設計模式與23種設計模式的簡單介紹
設計模式(design pattern)是對軟件設計中普遍存在的各種問題,所提出的解決方案。設計模式並不是固定的一套代碼,而是針對某一特定問題的具體解決思路與方案。可以認為是一種最佳實踐,因為他是無數軟件開發人員經過長時間的實踐總結出來的。
提到設計模式不得不提《設計模式:可復用面向對象軟件的基礎》(Design Patterns – Elements of Reusable Object-Oriented Software) 一書。這本書由著名的四人幫——GoF(Gang of Four)編寫,其中總結了23種設計模式,並將他們分成幾個大類。
設計模式的六大原則
1、開閉原則(Open Close Principle)
開閉原則就是說對擴展開放,對修改關閉。在程序需要進行拓展的時候,不能去修改原有的代碼,實現一個熱插拔的效果。所以一句話概括就是:為了使程序的擴展性好,易於維護和升級。想要達到這樣的效果,我們需要使用接口和抽象類,后面的具體設計中我們會提到這點。
2、里氏代換原則(Liskov Substitution Principle)
里氏代換原則(Liskov Substitution Principle LSP)面向對象設計的基本原則之一。 里氏代換原則中說,任何基類可以出現的地方,子類一定可以出現。 LSP是繼承復用的基石,只有當衍生類可以替換掉基類,軟件單位的功能不受到影響時,基類才能真正被復用,而衍生類也能夠在基類的基礎上增加新的行為。里氏代換原則是對“開-閉”原則的補充。實現“開-閉”原則的關鍵步驟就是抽象化。而基類與子類的繼承關系就是抽象化的具體實現,所以里氏代換原則是對實現抽象化的具體步驟的規范。
3、依賴倒轉原則(Dependence Inversion Principle)
這個是開閉原則的基礎,具體內容:針對接口編程,依賴於抽象而不依賴於具體。
4、接口隔離原則(Interface Segregation Principle)
這個原則的意思是:使用多個隔離的接口,比使用單個接口要好。還是一個降低類之間的耦合度的意思,從這兒我們看出,其實設計模式就是一個軟件的設計思想,從大型軟件架構出發,為了升級和維護方便。所以上文中多次出現:降低依賴,降低耦合。
5、迪米特法則(最少知道原則)(Demeter Principle)
為什么叫最少知道原則,就是說:一個實體應當盡量少的與其他實體之間發生相互作用,使得系統功能模塊相對獨立。
6、合成復用原則(Composite Reuse Principle)
合成復用原則是盡量使用合成/聚合的方式,而不是使用繼承。
其中前四種也是面向對象的四個基本原則。
設計模式分類
設計模式分為三種類型,共23種。
創建型模式:單例模式、抽象工廠模式、建造者模式、工廠模式、原型模式。
結構型模式:適配器模式、橋接模式、裝飾模式、組合模式、外觀模式、享元模式、代理模式。
行為型模式:模版方法模式、命令模式、迭代器模式、觀察者模式、中介者模式、備忘錄模式、解釋器模式(Interpreter模式)、狀態模式、策略模式、職責鏈模式(責任鏈模式)、訪問者模式。
23種設計模式簡單介紹
按字典序排列簡介如下。
Abstract Factory(抽象工廠模式):提供一個創建一系列相關或相互依賴對象的接口,而無需指定它們具體的類。
Adapter(適配器模式):將一個類的接口轉換成客戶希望的另外一個接口。Adapter模式使得原本由於接口不兼容而不能一起工作的那些類可以一起工作。
Bridge(橋接模式):將抽象部分與它的實現部分分離,使它們都可以獨立地變化。
Builder(建造者模式):將一個復雜對象的構建與它的表示分離,使得同樣的構建過程可以創建不同的表示。
Chain of Responsibility(責任鏈模式):為解除請求的發送者和接收者之間耦合,而使多個對象都有機會處理這個請求。將這些對象連成一條鏈,並沿着這條鏈傳遞該請求,直到有一個對象處理它。
Command(命令模式):將一個請求封裝為一個對象,從而使你可用不同的請求對客戶進行參數化;對請求排隊或記錄請求日志,以及支持可取消的操作。
Composite(組合模式):將對象組合成樹形結構以表示“部分-整體”的層次結構。它使得客戶對單個對象和復合對象的使用具有一致性。
Decorator(裝飾模式):動態地給一個對象添加一些額外的職責。就擴展功能而言, 它比生成子類方式更為靈活。
Facade(外觀模式):為子系統中的一組接口提供一個一致的界面,Facade模式定義了一個高層接口,這個接口使得這一子系統更加容易使用。
Factory Method(工廠模式):定義一個用於創建對象的接口,讓子類決定將哪一個類實例化。Factory Method使一個類的實例化延遲到其子類。
Flyweight(享元模式):運用共享技術有效地支持大量細粒度的對象。
Interpreter(解析器模式):給定一個語言, 定義它的文法的一種表示,並定義一個解釋器, 該解釋器使用該表示來解釋語言中的句子。
Iterator(迭代器模式):提供一種方法順序訪問一個聚合對象中各個元素,而又不需暴露該對象的內部表示。
Mediator(中介模式):用一個中介對象來封裝一系列的對象交互。中介者使各對象不需要顯式地相互引用,從而使其耦合松散,而且可以獨立地改變它們之間的交互。
Memento(備忘錄模式):在不破壞封裝性的前提下,捕獲一個對象的內部狀態,並在該對象之外保存這個狀態。這樣以后就可將該對象恢復到保存的狀態。
Observer(觀察者模式):定義對象間的一種一對多的依賴關系,以便當一個對象的狀態發生改變時,所有依賴於它的對象都得到通知並自動刷新。
Prototype(原型模式):用原型實例指定創建對象的種類,並且通過拷貝這個原型來創建新的對象。
Proxy(代理模式):為其他對象提供一個代理以控制對這個對象的訪問。
Singleton(單例模式):保證一個類僅有一個實例,並提供一個訪問它的全局訪問點。 單例模式是最簡單的設計模式之一,但是對於Java的開發者來說,它卻有很多缺陷。在九月的專欄中,David Geary探討了單例模式以及在面對多線程(multi-threading)、類裝載器(class loaders)和序列化(serialization)時如何處理這些缺陷。 State(狀態模式):允許一個對象在其內部狀態改變時改變它的行為。對象看起來似乎修改了它所屬的類。
Strategy(策略模式):定義一系列的算法,把它們一個個封裝起來, 並且使它們可相互替換。本模式使得算法的變化可獨立於使用它的客戶。
Template Method(模板方法模式):定義一個操作中的算法的骨架,而將一些步驟延遲到子類中。Template Method使得子類可以不改變一個算法的結構即可重定義該算法的某些特定步驟。
Visitor(訪問者模式):表示一個作用於某對象結構中的各元素的操作。它使你可以在不改變各元素的類的前提下定義作用於這些元素的新操作。