lieOn() {
        System.out.println("Lying on a Victorian sofa.");
    }
}

class ModernSofa implements Sofa {
    @Override
    public void lieOn() {
        System.out.println("Lying on a Modern sofa.");
    }
}

// Abstract Factory
interface FurnitureFactory {
    Chair createChair();
    Sofa createSofa();
}

// Concrete Factories
class VictorianFurnitureFactory implements FurnitureFactory {
    @Override
    public Chair createChair() {
        return new VictorianChair();
    }

    @Override
    public Sofa createSofa() {
        return new VictorianSofa();
    }
}

class ModernFurnitureFactory implements FurnitureFactory {
    @Override
    public Chair createChair() {
        return new ModernChair();
    }

    @Override
    public Sofa createSofa() {
        return new ModernSofa();
    }
}

// Client code
public class Main {
    private static void createFurniture(FurnitureFactory factory) {
        Chair chair = factory.createChair();
        Sofa sofa = factory.createSofa();
        chair.sitOn();
        sofa.lieOn();
    }

    public static void main(String[] args) {
        FurnitureFactory victorianFactory = new VictorianFurnitureFactory();
        createFurniture(victorianFactory);

        FurnitureFactory modernFactory = new ModernFurnitureFactory();
        createFurniture(modernFactory);
    }
}

3. बिल्डर

बिल्डर पैटर्न एक जटिल वस्तु के निर्माण को उसके प्रतिनिधित्व से अलग करता है, जिससे एक ही निर्माण प्रक्रिया को अलग-अलग प्रतिनिधित्व बनाने की अनुमति मिलती है। यह कई वैकल्पिक विशेषताओं के साथ ऑब्जेक्ट बनाने के लिए विशेष रूप से उपयोगी है।

वास्तविक जीवन परिदृश्य: एक ऑनलाइन पिज्जा ऑर्डरिंग प्रणाली पर विचार करें जहां ग्राहक अपने पिज्जा को विभिन्न टॉपिंग, आकार और क्रस्ट प्रकार के साथ अनुकूलित कर सकते हैं।

// Product
class Pizza {
    private String dough = "";
    private String sauce = "";
    private String topping = "";

    public void setDough(String dough) { this.dough = dough; }
    public void setSauce(String sauce) { this.sauce = sauce; }
    public void setTopping(String topping) { this.topping = topping; }

    @Override
    public String toString() {
        return "Pizza [dough="   dough   ", sauce="   sauce   ", topping="   topping   "]";
    }
}

// Builder Interface
interface PizzaBuilder {
    void buildDough();
    void buildSauce();
    void buildTopping();
    Pizza getPizza();
}

// Concrete Builders
class HawaiianPizzaBuilder implements PizzaBuilder {
    private Pizza pizza;

    public HawaiianPizzaBuilder() {
        this.pizza = new Pizza();
    }

    @Override
    public void buildDough() { pizza.setDough("cross"); }
    @Override
    public void buildSauce() { pizza.setSauce("mild"); }
    @Override
    public void buildTopping() { pizza.setTopping("ham pineapple"); }
    @Override
    public Pizza getPizza() { return this.pizza; }
}

class SpicyPizzaBuilder implements PizzaBuilder {
    private Pizza pizza;

    public SpicyPizzaBuilder() {
        this.pizza = new Pizza();
    }

    @Override
    public void buildDough() { pizza.setDough("pan baked"); }
    @Override
    public void buildSauce() { pizza.setSauce("hot"); }
    @Override
    public void buildTopping() { pizza.setTopping("pepperoni salami"); }
    @Override
    public Pizza getPizza() { return this.pizza; }
}

// Director
class Waiter {
    private PizzaBuilder pizzaBuilder;

    public void setPizzaBuilder(PizzaBuilder pb) { pizzaBuilder = pb; }
    public Pizza getPizza() { return pizzaBuilder.getPizza(); }

    public void constructPizza() {
        pizzaBuilder.buildDough();
        pizzaBuilder.buildSauce();
        pizzaBuilder.buildTopping();
    }
}

