设计模式全解析——带你搞懂设计模式

Posted 2023-02-02 郭三亿

各位朋友，一提到“设计模式”四个字，是不是有一种若隐若现的朦胧感，“我知道设计模式，我知道单例、工厂、观察者、策略...”，但是设计模式到底是什么呢？解决了什么问题呢？接下来我会一步一步解析一下设计模式，以及各个不同的设计模式到底要做的是什么。

我们先看一个完整设计模式的minmap。

是不是看着还挺多的，但其实内容并没有多少，本篇给大家罗列一个大纲，针对每一种设计模式，再单独深入探究讨论，通过实践的形式让设计模式轻快简单易懂。（在此感谢@小傅哥|bugstack.cn 以及其他各位前辈的指导，站在巨人的肩膀上，我们会看的更高更远）

什么是设计模式？

设计模式是一套代码设计【经验的总结】。项目中【合理的】运用设计模式可以【巧妙的解决很多问题】。

那么什么是经验的总结呢？是通过几代代码大师无数次的重构优化改进，得到的代码【套路】；【合理的】是说要对使用场景有一定的认识，并不是所有代码都要用设计模式来写；【巧妙的解决很多问题】所以才会广泛的应用。通俗的讲，设计模式就是一套套可以提升具体场景下代码执行效率的解决方案。

那么知道设计模式有提升效率的功效，那么怎么才能使用设计模式呢？或者说怎么实现设计模式呢？业界总结出设计模式要遵循的六大原则。

设计模式六大原则

开闭原则（Open Close Principle）

1988年，勃兰特·梅耶（Bertrand Meyer）在他的著作《面向对象软件构造（Object Oriented Software Construction）》中提出了开闭原则，它的原文是这样：“Software entities should be open for extension,but closed for modification”。

• 意思：软件模块应该对扩展开放，对修改关闭。
• 举例：在程序需要进行新增功能的时候，不能去修改原有的代码，而是新增代码，实现一个热插拔的效果（热插拔：灵活的去除或添加功能，不影响到原有的功能）。
• 目的：为了使程序的扩展性好，易于维护和升级。

里氏代换原则（Liskov Substitution Principle）

• 意思：里氏代换原则是继承复用的基石，只有当衍生类可以替换掉基类，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。
• 举例：球类，原本是一种体育用品，它的衍生类有篮球、足球、排球、羽毛球等等，如果衍生类替换了基类的原本方法，如把体育用品改成了食用品（那么软件单位的功能受到影响），就不符合里氏代换原则。
• 目的：对实现抽象化的具体步骤的规范。

依赖倒转原则（Dependence Inversion Principle）

• 意思：针对接口编程，而不是针对实现编程。
• 举例：以计算机系统为例,无论主板、CPU、内存、硬件都是在针对接口设计的，如果针对实现来设计，内存就要对应到针对某个品牌的主板，那么会出现换内存需要把主板也换掉的尴尬。
• 目的：降低模块间的耦合。

接口隔离原则（Interface Segregation Principle）

• 使用多个隔离的接口，比使用单个接口要好。
• 举例：比如：登录，注册时属于用户模块的两个接口，比写成一个接口好。
• 目的：提高程序设计灵活性。

迪米特法则（最少知道原则）（Demeter Principle）

1987年秋天由美国Northeastern University的Ian Holland提出，被UML的创始者之一[Booch]等普及。后来，因为在经典著作《 The Pragmatic Programmer》而广为人知。

• 意思：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。
• 举例：一个类公开的public属性或方法越多，修改时涉及的面也就越大，变更引起的风险扩散也就越大。
• 目的：降低类之间的耦合，减少对其他类的依赖。

单一职责原则（ Single responsibility principle ）

该原则由罗伯特·C·马丁（Robert C. Martin）于《敏捷软件开发：原则、模式和实践》一书中给出的。马丁表示此原则是基于 汤姆·狄马克(Tom DeMarco)和Meilir Page-Jones的著作中的 内聚性原则发展出的。

• 意思：一个类只负责一个功能领域中的相应职责，或者可以定义为：就一个类而言，应该只有一个引起它变化的原因。
• 举例：该原则意思简单到不需要举例！
• 目的：类的复杂性降低，可读性提高，可维护性提高。

了解了这么多，是不是对设计模式有一点点初步的理解了呢？接下来对设计模式有一个大概的分类，然后逐一深入探讨。

设计模式的分类

设计模式按照具体的功能，可以划分为三个大类别：

• 创建型模式
• 结构型模式
• 行为模式

每一个大类下，包含几种不同的设计模式，具体参照下图。

 

 

 

好了，至此，我们已经初步讲解了设计模式，接下来会对着每一种设计模式，进行逐一的讲解，感谢各位！