Quais padrões de design comuns aparecem em Java?

Question

Accepted Answer

**Padrões de design** são soluções reutilizáveis para problemas recorrentes de design de software. A natureza OOP de Java e seu ecossistema tornam vários padrões especialmente comuns — conhecê-los ajuda você a reconhecer, comunicar e aplicar estruturas comprovadas. Eles se dividem em categorias criacionais, estruturais e comportamentais.

## Singleton (criacional) — uma única instância compartilhada

```java
public class Config {
    private static final Config INSTANCE = new Config();   // the single instance
    private Config() {}                                     // private constructor
    public static Config getInstance() { return INSTANCE; }
}
// (enum singletons are an even safer idiom). Used for shared config, connection pools.
```

## Factory (criacional) — encapsular a criação de objetos

```java
public static Shape createShape(String type) {
    return switch (type) {                 // hides the concrete class from the caller
        case "circle" -> new Circle();
        case "square" -> new Square();
        default -> throw new IllegalArgumentException();
    };
}
// caller depends on Shape, not concrete classes — decoupling.
```

## Builder (criacional) — construir objetos complexos passo a passo

```java
User user = new User.Builder()
    .name("Ann")
    .email("ann@x.com")
    .age(30)
    .build();    // readable construction; avoids huge telescoping constructors
```

## Strategy (comportamental) — algoritmos intercambiáveis

```java
interface PaymentStrategy { void pay(double amount); }
class CreditCard implements PaymentStrategy { public void pay(double a) {...} }
class PayPal implements PaymentStrategy { public void pay(double a) {...} }

// swap behavior at runtime — lambdas make this trivial in modern Java
processor.setStrategy(new PayPal());
```

## Observer (comportamental) — publicar/inscrever

```java
// subjects notify registered observers of changes (events, listeners)
button.addActionListener(e -> handleClick());   // GUI events use this everywhere
```

## Decorator (estrutural) — envolver para adicionar comportamento

```java
// Java's I/O streams ARE the decorator pattern:
BufferedReader r = new BufferedReader(new FileReader("f.txt"));
// BufferedReader wraps FileReader, adding buffering
```

## Onde os padrões aparecem no próprio Java

```text
Singleton  → Runtime.getRuntime()
Factory    → Calendar.getInstance(), DriverManager
Builder    → StringBuilder, Stream.Builder
Observer   → event listeners, java.util.Observer
Decorator  → java.io streams (BufferedReader wrapping FileReader)
Iterator   → the Iterator interface / Collections
Strategy   → Comparator, functional interfaces
```

## Uma advertência contra o uso excessivo

```text
Patterns are tools, not goals. Applying them where they don't fit ADDS complexity.
Use them when they genuinely solve your problem — many can be simpler with lambdas now.
```

## Por que isso importa

Os padrões de design fornecem um vocabulário compartilhado e soluções comprovadas para problemas de design comuns, o que é valioso para comunicação ("use uma Strategy aqui"), reconhecer estruturas em código existente e evitar reinventar soluções falhas.

Eles aparecem em toda a biblioteca padrão de Java (decoradores de I/O, métodos factory, builders, eventos baseados em observer), então entendê-los ajuda você a usar e estender a biblioteca padrão efetivamente.

Conhecer os principais padrões — Singleton, Factory, Builder, Strategy, Observer, Decorator — e onde cada um se encaixa é uma marca de desenvolvedores experientes e um tópico frequente em entrevistas.

Igualmente importante é o julgamento para aplicá-los apropriadamente (resolvendo problemas reais) ao invés de forçá-los, especialmente considerando que recursos modernos como lambdas simplificam muitos padrões clássicos.