设计模式 - 总览
设计模式是什么,简而言之,设计模式就是一些过去技术的大师们总结出来的一系列写代码的套路。
经过实践总结,设计模式可分为三类,创建型、结构型、行为型。
设计模式核心——面向对象的七大设计原则,是一切设计模式的本质。其实,如何评判一个设计模式好坏,就是用这七个原则来衡量的。这些原则有开闭原则、里氏替换原则、依赖倒置原则、单一职责原则、接口隔离原则、迪米特法则、组合聚合复用原则。
# 1. 设计模式分类
设计模式可分为三类,创建型、结构型、行为型。
# 1.1 创建型模式
用于描述“怎样创建对象”,它的主要特点是“将对象的创建与使用分离”。GoF 中提供了单例、原型、工厂方法、抽象工厂、建造者等 5 种创建型模式。
# 1.2 结构型模式
用于描述如何将类或对象按某种布局组成更大的结构,GoF 中提供了代理、适配器、桥接、装饰、外观、享元、组合等 7 种结构型模式。
# 1.3 行为型模式
用于描述类或对象之间怎样相互协作共同完成单个对象都无法单独完成的任务,以及怎样分配职责。GoF 中提供了模板方法、策略、命令、职责链、状态、观察者、中介者、迭代器、访问者、备忘录、解释器等 11 种行为型模式。
# 2. 面向对象的七大设计原则
# 2.1 单一职责原则(Single Responsibility Principle, SRP)
类的职责要单一,不能将太多的职责放在一个类中
# 2.2 开闭原则(Open-Closed Principle, OCP)
软件实体对扩展是开放的,但对修改是关闭的,即在不修改一个软件实体的基础上去扩展其功能
# 2.3 里氏代换原则(Liskov Substitution Principle, LSP)
在软件系统中,一个可以接受基类对象的地方必然可以接受一个子类对象
# 2.4 依赖倒转原则(Dependency Inversion Principle, DIP)
要针对抽象层编程,而不要针对具体类编程
# 2.5 接口隔离原则(Interface Segregation Principle, ISP)
使用多个专门的接口来取代一个统一的接口
# 2.6 合成复用原则(Composite Reuse Principle, CRP)
在系统中应该尽量多使用组合和聚合关联关系,尽量少使用甚至不使用继承关系
# 2.7 迪米特法则(Law of Demeter, LoD)
一个软件实体对其他实体的引用越少越好,或者说如果两个类不必彼此直接通信,那么这两个类就不应当发生直接的相互作用,而是通过引入一个第三者发生间接交互
# 3. GoF的23种设计模式的功能
前面说明了 GoF 的 23 种设计模式的分类,现在对各个模式的功能进行介绍。
# 单例(Singleton)模式
某个类只能生成一个实例,该类提供了一个全局访问点供外部获取该实例,其拓展是有限多例模式。
# 原型(Prototype)模式
将一个对象作为原型,通过对其进行复制而克隆出多个和原型类似的新实例。
# 工厂方法(Factory Method)模式
定义一个用于创建产品的接口,由子类决定生产什么产品。
# 抽象工厂(AbstractFactory)模式
提供一个创建产品族的接口,其每个子类可以生产一系列相关的产品。
# 建造者(Builder)模式
将一个复杂对象分解成多个相对简单的部分,然后根据不同需要分别创建它们,最后构建成该复杂对象。
# 代理(Proxy)模式
为某对象提供一种代理以控制对该对象的访问。即客户端通过代理间接地访问该对象,从而限制、增强或修改该对象的一些特性。
# 适配器(Adapter)模式
将一个类的接口转换成客户希望的另外一个接口,使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的那些类能一起工作。
# 桥接(Bridge)模式
将抽象与实现分离,使它们可以独立变化。它是用组合关系代替继承关系来实现,从而降低了抽象和实现这两个可变维度的耦合度。
# 装饰(Decorator)模式
动态的给对象增加一些职责,即增加其额外的功能。
# 外观(Facade)模式
为多个复杂的子系统提供一个一致的接口,使这些子系统更加容易被访问。
# 享元(Flyweight)模式
运用共享技术来有效地支持大量细粒度对象的复用。
# 组合(Composite)模式
将对象组合成树状层次结构,使用户对单个对象和组合对象具有一致的访问性。
# 模板方法(TemplateMethod)模式
定义一个操作中的算法骨架,而将算法的一些步骤延迟到子类中,使得子类可以不改变该算法结构的情况下重定义该算法的某些特定步骤。
# 策略(Strategy)模式
定义了一系列算法,并将每个算法封装起来,使它们可以相互替换,且算法的改变不会影响使用算法的客户。
# 命令(Command)模式
将一个请求封装为一个对象,使发出请求的责任和执行请求的责任分割开。
# 职责链(Chain of Responsibility)模式
把请求从链中的一个对象传到下一个对象,直到请求被响应为止。通过这种方式去除对象之间的耦合。
# 状态(State)模式
允许一个对象在其内部状态发生改变时改变其行为能力。
# 观察者(Observer)模式
多个对象间存在一对多关系,当一个对象发生改变时,把这种改变通知给其他多个对象,从而影响其他对象的行为。
# 中介者(Mediator)模式
定义一个中介对象来简化原有对象之间的交互关系,降低系统中对象间的耦合度,使原有对象之间不必相互了解。
# 迭代器(Iterator)模式
提供一种方法来顺序访问聚合对象中的一系列数据,而不暴露聚合对象的内部表示。
# 访问者(Visitor)模式
在不改变集合元素的前提下,为一个集合中的每个元素提供多种访问方式,即每个元素有多个访问者对象访问。
# 备忘录(Memento)模式
在不破坏封装性的前提下,获取并保存一个对象的内部状态,以便以后恢复它。
# 解释器(Interpreter)模式
提供如何定义语言的文法,以及对语言句子的解释方法,即解释器。