设计模式理论基础

• 六大原则

    1、单一职责原则

    在模块化的程序设计中 (不局限于面向对象编程思想)，尽量使得一个类只负责一项职责，其逻辑肯定比负责多项职责要简单得多。这样做的好处是可以提高类的可读性，提高系统的可维护性，特别体现在修改一个功能时，可以显著降低对其他功能的影响。

        

    2、里氏替换原则

    子类可以扩展父类的功能，但尽量不要改变父类原有的功能，这体现在以下四个方面：

    1) 子类可以实现父类的抽象方法，但不能覆盖父类的非抽象方法。

    2) 子类可以增加自己特有的方法。

    3) 当子类的方法重载父类的方法时，方法的前置条件(即方法的形参)要比父类方法的输入参数更宽松。

    4) 当子类的方法实现父类的抽象方法时，方法的后置条件(即方法的返回值)要比父类更严格。

    遵循里氏替换原则，可以维护程序稳定的继承体系。

    3、依赖倒置原则

    核心思想是面向接口编程，其基于这样一个事实：相对于细节的多变性，抽象的东西要稳定得多。

    在实际编程中，遵循依赖倒置原则要做到以下三点：

    1) 低层模块尽量都要有抽象类或接口，或者两者都有。

    2) 变量的声明类型尽量是抽象类或接口。

    3) 使用继承时遵循里氏替换原则。

    4、接口隔离原则

    接口是设计时对外部设定的契约，避免定义庞大臃肿的接口，尽量细化接口，接口中的方法尽量少，可以预防外来变更的扩散，提高系统的灵活性和可维护性。

    接口隔离原则和单一职责原则的区别：

    其一、单一职责原则注重的是职责；而接口隔离原则注重对接口依赖的隔离。

    其二、单一职责原则主要是约束类，其次才是接口和方法，它针对的是程序中的实现和细节；而接口隔离原则主要约束接口，针对抽象，针对程序整体框架的构建。

    

    采用接口隔离原则要注意以下三点：

    1) 接口尽量小，但要有限度，如果过于细化接口，会造成接口数量过多，使设计复杂化。

    2) 专注地为一个模块提供定制服务，建立最小的依赖关系。

    3) 提高内聚，减少对外交互。

    

    5、迪米特法则

    又叫最少知道原则，降低类之间的耦合，可以减少类之间的相互影响，提高代码复用率。

    遵循迪米特法则的要点是只与直接的“朋友”通信，这里的“朋友”指的是对象间的耦合关系，耦合的方式主要有依赖、关联、组合、聚合等。其中，出现在成员变量、方法参数、方法返回值中的类为直接的朋友，而出现在局部变量中的类则不是直接的朋友。也就是说，陌生的类最好不要作为局部变量出现在类的内部。

    迪米特法则的确可以降低类之间的耦合，避免了与非直接的类通信，但是要通信，必然会建立一个“中介”来发生联系，过分的使用迪米特法则会产生大量这样的“中介”和传递类，增加系统复杂度，所以采用迪米特法则时，要反复权衡，做到结构清晰，高内聚低耦合。

    6、开闭原则

    软件实体如类、模块、函数应该对扩展开放，对修改关闭，这样避免了修改旧代码，减少了代码重构。

    开闭原则主要体现在对以上5大原则的正确遵守上。

    总结：

    单一职责原则强调实现类要职责单一；

    里氏替换原则强调不要破坏继承体系；

    依赖倒置原则强调面向接口编程；

    接口隔离原则强调接口要精简单一；

    迪米特法则强调解耦；

    开闭原则强调对扩展开放，对修改关闭。

    设计模式的六大原则无需刻板的遵守，而是要根据实际情况灵活运用。对它们的遵守程度只要在一个合理的范围内，都算是良好的设计。

• 模式简介：

Christopher Alexander 说过：“每一个模式描述了一个在我们周围不断重复发生的问题，以及该问题的解决方案的核心。这样，你就能一次又一次地使用该方案而不必做重复劳动”。

