In diesem Modul wirst du die sogenannten SOLID Design Prinzipien kennenlernen. Dabei handelt es sich um insgesamt fünf Prinzipien, die zu sauberen und qualitativ hochwertigen Code führen. Diese stellen also eine wichtige Grundlage für den kompletten weiteren Kursverlauf dar.

Diese Lektionen erwarten dich:

• [Video 1] Was versteht man unter den SOLID - Design Prinzipien
• [Video 2] S - Single Responsibility Principle
• [Video 3] O - Open Closed Principle
• [Video 4] L - Liskov Substitution Principle
• [Video 5] I - Interface Segregation Principle
• [Video 6] D - Dependency Inversion Principle

In Modul 3 erhältst du eine kleine Einführung in das Thema UML-Klassendiagramme. Durch diese Art von Diagrammen haben wir nämlich im weiteren Verlauf des Kurses die Möglichkeit, den Aufbau der einzelnen Design Patterns, einfach und übersichtlich darzustellen.

Diese Lektionen erwarten dich:

• [Video 1] Einführung in den UML Crashkurs
• [Video 2] Klassen modellieren
• [Video 3] Vererbung
• [Video 4] Assoziation, Aggregation & Komposition
• [Video 5] Multiplizitäten

Alle existierenden Design Patterns können grob in drei Kategorien aufgeteilt werden. Die erste Kategorie ist die Kategorie der Erzeugungsmuster. Darunter fallen alle Design Patterns, die sich mit dem Erzeugen von Objekten beschäftigen.

Diese Lektionen erwarten dich:

• [Video 1] Erzeugungsmuster (Creational Design Patterns)

Mithilfe des Builder Pattern kann man ein Objekt Stück für Stück aufbauen und am Ende das Ergebnis zurückgeben lassen. Dadurch wird ermöglicht, dass derselbe Konstruktionsprozess letztendlich verschiedene Repräsentationen erzeugen kann.

Diese Lektionen erwarten dich:

• [Video 1] Motivation zur Verwendung des Builder Pattern
• [Video 2] UML-Klassendiagramm Builder + Erklärung
• [Video 3] Praxisbeispiel für Builder
• [Video 4] Fazit - Builder Pattern
• [Zusammenfassung] Builder Pattern Übersichtsblatt

Das Factory Method Pattern kann immer dann sinnvoll eingesetzt werden, wenn erst zur Laufzeit des Programms bestimmte Klassen ausgewählt und Objekte davon erzeugt werden sollen.

Diese Lektionen erwarten dich:

• [Video 1] Motivation zur Verwendung des Factory Method Pattern
• [Video 2] UML-Klassendiagramm Factory Method + Erklärung
• [Video 3] Praxisbeispiel für das Factory Method Pattern
• [Video 4] Fazit - Factory Method Pattern
• [Aufgaben] Programmieraufgabe + Musterlösung
• [Zusammenfassung] Factory Method Pattern Übersichtsblatt

Das Abstract Factory Pattern wird dazu verwendet, um während der Laufzeit des Programms mehrere Objekte einer Produktfamilie zu erzeugen.

Diese Lektionen erwarten dich:

• [Video 1] Motivation zur Verwendung des Abstract Factory Pattern
• [Video 2] UML-Klassendiagramm Abstract Factory + Erklärung
• [Video 3] Praxisbeispiel für das Abstract Factory Pattern
• [Video 4] Fazit - Abstract Factory Pattern
• [Zusammenfassung] Abstract Factory Pattern Übersichtsblatt

Durch das Singleton Pattern wird sichergestellt, dass von einer Klasse nur eine Instanz erzeugt werden kann.

Diese Lektionen erwarten dich:

• [Video 1] Motivation zur Verwendung des Singleton Pattern
• [Video 2] UML-Klassendiagramm Singleton Pattern + Erklärung
• [Video 3] Implementierung - Basic Singleton
• [Video 4] Implementierung - Singleton mit Lazy Instanziierung
• [Video 5] Implementierung - Singleton Threadsafe
• [Video 6] Fazit - Singleton Pattern
• [Aufgaben] Programmieraufgabe + Musterlösung
• [Zusammenfassung] Singleton Pattern Übersichtsblatt

Das Prototype Pattern wird dann eingesetzt, wenn es leichter ist, ein bereits existierendes Objekt zu klonen, anstatt ein neues zu erzeugen und zu initialisieren.

