Pengertian dan Jenis Design Pattern untuk Pembuatan Software

Apa itu Design Pattern?

Design pattern adalah pola desain yang dapat menjadi solusi atas kesalahan-kesalahan umum di tengah proses pengembangan perangkat lunak. 

Dengan adanya design pattern, tim developer dapat meminimalisir aktivitas untuk merancang solusi dari awal setiap kali mereka menghadapi tantangan yang sama dengan sebelumnya. 

Secara keseluruhan, fungsi design pattern ini mirip dengan blueprint yang siap digunakan untuk memecahkan masalah desain berulang di tengah proses coding. 

Namun, perlu diingat bahwa pola desain ini tidak berbentuk potongan code. Design pattern biasanya lebih menyerupai konsep atau panduan struktural yang membantu tim memahami interaksi dan hubungan antar objek dalam suatu sistem. 

Oleh karena itu, design pattern bisa membantu developer menghindari masalah desain yang umum terjadi sehingga bisa mempercepat proses pengembangan secara keseluruhan.

Perbedaan Design Pattern dan Algoritma

Sayangnya, banyak orang masih beranggapan bahwa software design pattern dan algoritma pemrograman adalah konsep yang sama karena keduanya menghadirkan solusi atas masalah dalam coding. 

Namun, perlu diketahui bahwa design pattern dan algoritma memiliki fungsi dan penerapan yang berbeda. Algoritma umumnya digunakan untuk merinci langkah-langkah yang diperlukan guna mencapai suatu tujuan tertentu.

Di lain sisi, design pattern menggambarkan pola solusi pada tingkat abstraksi yang lebih tinggi. Dalam design pattern, Anda dapat menelaah hasil penyelesaian beserta fitur-fitur yang digunakan serta memberikan pemahaman lebih mendalam mengenai struktur dan interaksi antar komponen. 

Elemen Design Pattern

Jika software design pattern adalah solusi untuk menyelesaikan permasalahan dalam proses desain, maka apa saja elemen yang tersusun di dalamnya? Berikut adalah unsur-unsur yang terdapat di dalam design pattern. 

• Nama atau Istilah: Menentukan suatu istilah atau nama khusus untuk mendefinisikan permasalahan desain tertentu, menciptakan landasan pemahaman yang seragam.
• Pengertian Singkat: Memberikan pengertian singkat dari pola tersebut, menjelaskan dengan ringkas permasalahan yang dihadapi beserta solusi yang disajikan oleh pola tersebut.
• Struktur: Menggambarkan struktur yang membentuk hubungan antarelemen dalam pola, membantu pemahaman terhadap cara komponen-komponen saling berinteraksi.
• Implementasi: Menyajikan contoh konkret dalam bentuk implementasi kode, menggunakan bahasa pemrograman tertentu. Contoh ini membantu pengembang untuk lebih memahami cara menerapkan design pattern dalam praktik.

Manfaat Design Pattern dalam Pembuatan Software

Selain memahami apa itu design pattern, Anda juga perlu mencatat apa saja manfaat dari pola desain ini. Adapun manfaat design pattern adalah:

1. Penulisan Kode Menjadi Lebih Terstruktur

Bagi developer khususnya, software design pattern adalah solusi yang sangat membantu untuk menjadikan penulisan kode lebih terstruktur dan rapi karena mengikuti prinsip dasar desain yang sudah ditetapkan. 

2. Mengokohkan Arsitektur Program

Design pattern memberikan struktur dan pedoman yang jelas untuk mengorganisasi komponen-komponen dalam sebuah sistem. Dengan demikian, developer bisa merancang arsitektur program yang lebih kokoh dan terstruktur.

3. Menghadirkan Solusi yang Teruji

Manfaat utama design pattern adalah menjadi solusi penyelesaian masalah yang sudah teruji dan terbukti ampuh dalam pengembangan software. 

Meski design pattern lebih menyediakan solusi secara garis besar, namun dalam beberapa kasus, pendekatan sejenis ini bisa sangat bermanfaat. 

4. Meningkatkan Keterbacaan

Kode yang ditulis berdasarkan design pattern cenderung lebih mudah dibaca dan dievaluasi. Design pattern menetapkan konvensi dan struktur tertentu yang dikenali secara umum. 

Ini menciptakan konsistensi dalam kode, sehingga developer dapat membaca dan memahami struktur kode tanpa harus memahami setiap baris secara terperinci.

5. Mendorong Konsep Reusabilitas Kode

Software design pattern memungkinkan abstraksi komponen tertentu dan memisahkan detail implementasi dari cara komponen tersebut digunakan. 

Hal ini memungkinkan komponen-komponen tersebut untuk digunakan kembali dalam berbagai situasi tanpa perlu mengganti kode yang sudah ada.

Jenis Design Pattern 

Beberapa faktor yang berpengaruh dalam pengelompokan design pattern adalah kompleksitas, rincian, dan seberapa luas penggunaannya. 

Secara keseluruhan, terdapat tiga jenis pola desain yang paling umum digunakan. Adapun ketiga jenis design pattern yang dimaksud adalah:

1. Creational Pattern

Jenis pertama dalam design pattern adalah pola pembuatan. Secara umum, pattern ini berfungsi menyelesaikan masalah yang dijumpai di tengah proses pembuatan suatu objek. 

