设计模式-行为型模式的要点/结构/适用范围

序言

通过这篇文章总结行为型模式的要点、结构和适用范围。接下来会就具体每一种设计模式进行学习。

行为型模式的分类

职责链模式

命令模式

解释器模式

迭代器模式

中介者模式/调停者模式

备忘录模式

观察者模式

状态模式

策略模式

模板方法模式

访问者模式

1. 职责链模式

• 结构
  
  

责任链模式示意图

一个典型的对象结构

• 举例

  喝酒时通过成语接龙决定谁喝酒(马到成功－功不可没－没完没了)

• 要点

  • 使多个对象都有机会处理请求，从而避免请求的发送者和接收者之间的耦合关系。将这些对象连成一条链，并沿着这条链传递该请求，知道有一个对象处理它为止。

• 适用范围

  • 有多个的对象可以处理一个请求，哪个对象处理该请求运行时刻自动确定。

  • 你想在不明确指定接收者的情况下，向多个对象中的一个提交一个请求。

  • 可处理一个请求的对象集合应被动态指定。

2. 命令模式

• 结构
  
  

命令模式示意图

• 举例

  开关与电灯（请求发送者：开关；命令对象：电线，封装发送者的请求；接收者：电灯）

  上网IE输入 http地址 发送命令

• 要点

  • 把一个请求或者操作封装到一个对象中。把发出命令的责任和执行命令的责任分割开，委派给不同的对象。命令模式允许请求的一方和发送的一方独立开来，使得请求的一方不必知道接收请求的一方的接口，更不必知道请求是怎么被接收，以及操作是否执行，何时被执行以及是怎么被执行的。

  • 对请求排队或记录请求日志，以及支持可撤销的操作。

• 适用范围

  • 抽象出待执行的动作以参数化某对象，可用过程语言中的回调函数表达这种参数化机制。即函数先在某处注册，而它将在稍后某个需要的时候被调用。命令模式是回调机制的一个面向对象的替代品。

  • 在不同的时刻指定、排列和执行请求。

  • 支持取消操作。

  • 支持修改日志，这样系统崩溃时，这些修改可以被重做一遍。

  • 用构建在原语操作上的高层操作构造一个系统。

3. 解释器模式

• 结构
  
  

解释器模式示意图

• 举例

  编译原理之编译器

  文言文注释：一段文言文，将它翻译成白话文

• 要点

  • 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，这个解释器使用该表示来解释语言中的句子。

• 适用范围
  当有一个语言需要解释执行，并且你可将该语言中的句子表示为一个抽象语法树时，可使用解释器模式。

  • 该文法简单对于复杂的文法，文法的类层次变得庞大而无法管理。此时语法分析程序生成器这样的工具是更好的选择。

  • 效率不是一个关键问题最高效的解释器通常不是通过直接解释语法分析树实现的，而是首先将它们转换成另一种形式。

4. 迭代器模式

• 结构
  
  

迭代器模式示意图

• 举例

  查询数据库，返回结果集（map， list， set）

  遍历一个容器对象时（比如电视机遥控器调台）

• 要点

  • 提供一种非那个发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。

• 适用范围

  • 访问一个聚合对象的内容而无需暴露它的内部表示。

  • 支持对聚合对象的多种遍历。

  • 为遍历不同的聚合结构提供一个统一的接口（即支持多态迭代）。

5. 中介者模式

• 结构
  
  

中介者模式示意图

• 举例

  法院和原告，被告的关系

• 要点

  • 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示地相互作用，从而使其耦合松散，而且可以独立地改变它们之间的交互。

• 适用范围

  • 一组对象以定义良好但是复杂的方式进行通信。产生的相互依赖关系结构混乱且难以理解。

  • 一个对象引用其他很多对象并且直接与这些对象通信，导致难以复用该对象。

  • 想定制一个分布在多个类中的行为，而又不想生成太多的子类。

6. 备忘录模式

• 结构
  
  

备忘录模式示意图

• 举例

  备份系统时使用

• 要点

  • 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。这样以后就可以将该对象恢复到原先保存的状态。

  • 涉及到角色主要有三个：发起人角色，备忘录角色和负责人角色。

• 适用范围

  • 必须保存一个对象在某一个时刻的（部分）状态，这样以后需要时它才能恢复到先前的状态。

  • 如果一个用接口来让其它对象直接得到这些状态，将会暴露对象的实现细节并破坏对象的封装性。

7. 观察者模式

• 结构
  
  

