【设计模式入门】设计模式概述

来源：互联网发布：华为软件测试招聘编辑：程序博客网时间：2024/05/22 17:47

设计模式的定义

设计模式（Design pattern）是一套被反复使用、多数人知晓的、经过分类编目的、代码设计经验的总结。
使用设计模式是为了可重用代码、让代码更容易被他人理解、保证代码可靠性。毫无疑问，设计模式于己于他人于系统都是多赢的；
设计模式使代码编制真正工程化；设计模式是软件工程的基石脉络，如同大厦的结构一样。
为什么使用设计模式呢？主要是为了代码复用，增加可维护性。

设计模式的六大原则

开闭原则（Open Closed Principle，OCP）
- 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，实现一个热插拔的效果。
- 即为了使程序的拓展性好，易于维护和升级。
里氏代换原则（Liskov Substitution Principle，LSP）
- 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即类，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。
依赖倒转原则（Dependency Inversion Principle，DIP）
开闭原则的基础，具体内容：真对接口变成，依赖于抽象而不依赖与具体。
接口隔离原则（Interface Segregation Principle，ISP）
- 使用多个隔离的接口，比使用单个接口更好。还是一个降低类之间的耦合度的意思。从这我们看出，其实设计模式就是一个软件的设计思想，
- 从大型软件架构出发，为了升级和维护方便。所以上文中多次出现：降低依赖，降低耦合。
迪米特法则（最少知道原则）（Demeter Principle，PLK）
- 一个实体应当尽量少的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。
合成/聚合复用原则（Composite/Aggregate Reuse Principle，CARP）
- 尽量使用合成/聚合的方式，而不是使用继承。

注：设计模式就是实现了这些原则，从而达到了代码复用、增加可维护性的目的。

23种模式的分类

1.创建型模式（5种）

Singleton（单例模式）：保证一个类仅有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点。单例模式是最简单的设计模式之一，但有线程安全的问题。
Factory Method（工厂模式）：定义一个用于创建对象的接口，让子类决定将哪一个类实例化。Factory Method使一个类的实例化延迟到其子类。
Abstract Factory（抽象工厂模式）：提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口，而无需指定它们具体的类。
Builder（建造者模式）：将一个复杂对象的构建与它的表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。
Prototype（原型模式）：用原型实例指定创建对象的种类，并且通过拷贝这个原型来创建新的对象。

2.结构型模式（七种）

适配器模式、装饰器模式、代理模式、外观模式、桥接模式、组合模式、享元模式。

Adapter（适配器模式）：将一个类的接口转换成客户希望的另外一个接口。Adapter模式使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的那些类可以一起工作。
Bridge（桥接模式）：将抽象部分与它的实现部分分离，使它们都可以独立地变化。
Composite（组合模式）：将对象组合成树形结构以表示“部分-整体”的层次结构。它使得客户对单个对象和复合对象的使用具有一致性。
Decorator（装饰器模式）：动态地给一个对象添加一些额外的职责。就扩展功能而言，它比生成子类方式更为灵活。
Facade（外观模式）：为子系统中的一组接口提供一个一致的界面，Facade模式定义了一个高层接口，这个接口使得这一子系统更加容易使用。
Proxy（代理模式）：为其他对象提供一个代理以控制对这个对象的访问。
Flyweight（享元模式）：运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象。

3.行为型模式（十一种）

Chain of Responsibility（责任链模式）：为解除请求的发送者和接收者之间耦合，而使多个对象都有机会处理这个请求。将这些对象连成一条链，并沿着这条链传递该请求，直到有一个对象处理它。
Command（命令模式）：将一个请求封装为一个对象，从而使你可用不同的请求对客户进行参数化；对请求排队或记录请求日志，以及支持可取消的操作。
Interpreter（解析器模式）：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, 该解释器使用该表示来解释语言中的句子。
Iterator（迭代器模式）：提供一种方法顺序访问一个聚合对象中各个元素，而又不需暴露该对象的内部表示。
Mediator（中介模式）：用一个中介对象来封装一系列的对象交互。中介者使各对象不需要显式地相互引用，从而使其耦合松散，而且可以独立地改变它们之间的交互。
Memento（备忘录模式）：在不破坏封装性的前提下，捕获一个对象的内部状态，并在该对象之外保存这个状态。这样以后就可将该对象恢复到保存的状态。
Observer（观察者模式）：定义对象间的一种一对多的依赖关系,以便当一个对象的状态发生改变时,所有依赖于它的对象都得到通知并自动刷新。
State（状态模式）：允许一个对象在其内部状态改变时改变它的行为。对象看起来似乎修改了它所属的类。
Strategy（策略模式）：定义一系列的算法,把它们一个个封装起来, 并且使它们可相互替换。本模式使得算法的变化可独立于使用它的客户。
Template Method（模板方法模式）：定义一个操作中的算法的骨架，而将一些步骤延迟到子类中。Template Method使得子类可以不改变一个算法的结构即可重定义该算法的某些特定步骤。
Visitor（访问者模式）：表示一个作用于某对象结构中的各元素的操作。它使你可以在不改变各元素的类的前提下定义作用于这些元素的新操作。

设计模式的优点

设计模式融合了众多专家的经验，并以一种标准的形式供广大开发人员所用，它提供了一套通用的设计词汇和一种通用的语言以方便开发人员之间沟通和交流，使得设计方案更加通俗易懂。对于使用不同编程语言的开发和设计人员可以通过设计模式来交流系统设计方案，每一个模式都对应一个标准的解决方案，设计模式可以降低开发人员理解系统的复杂度。
设计模式使人们可以更加简单方便地复用成功的设计和体系结构，将已证实的技术表述成设计模式也会使新系统开发者更加容易理解其设计思路。设计模式使得重用成功的设计更加容易，并避免那些导致不可重用的设计方案。
设计模式使得设计方案更加灵活，且易于修改。
设计模式的使用将提高软件系统的开发效率和软件质量，且在一定程度上节约设计成本。
设计模式有助于初学者更深入地理解面向对象思想，一方面可以帮助初学者更加方便地阅读和学习现有类库与其他系统中的源代码，另一方面还可以提高软件的设计水平和代码质量。