Pola creational berfokus pada bagaimana objek dan instance dibuat, sehingga proses inisialisasi objek bisa menjadi lebih objektif. 

Pattern ini bisa dibagi ke dalam 5 kategori berbeda, yakni: 

• Builder: Pola untuk membuat objek kompleks dari objek dasar yang sederhana secara bertahap.
• Factory Method: Disebut juga sebagai virtual constructor yang menetapkan abstract class dalam proses pembuatan objek. 
• Abstract Factory: Berfungsi mendefinisikan interface atau klasifikasi abstract tanpa menentukan sub-class ketika membuat suatu objek. 
• Singleton: Berfungsi memastikan bahwa setiap class hanya memiliki satu instance serta membuka akses global ke instance tersebut. Terdapat dua bentuk pada pola singleton yaitu early instantiation dan lazy instantiation.
• Prototype: Developer dapat menyalin objek dengan instance prototype yang tersedia. Pembuatan objek baru juga dapat dikustomisasi sesuai kebutuhan. 

2. Structural Pattern

Structural design pattern adalah pola yang bertujuan menyelesaikan masalah pada pengaturan komposisi antara class dan objek. 

Dengan kata lain, pola-pola ini fokus pada cara class dan objek digabungkan menjadi struktur yang lebih besar dan lebih kompleks. Secara umum, structural pattern bisa dibagi menjadi 7 jenis lain, yaitu: 

• Bridge: Pola yang berfungsi membagi class berukuran besar ke dalam dua hirarki: abstraksi dan implementasi. 
• Composite: Berfungsi mengubah objek ke dalam structured tree agar seluruh bagian hirarki objek terlihat. 
• Adapter/Wrapper: Berfungsi sebagai perantara antara dua antarmuka yang tidak kompatibel, sehingga keduanya dapat berinteraksi. 
• Facade: Berfungsi menyediakan antarmuka yang sederhana untuk klien untuk berinteraksi dengan sistem yang kompleks.
• Decorator: Berfungsi menambahkan fungsi baru ke objek yang ada tanpa mengubah struktur dasarnya dengan menempatkan objek tambahan di sekitar objek yang ada
• Flyweight: Bertujuan mengurangi penggunaan ruang penyimpanan dengan cara berbagi komponen antar objek untuk menghemat sumber daya. 
• Proxy: Menyediakan pengganti atau wakil untuk objek lain. Objek proxy bertindak sebagai perantara antara klien dan objek yang sebenarnya, memungkinkan kontrol tambahan seperti lazy loading, kontrol akses, atau logging.

3. Behavioral Pattern

Pola behavioral pada design pattern adalah pola yang bisa membantu menyelesaikan masalah pada komunikasi antar objek. 

Artinya, behavioral pattern menawarkan solusi untuk mengatur aliran kontrol antar objek dan mengelola hubungan ketergantungan di dalam sistem.

Pola behavioral ini dapat dibagi menjadi 11 jenis inti, yaitu: 

• Command: Dikenal juga dengan sebutan Action atau Transition, berfungsi mengubah request menjadi objek yang berisi seluruh informasi terkait request. 
• Interpreter: Untuk menginterpretasi dan mengevaluasi tata bahasa serta menafsirkan arti kalimat dalam bahasa tertentu. 
• Iterator: Dikenal juga dengan istilah Cursor, berfungsi untuk mengakses elemen collection object secara berurutan. 
• Chain of Responsibility: Pola desain yang menciptakan rantai untuk saling mengirimkan request dengan memisahkan pengirim dan penerima berdasarkan kirimannya. 
• Mediator: Berfungsi sebagai mediasi yang mendefinisikan alur interaksi objek dengan class atau objek lainnya. Pola ini bisa mengurangi kompleksitas komunikasi antar beberapa objek.  
• Memento: Pola yang dapat membantu menangani kesalahan dengan mengembalikan keadaan awal suatu objek tanpa melanggar peraturan. 
• Observer: Dikenal dengan istilah Dependents atau Publish-Subscribe. Jika terdapat perubahan status pada sebuah objek, maka semua dependensi di dalamnya akan menerima pemberitahuan secara otomatis. 
• State: Pola ini digunakan ketika ada objek yang perilakunya berubah berdasarkan kondisi internal dan mengubah status class. 
• Strategy/Policy: Berfungsi untuk mendefinisikan dan merangkum masing-masing algoritma pada class yang terpisah. 
• Template Method: Berfungsi mendefinisikan kerangka algoritma ke dalam basis class. Subclass dapat mendefinisikan ilang langkah-langkah tersebut tanpa mengubah struktur algoritma. 
• Visitor: Pola yang berfungsi membantu developer menentukan sistem operasi baru tanpa harus mengubah class elemen.

Pola-pola di tingkat dasar kerap disebut sebagai idiom, yang umumnya hanya berlaku untuk satu bahasa pemrograman tertentu. 

Sedangkan pola paling umum digunakan disebut sebagai pola arsitektur (architectural patterns) yang bisa digunakan hampir pada semua bahasa pemrograman atau bahkan untuk merancang keseluruhan struktur aplikasi.