观察者模式示意图

• 举例

  公司邮件系统[e-mail]的应用。当公司员工向这个邮箱发邮件时会发给公司的每一个员工。如果设置了Outlook则会及时收到通知。

• 要点

  • 定义对象间的一种一对多的依赖关系，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被自动更新。

• 适用范围

  • 当一个抽象模型有两个方面，其中一个方面依赖于另一个方面。将这二者封装在独立的对象中以使它们可以各自独立地改变和复用。

  • 当对一个对象的改变需要同时改变其他对象，而不知道具体有多少对象有待改变。

  • 当一个对象必须通知其它对象，而它又不能假定其他对象是谁。换言之，你不希望这些对象是紧密耦合的。

8. 状态模式

• 结构
  
  

状态模式示意图

• 举例

  游戏角色的升级

  人心情不同时表现不同有不同的行为

  编钟

  登录login logout

• 要点

  • 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的类。

• 适用范围

  • 一个对象的行为取决于它的状态，并且必须在运行时刻根据状态改变它的行为。

  • 一个操作中含有庞大的多分支的条件语句，且这些分支依赖于该对象的状态。这个状态通常用一个或多个枚举常量表示。

    • 通常，有多个操作包含这一相同的条件结构，状态模式将每一个分支放入一个独立的类中，这使得你可以根据对象自身的情况将对象的状态作为一个对象，这一对象可以不依赖于其他对象而独立变化。

9. 策略模式

• 结构
  
  

策略模式示意图

• 举例

  电影票打折方案

  图书销售，不同书本折扣算法

  QQ使用外挂。客户端是人，抽象类是外挂，具体是策略

• 要点

  • 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。本模式使得算法可独立于使用它的客户而变化。

  • 策略模式，将算法的定义和使用分离。

• 适用范围

  • 许多相关的类仅仅是行为有异。“策略”提供了一个用多个行为中的一个行为来配置一个类的方法。

  • 需要使用一个算法的不同变体。例如，你可能会定义一些反映不同的空间/时间权衡的算法。当这些变体实现为一个算法的类层次时，可以使用策略模式。

  • 算法使用客户不应该知道的数据。可使用策略模式以避免暴露复杂的、与算法相关的数据结构。

  • 一个类定义了多种行为，并且这些行为在这个类的操作中以多个条件语句的形式出现。将相关的条件分支移入它们各自的策略类中以代替这些条件语句。

10. 模板方法模式

• 结构
  
  

模板方法模式示意图

• 举例

  使用网页设计时使用的模板架构网页（骨架） 算法的各个逻辑系统

  银行不同利息计算模块

• 要点

  • 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。模板方法模式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。

• 适用范围

  • 一次性实现一个算法的不变的部分，并将可变的行为留给子类来实现。

  • 各子类中公共的行为应被提取出来并集中到一个公共父类中以避免代码重复。

  • 控制子类扩展。模板方法只在特定点进行扩展。

11. 访问者模式

• 结构
  
  

访问者模式示意图

• 举例

  账本：收入和支出。老板、会计、财务主管查看账本的目的和行为不同。

• 要点

  • 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域这些元素的新操作。

  • 访问者模式使得增加新的操作很容易，就是增加一个新的访问者类。

• 适用范围

  • 一个类对象结构包含很多类对象，它们有不同的接口，而你想对这些对象实施一些依赖于其具体类的操作。

  • 需要对一个对象结构中的对象进行很多不同的并且不相关的操作，而你想避免让这些操作“污染”这些对象的类。

    • 访问者模式使得你可以将相关的操作集中起来定义在一个类中，当该对戏那个结构被很多应用共享时，用访问者模式让每个应用仅包含需要用到的操作。

  • 定义对象结构的类很少改变，但经常需要在此结构上定义新的操作。改变对象结构类需要重定义对所有访问者的接口，这可能需要很大的代价。如果对象结构类经常改变，那么可能还是在这些类中定义这些操作较好。

Acknowledgements:
http://blog.csdn.net/mr_rog/article/details/41456373
http://blog.csdn.net/LoveLion/article/details/17517213
http://blog.csdn.net/feixiaoxing/article/details/7294900

2017.08.21