Conception de bas niveau et principes SOLID

La conception de bas niveau (LLD) est une phase critique du développement logiciel qui comble le fossé entre la conception de haut niveau et la mise en œuvre réelle. Alors que la conception de haut niveau se concentre sur les plans architecturaux, LLD traite de la manière dont chaque composant, classe ou fonction est mis en œuvre pour répondre aux exigences globales du système.

En termes plus simples, LLD implique la conception de classes, de méthodes, d'interfaces et d'interactions entre elles, garantissant que le code est efficace, maintenable et évolutif. Il s'agit d'une compétence essentielle pour les ingénieurs logiciels, en particulier lors de la création de systèmes qui doivent être robustes, réutilisables et faciles à modifier au fil du temps.

Ce blog vous présentera les concepts, principes et techniques clés impliqués dans la conception de bas niveau et montrera comment ils peuvent vous aider à écrire un code meilleur et plus maintenable.

La première question qui nous vient à l'esprit est :

Pourquoi la conception de bas niveau est-elle importante ?

1. Maintenabilité : une conception bien pensée facilite la maintenance, l'extension et le débogage du code. Une mauvaise conception entraîne une dette technique, rendant les changements futurs coûteux.
2. Évolutivité : une bonne LLD garantit que votre code est évolutif, à la fois en termes de performances et de prise en charge de nouvelles fonctionnalités à mesure que le système évolue.
3. Réutilisabilité : des composants bien conçus peuvent être réutilisés dans différentes parties d'un système ou dans des projets entièrement différents.
4. Clarté : grâce à une conception bien définie, les ingénieurs peuvent comprendre comment les différentes parties du système s'emboîtent, facilitant ainsi la collaboration.

Pour combler le fossé entre les concepts LLD et le code réel, décomposons le processus de conception d'un diagramme de bas niveau en étapes suivantes :

Étape 1 : Principes orientés objet
Étape 2 : Principes SOLIDES
Étape 3 : Modèles de conception

Principes orientés objet

Concept de programmation orientée objet 4 piliers sont indispensables pour commencer à apprendre la conception de bas niveau. J'ai déjà abordé ce concept dans un bref blog de paiement

Principes SOLIDES

S : Principe de responsabilité unique (SRP)

• Chaque unité de code ne doit avoir qu'une seule responsabilité.
• Une unité peut être une classe, un module, une fonction ou un composant.
• Maintient le code modulaire et réduit les couplages étroits.

Exemple : Imaginez une classe qui gère à la fois l'authentification et la journalisation des utilisateurs. Si nous devons modifier le fonctionnement de la journalisation, nous finirons par modifier également la classe d'authentification. Cela viole le SRP. Au lieu de cela, nous devrions avoir deux classes distinctes : une pour l'authentification des utilisateurs et une autre pour la journalisation, de sorte que chaque classe a une seule responsabilité.

O : Principe Ouvert/Fermé (OCP)

• Les unités de code doivent être ouvertes pour extension mais fermées pour modification.
• Étendez les fonctionnalités en ajoutant un nouveau code, sans modifier le code existant.
• Utile dans les systèmes basés sur des composants comme une interface React.

Exemple : considérons un système de traitement des paiements qui gère les paiements par carte de crédit. Si vous devez ajouter la prise en charge de PayPal, plutôt que de modifier le code existant, vous devez l'étendre en ajoutant une nouvelle classe pour les paiements PayPal. Cela garantit que le système existant reste stable tout en permettant l'ajout de nouvelles fonctionnalités.

L : Principe de substitution de Liskov (LSP)

• Les sous-classes doivent pouvoir être substituées à leurs classes de base.
• Les fonctionnalités de la classe de base doivent être utilisables par toutes les sous-classes.
• Si une sous-classe ne peut pas utiliser la fonctionnalité de la classe de base, elle ne devrait pas être dans la classe de base.

