【Design Patterns】（1）概述

设计模式 -- 概述

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2019-07-17  22:43:32  by冲冲

1. 简介

① 设计模式 是软件开发人员在软件开发过程中，针对一般问题的最佳解决方案，该方案能够被程序员反复应用于解决类似问题。

② 1994年，由 Erich Gamma、Richard Helm、Ralph Johnson 和 John Vlissides 四人（合称 GOF）合著出版了一本名为 Design Patterns - Elements of Reusable Object-Oriented Software（中文译名：设计模式 - 可复用的面向对象软件元素）的书，该书首次提到了软件开发中设计模式的概念。他们所提出的设计模式基于两点面向对象设计原则：其一，对接口编程而不是对实现编程。其二，优先使用对象组合而不是继承。

2. 类型

（1）GOF设计模式共有23种，具体分为3类，包括有：创建型模式（Creational Patterns）、结构型模式（Structural Patterns）、行为型模式（Behavioral Patterns）。需要另外学习的设计模式还有：J2EE 设计模式。

（2）分类与描述

① 创建型模式
这些设计模式提供了一种在创建对象的同时隐藏创建逻辑的方式，而不是使用 new 运算符直接实例化对象。这使得程序在判断针对某个给定实例需要创建哪些对象时更加灵活。

• 工厂模式（Factory Pattern）
• 抽象工厂模式（Abstract Factory Pattern）
• 单例模式（Singleton Pattern）
• 建造者模式（Builder Pattern）
• 原型模式（Prototype Pattern）

② 结构型模式
这些设计模式关注类和对象的组合。继承的概念被用来组合接口和定义组合对象获得新功能的方式。

• 适配器模式（Adapter Pattern）
• 桥接模式（Bridge Pattern）
• 过滤器模式（Filter、Criteria Pattern）
• 组合模式（Composite Pattern）
• 装饰器模式（Decorator Pattern）
• 外观模式（Facade Pattern）
• 享元模式（Flyweight Pattern）
• 代理模式（Proxy Pattern）

③ 行为型模式
这些设计模式特别关注对象之间的通信。

• 责任链模式（Chain of Responsibility Pattern）
• 命令模式（Command Pattern）
• 解释器模式（Interpreter Pattern）
• 迭代器模式（Iterator Pattern）
• 中介者模式（Mediator Pattern）
• 备忘录模式（Memento Pattern）
• 观察者模式（Observer Pattern）
• 状态模式（State Pattern）
• 空对象模式（Null Object Pattern）
• 策略模式（Strategy Pattern）
• 模板模式（Template Pattern）
• 访问者模式（Visitor Pattern）

④ J2EE 模式
这些设计模式特别关注表示层。这些模式是由 Sun Java Center 鉴定的。

• MVC 模式（MVC Pattern）
• 业务代表模式（Business Delegate Pattern）
• 组合实体模式（Composite Entity Pattern）
• 数据访问对象模式（Data Access Object Pattern）
• 前端控制器模式（Front Controller Pattern）
• 拦截过滤器模式（Intercepting Filter Pattern）
• 服务定位器模式（Service Locator Pattern）
• 传输对象模式（Transfer Object Pattern）

（3）联系

3. 设计模式的六大原则

① 开闭原则（Open Close Principle）

开闭原则的意思是：对扩展开放，对修改关闭。在程序需要进行拓展的时候，不能去修改原有的代码，实现一个热插拔的效果。简言之，是为了提高程序的扩展性，易于维护和升级。想要达到这样的效果，我们需要使用接口和抽象类，后面的具体设计中我们会提到这点。

② 里氏代换原则（Liskov Substitution Principle）

里氏代换原则是面向对象设计的基本原则之一。 里氏代换原则中说，任何基类可以出现的地方，子类一定可以出现。LSP 是继承复用的基石，只有当派生类可以替换掉基类，且软件单位的功能不受到影响时，基类才能真正被复用，而派生类也能够在基类的基础上增加新的行为。里氏代换原则是对开闭原则的补充。实现开闭原则的关键步骤就是抽象化，而基类与子类的继承关系就是抽象化的具体实现，所以里氏代换原则是对实现抽象化的具体步骤的规范。

③ 依赖倒转原则（Dependence Inversion Principle）

这个原则是开闭原则的基础，具体内容：针对接口编程，依赖于抽象而不依赖于具体。

④ 接口隔离原则（Interface Segregation Principle）

这个原则的意思是：使用多个隔离的接口，比使用单个接口要好。它还有另外一个意思是：降低类之间的耦合度。由此可见，其实设计模式就是从大型软件架构出发、便于升级和维护的软件设计思想，它强调降低依赖，降低耦合。

