Che cos’è un pattern in informatica

I “pattern” in programmazione si riferiscono a soluzioni ricorrenti a problemi comuni. Sono delle convenzioni o delle strutture di codice che si sono dimostrate utili per risolvere determinati tipi di problemi. In Python, i pattern possono essere applicati in vari contesti, tra cui la progettazione di algoritmi, la gestione di dati, la scrittura di codice pulito e la manutenzione del software.

Nel contesto della programmazione e dell’ingegneria del software, il termine “pattern” deriva dall’inglese. La parola “pattern” in questo contesto è stata originariamente popolarizzata nel libro “Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software”, scritto da Erich Gamma, Richard Helm, Ralph Johnson e John Vlissides, conosciuto anche come “Gang of Four” (GoF). Questo libro, pubblicato nel 1994, ha introdotto il concetto di “design pattern” nel contesto dello sviluppo del software. Da allora, il termine “pattern” è stato ampiamente utilizzato nella comunità di sviluppatori per fare riferimento a soluzioni ricorrenti e convenzionali a problemi comuni nel processo di progettazione e sviluppo del software. I “design pattern” offrono modelli e strumenti per affrontare problemi di progettazione del software in modo efficiente, riutilizzabile e manutenibile.

Nel contesto della grafica, ci sono diversi design pattern che possono essere utilizzati per gestire l’interfaccia grafica e l’interazione con l’utente in modo efficiente e organizzato. I pattern consistono il più delle volte nella ripetizione di un tema specifico o di un’icona, e questo naturalmente si riflette anche nella programmazione.

Esempi di pattern

I “pattern” (modelli o schemi) possono riferirsi a vari contesti, come il design, la programmazione, l’arte, la musica, o la vita quotidiana. Ogni esempio che riportiamo in questo articolo rappresenta un “pattern” specifico all’interno di un contesto, evidenziando come i modelli possano emergere in molteplici aspetti della vita e della tecnologia.

Di seguito trovi alcuni esempi di pattern in diversi ambiti.

Pattern in Python

Ecco alcuni esempi di pattern comuni in Python e come possono essere utilizzati, prima in teoria poi in pratica.

1. Pattern MVC (Model-View-Controller): Questo pattern è ampiamente utilizzato nell’architettura del software per separare la logica di business (Model), la presentazione (View) e il controllo delle interazioni (Controller). Ad esempio, in un’applicazione web Python, il Model potrebbe gestire l’accesso ai dati dal database, il View potrebbe essere il codice HTML/CSS per la visualizzazione e il Controller potrebbe gestire le richieste degli utenti e coordinare le azioni tra Model e View.
2. Pattern Singleton: Questo pattern viene utilizzato quando si desidera che una classe abbia una sola istanza e fornisce un punto di accesso globale a tale istanza. Ad esempio, se si ha bisogno di un oggetto che rappresenti le impostazioni dell’applicazione e che debba essere condiviso da diverse parti del codice, si potrebbe implementare una classe Singleton per garantire che ci sia una sola istanza di questa classe.
3. Pattern Factory: Questo pattern viene utilizzato per creare oggetti senza esplicitamente specificare la classe esatta di oggetto che verrà creato. Si definisce un’interfaccia per la creazione di oggetti, ma lascia che le sottoclassi scelgano quali classi istanziare. Ad esempio, si potrebbe avere una classe Factory che restituisce oggetti di tipo diverso in base a determinati parametri o condizioni.
4. Pattern Decorator: Questo pattern consente di aggiungere comportamenti a un oggetto esistente in modo dinamico, senza dover modificare la sua implementazione. Si crea una classe wrapper che incapsula l’oggetto originale e fornisce funzionalità aggiuntive. Ad esempio, si potrebbe avere un decoratore che aggiunge la funzionalità di logging a una funzione senza modificare il suo codice sorgente.
5. Pattern Observer: Questo pattern viene utilizzato per definire una dipendenza uno-a-molti tra gli oggetti in modo che quando uno degli oggetti cambia stato, tutti gli oggetti dipendenti vengono notificati e aggiornati automaticamente. Ad esempio, si potrebbe implementare questo pattern in un’applicazione GUI Python in modo che un oggetto Observer sia notificato ogni volta che l’utente interagisce con un’interfaccia utente e possa reagire di conseguenza.

Questi sono solo alcuni esempi di pattern comuni in Python, ma ce ne sono molti altri che possono essere applicati in una varietà di contesti. Implementare e comprendere questi pattern può aiutare a scrivere codice più pulito, modulare e manutenibile.

Ecco alcuni esempi di design pattern comuni implementati in Python:

1. Singleton: Questo pattern garantisce che una classe abbia una sola istanza e fornisce un punto di accesso globale a tale istanza. È utile quando si desidera avere un’unica istanza di una classe in tutto il programma. Ecco un esempio di implementazione del Singleton in Python.

class Singleton:
_instance = None

def __new__(cls):
if cls._instance is None:
cls._instance = super().__new__(cls)
return cls._instance

# Utilizzo del Singleton
s1 = Singleton()
s2 = Singleton()

print(s1 is s2) # Output: True

2. Factory Method: Questo pattern viene utilizzato per definire un’interfaccia per la creazione di oggetti, ma lascia che le sottoclassi scelgano quali classi istanziare. Ecco un esempio di implementazione del Factory Method in Python.

Questi sono solo due esempi di design pattern implementati in Python. Ce ne sono molti altri, come ad esempio il Decorator, l’Observer, il Strategy, il Command, il Template Method e molti altri. Ognuno di essi ha scopi e utilità specifiche nell’ambito della progettazione del software.