Diese Lektionen erwarten dich:

• [Video 1] Motivation zur Verwendung des Prototype Pattern
• [Video 2] UML-Klassendiagramm Prototype Pattern + Erklärung
• [Video 3] Exkurs (1) - Problematik beim Klonen komplexer Datentypen
• [Video 4] Exkurs (2) - Allgemein: Klonen von Objekten
• [Video 5] Exkurs (3) - Vorgehensweise (1): Die flache Kopie
• [Video 6] Exkurs (4) - Vorgehensweise (2): Die tiefe Kopie
• [Video 7] Exkurs (5) - Vorgehensweise (3): Der Copy-Konstruktor
• [Video 8] Praxisbeispiel für das Prototype Pattern
• [Video 9] Fazit - Prototype Pattern
• [Zusammenfassung] Prototype Pattern Übersichtsblatt

Neben den Erzeugungsmuster gibt es auch die Kategorie der Strukturmuster. Diese beschäftigen sich damit, wie Klassen und Objekte zusammengesetzt werden können, um letztendlich größere Strukturen zu bilden.

Diese Lektionen erwarten dich:

• [Video 1] Strukturmuster (Structural Design Patterns)

Das Adapter Pattern dient zur Übersetzung einer Schnittstelle in eine andere. Dadurch wird die Kommunikation von Klassen mit zueinander inkompatiblen Schnittstellen ermöglicht.

Diese Lektionen erwarten dich:

• [Video 1] Motivation zur Verwendung des Adapter Pattern
• [Video 2] UML-Klassendiagramm Adapter Pattern + Erklärung
• [Video 3] Praxisbeispiel für das Adapter Pattern
• [Video 4] Fazit - Adapter Pattern
• [Aufgaben] Programmieraufgabe + Musterlösung
• [Zusammenfassung] Adapter Pattern Übersichtsblatt

Das Bridge Pattern ist ein Mechanismus, durch den die Implementierung von ihrer Abstraktion getrennt wird. Dadurch erreicht man eine lose Kopplung zwischen der Implementierungshierarchie und der Abstraktionshierarchie.

Diese Lektionen erwarten dich:

• [Video 1] Motivation zur Verwendung des Bridge Pattern
• [Video 2] UML-Klassendiagramm Bridge Pattern + Erklärung
• [Video 3] Praxisbeispiel für das Bridge Pattern
• [Video 4] Fazit - Bridge Pattern
• [Zusammenfassung] Bridge Pattern Übersichtsblatt

Das Composite Pattern stellt einen Mechanismus zur Verfügung, um einfache Objekte und komplexe zusammengesetzte Objekte einheitlich zu behandeln. Die Objekte werden zu sogenannten Baumstrukturen zusammengefügt, um so Teil-Ganze Hierarchien zu repräsentieren.

Diese Lektionen erwarten dich:

• [Video 1] Motivation zur Verwendung des Composite Pattern
• [Video 2] UML-Klassendiagramm Composite Pattern + Erklärung
• [Video 3] Praxisbeispiel für das Composite Pattern
• [Video 4] Fazit - Composite Pattern
• [Zusammenfassung] Composite Pattern Übersichtsblatt

Mithilfe des Decorator Pattern hat man eine flexible Alternative zur Unterklassenbildung zur Verfügung, um eine Klasse mit zusätzlichen Funktionalitäten zu erweitern.

Diese Lektionen erwarten dich:

• [Video 1] Motivation zur Verwendung des Decorator Pattern
• [Video 2] UML-Klassendiagramm Decorator Pattern + Erklärung
• [Video 3] Praxisbeispiel für das Decorator Pattern
• [Video 4] String Decorator
• [Video 5] Fazit - Decorator Pattern
• [Zusammenfassung] Decorator Pattern Übersichtsblatt

Das Facade Pattern bietet eine einheitliche und meist vereinfachte Schnittstelle zu einer Menge von Schnittstellen eines Subsystems.

