Douglas Moura

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Engenheiro de Software

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Engenheiro de software, músico and jiujiteiro

O que são padrões de projeto na engenharia de software?

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O que são padrões de projeto na engenharia de software?

No livro A Pattern Language, Christopher Alexander e seus colegas definem um padrão como:

Cada padrão descreve um problema que ocorre repetidamente em nosso ambiente e, em seguida, descreve o núcleo da solução para esse problema, de tal forma que você pode usar essa solução um milhão de vezes, sem nunca fazê-lo da mesma maneira duas vezes.

Cristopher e os outros autores estavam se referindo a padrões de arquitetura de construção, mas, desde muito tempo, a disciplina de engenharia de software adotou este mesmo conceito para o desenvolvimento de software, que foi cristalizado pelo famoso livro Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software de Erich Gamma, Richard Helm, Ralph Johnson e John Vlissides (conhecidos como Gang of Four ou GoF). No livro, eles definem padrões de projeto como:

Padrões de projeto descrevem objetos e classes que se relacionam para resolver um problema de projeto genérico em um contexto particular.

É preciso entender que os padrões de projeto descritos nestes livros não são soluções que devem ser aplicadas em toda e qualquer situação, mas sim, descrições gerais de soluções para problemas comuns de projetos de software. Desse modo, as soluções propostas podem ser entendidas como um catálogo, a partir do qual pode-se estabelecer um vocabulário comum entre todas as pessoas envolvidas no desenvolvimento de um software, facilitando a comunicação e a compreensão do código.

Para ilustrar o que foi dito até aqui, vamos considerar um exemplo. Suponha que você está construindo um sistema de gerenciamento de uma biblioteca pessoal e, no seu banco de dados relacional, há uma tabela para armazenar os dados de um livro. A tabela pode ser criada com o seguinte comando SQL, em um banco de dados SQLite:

-- SQLite
CREATE TABLE
  `books` (
    `id` INTEGER NOT NULL PRIMARY KEY autoincrement,
    `author` TEXT NOT NULL,
    `title` TEXT NOT NULL,
    `isbn` TEXT NOT NULL,
    `updated_at` DATETIME NULL,
    `created_at` DATETIME NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP
  );

Vamos escolher o padrão Active Record para representar os dados de um livro no nosso sistema. Para isso, vamos criar uma classe em JavaScript conforme o diagrama abaixo:

BookcreateupdatedeletefindByIdall

E este é o código:

import { AsyncDatabase } from 'promised-sqlite3'

const db = await AsyncDatabase.open(
  // caminho para o arquivo do banco de dados SQLite
  process.env.DATABASE_URL,
)

export class ActiveRecord {
  constructor({ database = db, tableName }) {
    this.database = database
    this.tableName = tableName
  }

  all(columns = '*') {
    const cols = Array.isArray(columns) ? columns.join(', ') : columns

    return this.database.all(`SELECT ${cols} FROM ${this.tableName}`)
  }

  async findById(id, columns = '*') {
    const cols = Array.isArray(columns) ? columns.join(', ') : columns
    const statement = await this.database.prepare(
      `SELECT ${cols} FROM ${this.tableName} WHERE id = $id`, { $id: id },
    )

    return statement.get()
  }

  async create(data) {
    const columns = Object.keys(data)
    const values = Object.values(data)
    const statement = await this.database.prepare(
      `INSERT INTO ${this.tableName} (${columns.join(', ')}) VALUES (${columns.map(() => '?').join(', ')})`,
      values,
    )

    return statement.run()
  }

  async update(id, data) {
    const columns = Object.keys(data)
    const values = Object.values(data)
    const statement = await this.database.prepare(
      `UPDATE ${this.tableName} SET ${columns.map(column => `${column} = ?`).join(', ')} WHERE id = $id`,
      [...values, id],
    )

    return statement.run()
  }

  async delete(id) {
    const statement = await this.database.prepare(
      `DELETE FROM ${this.tableName} WHERE id = $id`,
      { $id: id },
    )

    return statement.run()
  }
}

export class Book extends ActiveRecord {
  constructor() {
    super({ tableName: 'books' })
  }
}

Note que todo o SQL necessário para manipular os dados no nosso banco SQLite está encapsulado na classe ActiveRecord. Além disso, a classe Book herda todos os métodos da classe ActiveRecord e, portanto, não é necessário escrever o mesmo código para cada tabela do banco de dados. Desse modo, é possível criar várias entidades distintas no nosso sistema, como Author, Publisher, Category, BookCategory, BookAuthor, BookPublisher, etc. Todas elas herdam os métodos da classe ActiveRecord e, portanto, não é necessário escrever o mesmo código para cada tabela do banco de dados.

Mais que isso, podemos reimplementar os métodos da classe pai na classe filha, caso haja algum requisito especial para alguma entidade, como transformar o delete em um soft delete. Por exemplo:

export class Book extends ActiveRecord {
  constructor() {
    super({ tableName: 'books' })
  }

  async delete(id) {
    const statement = await this.database.prepare(
      // Não se esqueça de adicionar a coluna `deleted` na tabela `books`
      `UPDATE ${this.tableName} SET deleted = true WHERE id = $id`,
      { $id: id },
    )

    return statement.run()
  }
}

Este padrão pode resolver o nosso caso de uso, porém, como próprio Martin Fowler alerta, este padrão pode não ser o mais adequado para se aplicar em uma entidade que precisa se relacionar com um repositório (ou repositórios) de dados mais complexos (apesar de que Ruby on Rails utiliza este padrão extensamente).

Se tiver alguma dúvida, comentário ou sugestão, deixe um comentário abaixo ou entre em contato comigo pelo Twitter.

Referências

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