模式描述为：在一定环境中解决某一问题的方案，包括三个基本元素：问题，解决方案和环境。

创建模式、 结构模式、 行为模式

创建模式：对类的实例化过程的抽象。一些系统在创建对象时，需要动态地决定怎样创建对象，创建哪些对象，以及如何组合和表示这些对象。创建模式描述了怎样封装这些动态的决定。包含类的创建模式和对象的创建构造和模式。

结构模式：描述如何将类或对象结合在一起形成更大的结构。分为类的结构模式和对象的结构模式。类的结构模式使用继承把类，接口等组合在一起，以形成更大的结构。类的结构模式是静态的。对象的结构模式描述怎样把各种不同类型的对象组合在一起，以实现新的功能的方法。对象的结构模式是动态的。

行为模式：对在不同的对象之间划分责任和算法的抽象化。不仅仅是关于类和对象的，并是关于他们之间的相互作用。类的行为模式使用继承关系在几个类之间分配行为。对象的行为模式则使用对象的聚合来分配行为。

设计模式使用排行：

频率

所属类型

模式名称

模式

简单定义

5

创建型

Singleton

单件

保证一个类只有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点。

5

结构型

Composite

组合模式

将对象组合成树形结构以表示部分整体的关系，Composite使得用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性。

5

结构型

FACADE

外观

为子系统中的一组接口提供一致的界面，facade提供了一高层接口，这个接口使得子系统更容易使用。

5

结构型

Proxy

代理

为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问

5

行为型

Iterator

迭代器

提供一个方法顺序访问一个聚合对象的各个元素，而又不需要暴露该对象的内部表示。

5

行为型

Observer

观察者

定义对象间一对多的依赖关系，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自动更新。

5

行为型

Template Method

模板方法

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以重定义该算法得某些特定步骤。

4

创建型

Abstract Factory

抽象工厂

提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口，而无须指定它们的具体类。

4

创建型

Factory Method

工厂方法

定义一个用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类，Factory Method使一个类的实例化延迟到了子类。

4

结构型

Adapter

适配器

将一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那些类可以一起工作。

4

结构型

Decorator

装饰

动态地给一个对象增加一些额外的职责，就增加的功能来说，Decorator模式相比生成子类更加灵活。

4

行为型

Command

命令

将一个请求封装为一个对象，从而使你可以用不同的请求对客户进行参数化，对请求排队和记录请求日志，以及支持可撤销的操作。

4

行为型

State

状态

允许对象在其内部状态改变时改变他的行为。对象看起来似乎改变了他的类。

4

行为型

Strategy

策略模式

定义一系列的算法，把他们一个个封装起来，并使他们可以互相替换，本模式使得算法可以独立于使用它们的客户。

3

创建型

Builder

生成器

将一个复杂对象的构建与他的表示相分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。

3

结构型

Bridge

桥接

将抽象部分与它的实现部分相分离，使他们可以独立的变化。

3

行为型

Chain of Responsibility

职责链

使多个对象都有机会处理请求，从而避免请求的送发者和接收者之间的耦合关系

2

创建型

Prototype

原型

用原型实例指定创建对象的种类，并且通过拷贝这些原型来创建新的对象。

2

结构型

Flyweight

享元

享元模式以共享的方式高效的支持大量的细粒度对象。享元模式能做到共享的关键是区分内蕴状态和外蕴状态。内蕴状态存储在享元内部，不会随环境的改变而有所不同。外蕴状态是随环境的改变而改变的。

2

行为型

Mediator

中介者

用一个中介对象封装一些列的对象交互。

2

行为型

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类的前提下定义作用于这个元素的新操作。

1

行为型

Interpreter

解释器

给定一个语言，定义他的文法的一个表示，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。

1

行为型

Memento

备忘录

在不破坏对象的前提下，捕获一个对象的内部状态，并在该对象之外保存这个状态。