Diese Lektionen erwarten dich:

• [Video 1] Motivation zur Verwendung des Facade Pattern
• [Video 2] UML-Klassendiagramm Facade Pattern + Erklärung
• [Video 3] Praxisbeispiel für das Facade Pattern
• [Video 4] Fazit - Facade Pattern
• [Zusammenfassung] Facade Pattern Übersichtsblatt

Das Flyweight Pattern ist eine Methode zur Speicheroptimierung, die immer dann verwendet wird, wenn man von einer Klasse ganz viele Objekte erstellen muss, die sich bestimmte variable Informationen teilen und deren normale Implementierung deshalb unnötig Speicher verbrauchen würde.

Diese Lektionen erwarten dich:

• [Video 1] Motivation zur Verwendung des Flyweight Pattern
• [Video 2] UML-Klassendiagramm Flyweight Pattern + Erklärung
• [Video 3] Praxisbeispiel für das Flyweight Pattern
• [Video 4] Fazit - Flyweight Pattern
• [Zusammenfassung] Flyweight Pattern Übersichtsblatt

Das Proxy Pattern sorgt dafür, dass der Client nicht direkt mit dem Zielobjekt kommuniziert, sondern stattdessen mit dem Proxy, welcher dann auf das Zielobjekt zugreift.

Diese Lektionen erwarten dich:

• [Video 1] Motivation zur Verwendung des Proxy Pattern
• [Video 2] UML-Klassendiagramm Proxy Pattern + Erklärung
• [Video 3] Schutz-Proxy Praxisbeispiel
• [Video 4] Virtuell-Proxy Praxisbeispiel
• [Video 5] Fazit - Proxy Pattern
• [Zusammenfassung] Proxy Pattern Übersichtsblatt

Die dritte Kategorie von Design Patterns trägt den Titel Verhaltensmuster. Bei diesen Design Patterns geht es um die Beziehung, die Interaktion und das Verhalten von Objekten untereinander.

Diese Lektionen erwarten dich:

• [Video 1] Verhaltensmuster (Behavioral Design Patterns)
  

Mithilfe des Chain of Responsibility Patterns wird das Objekt, welches eine Anfrage startet, von dem Objekt, welches die Anfrage letztendlich bearbeitet, entkoppelt.

Diese Lektionen erwarten dich:

• [Video 1] Motivation zur Verwendung des Chain of Responsibility Pattern
• [Video 2] UML-Klassendiagramm Chain of Responsibility Pattern + Erklärung
• [Video 3] Praxisbeispiel für das Chain of Responsibility Pattern
• [Video 4] Fazit - Chain of Responsibility Pattern
• [Zusammenfassung] Chain of Responsibility Pattern Übersichtsblatt

Befehle werden in extra Befehlsobjekten gekapselt. Das wiederum ermöglicht, Clients mit verschiedenen Anfragen zu parametrisieren, Operationen in eine Schlange einzureihen, ein Logbuch zu führen und Operationen rückgängig zu machen.

Diese Lektionen erwarten dich:

• [Video 1] Motivation zur Verwendung des Command Pattern
• [Video 2] UML-Klassendiagramm Command Pattern + Erklärung
• [Video 3] Praxisbeispiel für das Command Pattern
• [Video 4] Undo Operationen
• [Video 5] Fazit - Command Pattern
• [Zusammenfassung] Command Pattern Übersichtsblatt

Mithilfe des Iterator Pattern wird eine Standardmethode bereitgestellt, um eine Gruppe von Objekten zu durchlaufen.

Diese Lektionen erwarten dich:

• [Video 1] Motivation zur Verwendung des Iterator Pattern
• [Video 2] UML-Klassendiagramm Iterator Pattern + Erklärung
• [Video 3] Praxisbeispiel für das Iterator Pattern
• [Video 4] Zusätzliche Iterationsmöglichkeiten bereitstellen
• [Video 5] Fazit - Iterator Pattern
• [Zusammenfassung] Iterator Pattern Übersichtsblatt

Das Mediator Pattern verhindert eine enge Kopplung zwischen verschiedenen Objekten, die miteinander kommunizieren müssen. Hierfür stellt es ein sogenanntes Mediator Objekt (Vermittler) zur Verfügung, welches die Kommunikation zwischen den Objekten übernimmt.