Exemple : si nous avons une classe Bird qui a une méthode fly() et que nous créons une sous-classe Penguin, qui ne peut pas voler, cela viole LSP. La classe Penguin ne doit pas hériter de fly() car elle modifie le comportement attendu. Au lieu de cela, la classe Bird devrait être refactorisée pour gérer les oiseaux qui peuvent et ne peuvent pas voler différemment.

I : Principe de ségrégation d'interface (ISP)

• Fournissez plusieurs interfaces spécifiques plutôt que quelques interfaces à usage général.
• Les clients ne devraient pas dépendre de méthodes qu’ils n’utilisent pas.

Exemple : Supposons que nous ayons une interface Animal avec les méthodes fly(), swim() et walk(). Une classe Dog qui implémente Animal serait obligée de définir fly(), ce dont elle n'a pas besoin. Pour nous conformer au FAI, nous devrions diviser l'interface Animal en interfaces plus petites comme Flyable, Swimmable et Walkable pour éviter d'imposer des méthodes non pertinentes sur les classes

D: 종속성 역전 원칙(DIP)

• 구체적인 클래스가 아닌 추상화에 의존하세요.
• 추상화를 사용하여 시스템 부분 간의 종속성을 분리합니다.
• 인터페이스나 추상화를 사용하는 코드 단위 간의 직접 호출을 피하세요.

예: 전자 상거래 애플리케이션에서 결제 프로세스(상위 수준 모듈)가 PayPal(하위 수준 모듈)과 같은 특정 결제 게이트웨이에 직접적으로 의존하는 경우 결제 게이트웨이를 변경하려면 결제 프로세스를 수정해야 합니다. PaymentProcessor 인터페이스와 같은 추상화를 도입함으로써 PayPal이나 다른 서비스의 세부 사항을 알 필요 없이 결제 프로세스에서 모든 결제 방법을 사용할 수 있습니다.

디자인 패턴

디자인 패턴은 소프트웨어 디자인에서 발생하는 일반적인 문제에 대한 입증된 솔루션입니다. 이는 개발자가 특정 설계 문제를 효율적이고 체계적으로 해결하기 위해 따를 수 있는 모범 사례입니다. 디자인 패턴은 바퀴를 재발명하는 대신 반복되는 문제를 해결하기 위한 표준 접근 방식을 제공합니다.

디자인 패턴은 세 가지 유형으로 분류할 수 있습니다.

1. 생성 패턴: 객체 생성 처리

   • 공장 디자인 패턴
   • 추상적인 공장 디자인 패턴
   • 빌더 디자인 패턴
   • 프로토타입 디자인 패턴
   • 싱글턴 디자인 패턴

2. 구조적 패턴: 객체 구성 및 관계 다루기

   • 어댑터 패턴
   • 브릿지 패턴
   • 복합 패턴
   • 데코레이터 패턴
   • 외관 패턴
   • 플라이급 패턴
   • 프록시 패턴

3. 행동 패턴: 대상 상호작용 및 책임 다루기

   • 책임 사슬 패턴
   • 명령 패턴
   • 통역사 패턴
   • 중재자 패턴
   • 메멘토 패턴
   • 관찰자 패턴
   • 상태 패턴
   • 전략 패턴
   • 템플릿 메소드 패턴
   • 방문자 패턴

이제 SOLID 원칙을 탐구하여 기반을 마련하고 디자인 패턴의 광대한 환경을 소개했으므로 더 깊이 알아볼 준비가 되었습니다! 다가오는 시리즈에서는 실제 사례와 실제 시나리오를 통해 각 디자인 패턴을 분석하겠습니다. 이제 막 디자인 여정을 시작하거나 기술을 연마하려는 경우 이러한 패턴은 더욱 깔끔하고 확장 가능한 코드를 작성하는 데 도움이 됩니다. 첫 번째 디자인 패턴을 단계별로 풀어내는 다음 블로그를 계속 지켜봐 주시기 바랍니다!

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