01-设计模式简介

Posted 2021-09-04 谭继全

1 设计模式简单介绍

1.1 经典面试题

在实际开发过程中，我们可能会用到设计模式；在追踪项目源码时，我们也可能会遇到框架源码会用到设计模式；在面试中也可能会被问到设计模式的问题。比如以下问题

1. 有请使用 UML 类图画出原型模式核心角色
2. 原型设计模式的深拷贝和浅拷贝是什么，并写出深拷贝的两种方式的源码(重写 clone 方法实现深拷贝、使用序列化来实现深拷贝)

3. 在 Spring 框架中哪里使用到原型模式，并对源码进行分析

   beans.xml
   <bean id="id01" class="com.spring.bean.Monster" scope="prototype"/>

4. Spring 中原型 bean 的创建，就是原型模式的应用
5. 代码分析+Debug 源码

1.2 设计模式七大原则

设计模式常见的七大原则：
1. 单一职责原则
2. 接口隔离原则
3. 依赖倒转原则
4. 里氏替换原则
5. 开闭原则OCP
6. 迪米特法则
7. 合成复用原则

要想深入理解设计模式的七大原则，要求掌握：
1）七大设计原则核心思想；2）能够以类图的说明设计原则；3）在项目实际开发中，能够知道哪里能够体现这些法则。

1.3 几个设计模式的背景

1.3.1 状态模式

金融借贷平台项目：金融借贷平台的订单，有审核、发布、抢单等等步骤，随着操作的不同，会改变订单的状态。改订单模块其实就可以使用状态模式，也是我们实际工作中会常面临的表状态问题。

问题分析：这类代码难以应对变化，在添加一种状态时，我们需要手动添加if/else，在添加一种功能是也需要对所有的状态进行判断。因此会面临diamante越来越臃肿，难以维护，一旦某个状态处理不正确就会出现bug。

1.3.2 解释器模式

1. 介绍解释器设计模式是什么?
2. 画出解释器设计模式的 UML 类图,分析设计模式中的各个角色是什么?
3. 请说明 Spring 的框架中，哪里使用到了解释器设计模式，并做源码级别的分析
4. Spring 框架中 SpelExpressionParser 就使用到解释器模式
5. 代码分析+Debug 源码+模式角色分析说明

1.3.3 单例设计模式

单例模式一共有几种实现方式？请分别用代码实现，并说明各个实现方式的优点和缺点?
单例设计模式一共有 8 种写法：饿汉式两种、懒汉式三种、双重检查、静态内部类、枚举。

2 设计模式重要性

1. 软件工程中，设计模式（design pattern）是对软件设计中普遍存在（反复出现）的各种问题，所提出的解决方案。这个术语是由埃里希·伽玛（Erich Gamma）等人在 1990 年代从建筑设计领域引入到计算机科学的
2. 拿实际工作经历来说, 当一个项目开发完后，如果客户提出增新功能，怎么办?。（可扩展性,使用设计模式，软件具有很好的扩展性）
3. 如果项目开发完后，原来程序员离职，你接手维护该项目怎么办? (维护性[可读性、规范性])
4. 目前程序员门槛越来越高，一线 IT 公司(大厂)，都会问你在实际项目中使用过什么设计模式，怎样使用的，解决了什么问题。
5. 设计模式在软件中哪里？
   面向对象(oo)=>功能模块[设计模式+算法(数据结构)]=>框架[使用到多种设计模式]=> 架构 [服务器集群]。
6. 如果想成为合格软件工程师，那就花时间来研究下设计模式是非常必要的。

如何讲解设计模式：
采用应用场景->设计模式->剖析原理->分析实现步骤(图解)->代码实现-> 框架或项目源码分析(找到使用的地方) 的步骤讲解

3 设计模式目的

编写软件过程中，程序员面临着来自耦合性，内聚性以及可维护性，可扩展性，重用性，灵活性 等多方面的挑战，设计模式是为了让程序(软件)，具有更好：
1) 代码重用性 (即：相同功能的代码，不用多次编写)
2) 可读性 (即：编程规范性, 便于其他程序员的阅读和理解)
3) 可扩展性 (即：当需要增加新的功能时，非常的方便，称为可维护)
4) 可靠性 (即：当我们增加新的功能后，对原来的功能没有影响)
5) 使程序呈现高内聚，低耦合的特性

分享金句：

1. 设计模式包含了面向对象的精髓，“懂了设计模式，你就懂了面向对象分析和设计（OOA/D）的精要”
2. Scott Mayers 在其巨著《Effective C++》就曾经说过：C++老手和 C++新手的区别就是前者手背上有很多伤疤

4 设计模式类型

设计模式分为三种类型，共 23 种
1. 创建型模式（重点强调对象的创建）：
   单例模式、抽象工厂模式、原型模式、建造者模式、工厂模式。
2. 结构型模式（站在软件结构上思考）：
   适配器模式、桥接模式、装饰模式、组合模式、外观模式、享元模式、代理模式。
3. 行为型模式（站在方法角度上思考）：
   模版方法模式、命令模式、访问者模式、迭代器模式、观察者模式、中介者模式、备忘录模式、
   解释器模式（Interpreter 模式）、状态模式、策略模式、职责链模式(责任链模式)。  

【注意】：不同的书籍上对分类和名称略有差别