Diese Lektionen erwarten dich:

• [Video 1] Motivation zur Verwendung des Mediator Pattern
• [Video 2] UML-Klassendiagramm Mediator Pattern + Erklärung
• [Video 3] Praxisbeispiel für das Mediator Pattern
• [Video 4] Fazit - Mediator Pattern
• [Aufgaben] Programmieraufgabe + Musterlösung
• [Zusammenfassung] Mediator Pattern Übersichtsblatt

Durch das Memento Pattern kann man den internen Zustand eines Objekts erfassen und externalisieren. Dadurch kann das Objekt zu einem späteren Zeitpunkt wieder in diesen Zustand zurückversetzt werden. Durch das Memento Pattern ist zudem sichergestellt, dass die Kapselung nicht verletzt wird.

Diese Lektionen erwarten dich:

• [Video 1] Motivation zur Verwendung des Memento Pattern
• [Video 2] UML-Klassendiagramm Memento Pattern + Erklärung
• [Video 3] Praxisbeispiel für das Memento Pattern
• [Video 4] Fazit - Memento Pattern
• [Aufgaben] Programmieraufgabe + Musterlösung
• [Zusammenfassung] Memento Pattern Übersichtsblatt

Mithilfe des Observer Pattern definiert man eine Abhängigkeit zwischen einem und beliebig vielen anderen Objekten, sodass die Änderung des Zustands eines Objekts dazu führt, dass alle abhängigen Objekte automatisch benachrichtigt und aktualisiert werden.

Diese Lektionen erwarten dich:

• [Video 1] Motivation zur Verwendung des Observer Pattern
• [Video 2] UML-Klassendiagramm Observer Pattern + Erklärung
• [Video 3] Praxisbeispiel für das Observer Pattern
• [Video 4] Fazit - Observer Pattern
• [Aufgaben] Programmieraufgabe + Musterlösung
• [Zusammenfassung] Observer Pattern Übersichtsblatt

Durch das Strategy Pattern wird eine Familie von Algorithmen definiert, die einzeln gekapselt und austauschbar sind. Somit kann zur Laufzeit der gewünschte Algorithmus ausgeführt werden.

Diese Lektionen erwarten dich:

• [Video 1] Motivation zur Verwendung des Strategy Pattern
• [Video 2] UML-Klassendiagramm Strategy Pattern + Erklärung
• [Video 3] Praxisbeispiel für das Strategy Pattern
• [Video 4] Fazit - Strategy Pattern
• [Aufgaben] Programmieraufgabe + Musterlösung
• [Zusammenfassung] Strategy Pattern Übersichtsblatt

Das Template Method Pattern sorgt dafür, dass Teilschritte eines Algorithmus variabel gehalten werden können.

Diese Lektionen erwarten dich:

• [Video 1] Motivation zur Verwendung des Template Method Pattern
• [Video 2] UML-Klassendiagramm Template Method Pattern + Erklärung
• [Video 3] Praxisbeispiel für das Template Method Pattern
• [Video 4] Fazit - Template Method Pattern
• [Zusammenfassung] Template Method Pattern Übersichtsblatt

Mit dem State Pattern kann man das Verhalten eines Objekts zur Laufzeit ändern, und zwar immer dann, wenn sich der interne Zustand des Objekts geändert hat. Es wird dann so aussehen, als ob das Objekt seine Klasse gewechselt hat.

Diese Lektionen erwarten dich:

• [Video 1] Motivation zur Verwendung des State Pattern
• [Video 2] UML-Klassendiagramm State Pattern + Erklärung
• [Video 3] Praxisbeispiel für das State Pattern
• [Video 4] Fazit - State Pattern
• [Zusammenfassung] State Pattern Übersichtsblatt