// Client code
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Waiter waiter = new Waiter();
        PizzaBuilder hawaiianPizzaBuilder = new HawaiianPizzaBuilder();
        PizzaBuilder spicyPizzaBuilder = new SpicyPizzaBuilder();

        waiter.setPizzaBuilder(hawaiianPizzaBuilder);
        waiter.constructPizza();
        Pizza pizza1 = waiter.getPizza();
        System.out.println("Pizza built: "   pizza1);

        waiter.setPizzaBuilder(spicyPizzaBuilder);
        waiter.constructPizza();
        Pizza pizza2 = waiter.getPizza();
        System.out.println("Pizza built: "   pizza2);
    }
}

4. प्रोटोटाइप

प्रोटोटाइप पैटर्न का उपयोग मौजूदा ऑब्जेक्ट की प्रतिलिपि बनाकर एक नया ऑब्जेक्ट बनाने के लिए किया जाता है, जिसे प्रोटोटाइप के रूप में जाना जाता है। यह पैटर्न तब उपयोगी होता है जब किसी नई वस्तु को बनाने की लागत महंगी होती है।

वास्तविक जीवन परिदृश्य: एक ग्राफ़िकल संपादक के बारे में सोचें जहां आप आकृतियाँ बना सकते हैं, डुप्लिकेट कर सकते हैं और संपादित कर सकते हैं।

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

// Prototype
abstract class Shape implements Cloneable {
    private String id;
    protected String type;

    abstract void draw();

    public String getType() { return type; }
    public String getId() { return id; }
    public void setId(String id) { this.id = id; }

    public Object clone() {
        Object clone = null;
        try {
            clone = super.clone();
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return clone;
    }
}

// Concrete Prototypes
class Rectangle extends Shape {
    public Rectangle() { type = "Rectangle"; }
    @Override
    public void draw() { System.out.println("Drawing a Rectangle."); }
}

class Circle extends Shape {
    public Circle() { type = "Circle"; }
    @Override
    public void draw() { System.out.println("Drawing a Circle."); }
}

// Prototype Registry
class ShapeCache {
    private static Map shapeMap = new HashMap();

    public static Shape getShape(String shapeId) {
        Shape cachedShape = shapeMap.get(shapeId);
        return (Shape) cachedShape.clone();
    }

    public static void loadCache() {
        Rectangle rectangle = new Rectangle();
        rectangle.setId("1");
        shapeMap.put(rectangle.getId(), rectangle);

        Circle circle = new Circle();
        circle.setId("2");
        shapeMap.put(circle.getId(), circle);
    }
}

// Client code
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        ShapeCache.loadCache();

        Shape clonedShape1 = ShapeCache.getShape("1");
        System.out.println("Shape: "   clonedShape1.getType());

        Shape clonedShape2 = ShapeCache.getShape("2");
        System.out.println("Shape: "   clonedShape2.getType());
    }
}

5. सिंगलटन

सिंगलटन पैटर्न यह सुनिश्चित करता है कि एक वर्ग के पास केवल एक उदाहरण हो और उस तक पहुंच का एक वैश्विक बिंदु प्रदान करता है। यह पैटर्न आमतौर पर लॉगिंग, कैशिंग और थ्रेड पूल के लिए उपयोग किया जाता है।

वास्तविक जीवन परिदृश्य: एक प्रिंटर स्पूलर की कल्पना करें जहां केवल एक उदाहरण को सभी प्रिंट कार्यों का प्रबंधन करना चाहिए।

class PrinterSpooler {
    private static PrinterSpooler instance;

    private PrinterSpooler() {
        // private constructor to prevent instantiation
    }

    public static PrinterSpooler getInstance() {
        if (instance == null) {
            instance = new PrinterSpooler();
        }
        return instance;
    }

    public void print(String document) {
        System.out.println("Printing document: "   document);
    }
}

// Client code
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        PrinterSpooler spooler1 = PrinterSpooler.getInstance();
        PrinterSpooler spooler2 = PrinterSpooler.getInstance();

        spooler1.print("Document 1");
        spooler2.print("Document 2");

        System.out.println("Are both spoolers the same instance? "   (spooler1 == spooler2));
    }
}

संदर्भ

https://refactoring.guru/

https://www.javatpoint.com/design-patterns-in-java

https://www.digitalocean.com/community/tutorials/java-design-patterns-example-tutorial