⑤ 迪米特法则，又称最少知道原则（Demeter Principle）

最少知道原则是指：一个实体应当尽量少地与其他实体之间发生相互作用，使得系统功能模块相对独立。

⑥ 合成复用原则（Composite Reuse Principle）

合成复用原则是指：尽量使用合成/聚合的方式，而不是使用继承。

4. 设计模式类型事例

① 创建型模式

FACTORY？加工工厂：给它“M4A1”，它给你产把警枪，给它“AK47”，你就端了把匪枪。CS里买枪的程序一定是用这个模式的。

BUILDER？生产流水线：以前是手工业作坊式的人工单个单个的生产零件然后一步一步组装做，好比有了工业革命，现在都由生产流水线代替了。如要造丰田汽车，先制定汽车的构造如由车胎、方向盘、发动机组成。再以此构造标准生产丰田汽车的车胎、方向盘、发动机。然后进行组装。最后得到丰田汽车。

PROTOTYPE？印刷术的发明：以前只能临贴抄写费时费力，效率极低，有了印刷术，突突的。

SINGLETON？确保唯一：不是靠new的，是靠instance的，而且要instance地全世界就这么一个实例(这可怜的类，也配叫“类”)。 看SingleTon类代码。

② 结构型模式

ADAPTER？翻译官：胡哥只会汉语，布什只会美语，翻译官既通汉又通美，Adapter了 。

DECORATOR？装饰：名字可以标识一个人，为了表示对一个人的尊重，一般会称其为“尊敬的”，有了装饰，好看多了。

BRIDGE？白马非马：马之颜色有黑白，马之性别有公母。我们说"这是马"太抽象，说"这是黑色的公马"又太死板，只有将颜色与性别和马动态组合，"这是（黑色的或白色的）（公或母）马"才显得灵活而飘逸，如此bridge模式精髓得矣。

COMPOSITE？大家族：子又生孙，孙又生子，子子孙孙，无穷尽也，将众多纷杂的人口组织成一个按辈分排列的大家族即是此模式的实现。

FACADE？求同存异：高中毕业需读初中和高中，博士也需读初中和高中，因此国家将初中和高中普及成九年制义务教育。

FLYWEIGHT？一劳永逸：认识三千汉字，可以应付日常读书与写字，可见头脑中存在这个汉字库的重要。

PROXY？垂帘听政：犹如清朝康熙年间的四大府臣，很多权利不在皇帝手里，必须通过辅佐大臣去办。

③ 行为型模式

CHAIN OF RESPONSIBLEITY？租房：以前为了找房到处打听，效率低且找不到好的房源。现在有了房屋中介，于是向房屋中介提出租房请求，中介提供一个合适的房源，满意则不再请求，不满意继续看房，直到满意为止。

COMMAND？借刀杀人：以前是想杀谁就杀，但一段时间后领悟到，长此以往必将结仇太多，于是假手他人，挑拨他人之间的关系从而达到自己的目的。

INTERPRETER？文言文注释：一段文言文，将它翻译成白话文。

ITERATOR？赶尽杀绝：一个一个的搜索，绝不放掉一个。

MEDIATOR？三角债：本来千头万绪的债务关系，忽出来一中介，包揽其一切，于是三角关系变成了独立的三方找第四方中介的关系。

MEMENTO？有福同享：我有多少，你就有多少。

OBSERVER？看守者：一旦被看守者有什么异常情况，定会及时做出反应。

STATE？进出自由：如一扇门，能进能出，如果有很多人随时进进出出必定显得杂乱而安全，如今设一保安限制其进出，如此各人进出才显得规范。

STRATEGY？久病成良医：如人生病可以有各种症状，但经过长期摸索，就可以总结出感冒、肺病、肝炎等几种。

TEMPLATE METHOD？理论不一定要实践：教练的学生会游泳就行了，至于教练会不会则无关紧要。

VISITOR？依法治罪：因张三杀人要被处死，李四偷窃要被罚款。由此势必制定处罚制度，故制定法律写明杀人、放火、偷窃等罪要受什么处罚，经通过后须变动要小。今后有人犯罪不管是谁，按共条例处罚即是，这就是访问者模式诞生的全过程。

参考：

https://www.runoob.com/design-pattern/design-pattern-intro.html