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设计模式概述

1995 年,GoF(Gang of Four,四人组)合作出版了《设计模式:可复用面向对象软件的基础》一书,共收录了 23 种设计模式,从此树立了软件设计模式领域的里程碑,人称「GoF设计模式」。 这 23 种设计模式的本质是面向对象设计原则的实际运用,是对类的封装性、继承性和多态性,以及类的关联关系和组合关系的充分理解。

四人组.jpg

设计模式(Design Pattern)是前辈们对代码开发经验的总结,是解决特定问题的一系列套路。它不是语法规定,而是一套用来提高代码可复用性、可维护性、可读性、稳健性以及安全性的解决方案。

当然,软件设计模式只是一个引导,在实际的软件开发中,必须根据具体的需求来选择:

  • 对于简单的程序,可能写一个简单的算法要比引入某种设计模式更加容易;
  • 但是对于大型项目开发或者框架设计,用设计模式来组织代码显然更好。

设计模式分类及关键点

总体来说设计模式分为三大类: 设计模式分类

一、创建型模式,对象实例化的模式,创建型模式用于解耦对象的实例化过程。

  1. 单例模式(singleton):某个类只能有一个实例,提供一个全局的访问点。
  2. 工厂方法(factoryMethod):定义一个创建对象的接口,让子类决定实例化那个类。
  3. 抽象工厂(abstractFactory):创建相关或依赖对象的家族,而无需明确指定具体类。
  4. 建造者模式(builder):封装一个复杂对象的构建过程,并可以按步骤构造。
  5. 原型模式(prototype):通过复制现有的实例来创建新的实例。

二、结构型模式,把类或对象结合在一起形成一个更大的结构。

  1. 适配器模式(adapter):将一个类的方法接口转换成客户希望的另外一个接口。
  2. 组合模式(composite):将对象组合成树形结构以表示“”部分-整体“”的层次结构。
  3. 装饰模式(decorator):动态的给对象添加新的功能。
  4. 代理模式(proxy):为其他对象提供一个代理以便控制这个对象的访问。
  5. 亨元模式(flyweight):通过共享技术来有效的支持大量细粒度的对象。
  6. 外观模式(facade):对外提供一个统一的方法,来访问子系统中的一群接口。
  7. 桥接模式(bridge):将抽象部分和它的实现部分分离,使它们都可以独立的变化。

三、行为型模式,类和对象如何交互,及划分责任和算法。

  1. 模板模式(template):定义一个算法结构,而将一些步骤延迟到子类实现。
  2. 解释器模式(interpreter):给定一个语言,定义它的文法的一种表示,并定义一个解释器。
  3. 策略模式(strategy):定义一系列算法,把他们封装起来,并且使它们可以相互替换。
  4. 状态模式(state):允许一个对象在其对象内部状态改变时改变它的行为。
  5. 观察者模式(observer):对象间的一对多的依赖关系。
  6. 备忘录模式(memento):在不破坏封装的前提下,保持对象的内部状态。
  7. 中介者模式(mediator):用一个中介对象来封装一系列的对象交互。
  8. 命令模式(command):将命令请求封装为一个对象,使得可以用不同的请求来进行参数化。
  9. 访问者模式(visitor):在不改变数据结构的前提下,增加作用于一组对象元素的新功能。
  10. 责任链模式(chainOfResponsibility):将请求的发送者和接收者解耦,使的多个对象都有处理这个请求的机会。
  11. 迭代器模式(iterator):一种遍历访问聚合对象中各个元素的方法,不暴露该对象的内部结构。

设计模式的六大原则

总原则:开闭原则(Open Close Principle)

开闭原则就是说对扩展开放,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,而是要扩展原有代码,实现一个热插拔的效果。所以一句话概括就是:为了使程序的扩展性好,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等,后面的具体设计中我们会提到这点。

1.单一职责原则

不要存在多于一个导致类变更的原因,也就是说每个类应该实现单一的职责,如若不然,就应该把类拆分。

2.里氏替换原则(Liskov Substitution Principle)

里氏代换原则(Liskov Substitution Principle LSP)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,只有当衍生类可以替换掉基类,软件单位的功能不受到影响时,基类才能真正被复用,而衍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。 —— From Baidu 百科
里氏替换原则中,子类对父类的方法尽量不要重写和重载。因为父类代表了定义好的结构,通过这个规范的接口与外界交互,子类不应该随便破坏它。

3.依赖倒转原则(Dependence Inversion Principle)

这个是开闭原则的基础,具体内容:面向接口编程,依赖于抽象而不依赖于具体。写代码时用到具体类时,不与具体类交互,而与具体类的上层接口交互。

4.接口隔离原则(Interface Segregation Principle)

这个原则的意思是:每个接口中不存在子类用不到却必须实现的方法,如果不然,就要将接口拆分。使用多个隔离的接口,比使用单个接口(多个接口方法集合到一个的接口)要好。

5.迪米特法则(最少知道原则)(Demeter Principle)

就是说:一个类对自己依赖的类知道的越少越好。也就是说无论被依赖的类多么复杂,都应该将逻辑封装在方法的内部,通过public方法提供给外部。这样当被依赖的类变化时,才能最小的影响该类。 最少知道原则的另一个表达方式是:只与直接的朋友通信。类之间只要有耦合关系,就叫朋友关系。耦合分为依赖、关联、聚合、组合等。我们称出现为成员变量、方法参数、方法返回值中的类为直接朋友。局部变量、临时变量则不是直接的朋友。我们要求陌生的类不要作为局部变量出现在类中。

6.合成复用原则(Composite Reuse Principle)

原则是尽量首先使用合成/聚合的方式,而不是使用继承。


代码出处:
微信公众号:Java知音[Java_friends] 《设计模式》专栏中
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23种设计模式全面解析(超级详细)
23种设计模式全解析
JAVA设计模式总结之23种设计模式

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