设计模式之总体介绍

Posted 2021-04-25 dotNET跨平台

1. 背景与介绍

　　设计模式是经过反复使用、经过分类的代码总结。设计模式的目的是提高代码可重用性和可靠性，并使代码条理清晰、易于理解、易于维护。

　　设计模式描述了在各种情况下，要选择什么样的方案来解决问题。设计模式通常以类和对象来描述其中的关系和相互作用，换句话就是在设计模式里，这些类和普通的类没有区别，只是它们的相互作用形成了各种设计模式，并解决了很多现实性的问题。

　　设计模式能使不稳定依赖于相对稳定、具体依赖于相对抽象，避免会引起麻烦的紧耦合，以增强软件设计面对并适应变化的能力。

　　设计模式是对面向对象的绝佳应用，它提供了众多不断重复发生在我们周围的问题的解决方案。学习设计模式可以更好的理解面向对象的内容，同时面向对象也为设计模式提供了很好的理论基础，在学习的过程中，会接触到很多面向对象的相关应用。

2. 设计原则

• 单一职责原则 （Single Responsiblity Principle SRP）

• 开闭原则（Open Closed Principle，OCP）

• 模块应对扩展开放，而对修改关闭。直白点说就是，模块应尽量在不修改原代码的情况下进行扩展

• 里氏代换原则（Liskov Substitution Principle，LSP）

• 如果调用的是父类的话，那么换成子类也完全可以运行

• 依赖倒转原则（Dependency Inversion Principle，DIP）

• 把父类都替换成它的子类，而不会导致程序的行为发声变化

• 接口隔离原则（Interface Segregation Principle，ISP）

• 合成/聚合复用原则（Composite/Aggregate Reuse Principle，CARP）

• 最小知识原则（Principle of Least Knowledge，PLK，也叫迪米特法则）

• 一个对象应对其他对象有尽可能少的了解，也就是说要做好信息的隐藏，这个原则可以更多的从封装的角度去思考，包括方法与属性的设计。

3. 分类

　　根据GOF《设计模式》一书，设计模式分为三个大类，共23种。

　　以下改编自维基百科，另外再附一张总览图，方便有个总体的概念

 

模式名称	描述
创建型模式
工厂方法模式	定义一个接口用于创建对象，但是让子类决定初始化哪个类。工厂方法把一个类的初始化下放到子类。
抽象工厂模式	为一个产品族提供了统一的创建接口。当需要这个产品族的某一系列的时候，可以从抽象工厂中选出相应的系列创建一个具体的工厂类。
单例模式	确保一个类只有一个实例，并提供对该实例的全局访问。
生成器模式	将一个复杂对象的构建与它的表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。
原型模式	用原型实例指定创建对象的种类，并且通过拷贝这些原型,创建新的对象。
结构型模式
适配器模式	将某个类的接口转换成客户端期望的另一个接口表示。适配器模式可以消除由于接口不匹配所造成的类兼容性问题。
桥接模式	将一个抽象与实现解耦，以便两者可以独立的变化。
组合模式	把多个对象组成树状结构来表示局部与整体，这样用户可以一样的对待单个对象和对象的组合。
修饰模式	向某个对象动态地添加更多的功能。修饰模式是除类继承外另一种扩展功能的方法。
外观模式	为子系统中的一组接口提供一个一致的界面， 外观模式定义了一个高层接口，这个接口使得这一子系统更加容易使用。
享元模式	通过共享以便有效的支持大量小颗粒对象。
代理模式	为其他对象提供一个代理以控制对这个对象的访问。
行为型模式
责任链模式	为解除请求的发送者和接收者之间耦合，而使多个对象都有机会处理这个请求。将这些对象连成一条链，并沿着这条链传递该请求，直到有一个对象处理它。
命令模式	将一个请求封装为一个对象，从而使你可用不同的请求对客户进行参数化；对请求排队或记录请求日志，以及支持可取消的操作。
解释器模式	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, 该解释器使用该表示来解释语言中的句子。
迭代器模式	提供一种方法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。
中介者模式	包装了一系列对象相互作用的方式，使得这些对象不必相互明显作用，从而使它们可以松散偶合。当某些对象之间的作用发生改变时，不会立即影响其他的一些对象之间的作用，保证这些作用可以彼此独立的变化。
备忘录模式	备忘录对象是一个用来存储另外一个对象内部状态的快照的对象。备忘录模式的用意是在不破坏封装的条件下，将一个对象的状态捉住，并外部化，存储起来，从而可以在将来合适的时候把这个对象还原到存储起来的状态。
观察者模式	在对象间定义一个一对多的联系性，由此当一个对象改变了状态，所有其他相关的对象会被通知并且自动刷新。
状态模式	让一个对象在其内部状态改变的时候，其行为也随之改变。状态模式需要对每一个系统可能获取的状态创立一个状态类的子类。当系统的状态变化时，系统便改变所选的子类。
策略模式	定义一个算法的系列，将其各个分装，并且使他们有交互性。策略模式使得算法在用户使用的时候能独立的改变。
模板方法模式	模板方法模式准备一个抽象类，将部分逻辑以具体方法及具体构造子类的形式实现，然后声明一些抽象方法来迫使子类实现剩余的逻辑。不同的子类可以以不同的方式实现这些抽象方法，从而对剩余的逻辑有不同的实现。先构建一个顶级逻辑框架，而将逻辑的细节留给具体的子类去实现。
访问者模式	封装一些施加于某种数据结构元素之上的操作。一旦这些操作需要修改，接受这个操作的数据结构可以保持不变。访问者模式适用于数据结构相对未定的系统，它把数据结构和作用于结构上的操作之间的耦合解脱开，使得操作集合可以相对自由的演化。