设计模式学习笔记之设计模式概述

Posted 2023-02-14 u012507022

目录

1、设计模式概念

 2、设计模式4个基本要素

3、设计模式分类

4、设计模式原则

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1、设计模式概念

设计模式，是一套被反复使用、多数人知晓的、经过分类编目的、代码设计经验的总结。使用设计模式是为了可重用代码、让代码更容易被他人理解、保证代码可靠性、程序的重用性。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。设计模式的核心在于提供了相关问题的解决方案，使得人们可以更加简单方便地复用成功的设计和体系结构。

 2、设计模式4个基本要素

（1）模式名称（pattern name）一个助记名，它用一两个词来描述模式的问题、解决方案和效果。命名一个新的模式增加了我们的设计词汇。设计模式允许我们在较高的抽象层次上进行设计。基于一个模式词汇表，我们自己以及同事之间就可以讨论模式并在编写文档时使用它们。模式名可以帮助我们思考，便于我们与其他人交流设计思想及设计结果。找到恰当的模式名也是我们设计模式编目工作的难点之一。

（2） 问题(problem) 描述了应该在何时使用模式。它解释了设计问题和问题存在的前因后果，它可能描述了特定的设计问题，如怎样用对象表示算法等。也可能描述了导致不灵活设计的类或对象结构。有时候，问题部分会包括使用模式必须满足的一系列先决条件。

（3） 解决方案(solution) 描述了设计的组成成分，它们之间的相互关系及各自的职责和协作方式。因为模式就像一个模板，可应用于多种不同场合，所以解决方案并不描述一个特定而具体的设计或实现，而是提供设计问题的抽象描述和怎样用一个具有一般意义的元素组合（类或对象组合）来解决这个问题。

（4）效果(consequences) 描述了模式应用的效果及使用模式应权衡的问题。尽管我们描述设计决策时，并不总提到模式效果，但它们对于评价设计选择和理解使用模式的代价及好处具有重要意义。软件效果大多关注对时间和空间的衡量，它们也表述了语言和实现问题。因为复用是面向对象设计的要素之一，所以模式效果包括它对系统的灵活性、扩充性或可移植性的影响，显式地列出这些效果对理解和评价这些模式很有帮助。

3、设计模式分类

按照设计模式的目的可以分为三大类：创建型模式、结构型模式、行为型模式。

	创建型	结构型	行为型
	简单工厂模式(Singleton) 工厂方法模式(factory method) 抽象工厂模式(Abstract factory) 单例模式(Singleton) 原型模式(prototype) 建造者模式(Builder)	适配器模式(Adapter) 装饰者模式(decorator) 桥接模式(Bridge) 组合模式(composite) 享元模式(Flyweight) 代理模式(Proxy) 外观模式(facade)	策略模式(strategy) 观察者模式(observer) 模板方法模式(Template) 命令模式(Command) 状态模式(State) 责任链模式(Chain of responsibility) 解释器模式(Interpreter) 中介者模式(Mediator) 访问者模式(visitor) 备忘录模式(Memento) 迭代器模式(iterator)

4、设计模式原则

（1）单一职责原则（single responsibility principle，SPR）

一个类，只有一个引起它变化的原因。如果一个类承担的职责过多，就等于把这些职责耦合在一起了。一个职责的变化可能会削弱或者抑制这个类完成其他职责的能力。这种耦合会导致脆弱的设计，当发生变化时，设计会遭受到意想不到的破坏。而如果想要避免这种现象的发生，就要尽可能的遵守单一职责原则。此原则的核心就是解耦和增强内聚性。通俗一点：就是一个类越复杂，可能被复用的可能性越小；类越复杂，变动代码可能会有意想不到的错误。

（2）开闭原则（Open-Close Principe，OCP）

开闭原则定义：一个软件实体如类、模块和函数应该对扩展开放，对修改关闭。

开放-封闭原则的意思就是说，你设计的时候，时刻要考虑，尽量让这个类是足够好，写好了就不要去修改了，如果新需求来，我们增加一些类就完事了，原来的代码能不动则不动。这个原则有两个特性，一个是说“对于扩展是开放的”，另一个是说“对于更改是封闭的”。面对需求，对程序的改动是通过增加新代码进行的，而不是更改现有的代码。这就是“开放-封闭原则”的精神所在。

（3）里氏替换原则（Liskov Substitution Principe，LSP）

里氏替换原则(Liskov Substitution Principle LSP)面向对象设计的基本原则之一。 里氏替换原则中说，任何基类可以出现的地方，子类一定可以出现。 LSP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。

（4）依赖倒置原则（Dependence Inversion Principle）

依赖倒置原则是程序要依赖于抽象接口，不要依赖于具体实现。简单的说就是要求对抽象进行编程，不要对实现进行编程，这样就降低了客户与实现模块间的耦合。

面向过程的开发，上层调用下层，上层依赖于下层，当下层剧烈变动时上层也要跟着变动，这就会导致模块的复用性降低而且大大提高了开发的成本。

面向对象的开发很好的解决了这个问题，一般情况下抽象的变化概率很小，让用户程序依赖于抽象，实现的细节也依赖于抽象。即使实现细节不断变动，只要抽象不变，客户程序就不需要变化。这大大降低了客户程序与实现细节的耦合度。

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

口隔离原则告诉我们，不要把一大堆方法塞进一个接口里，导致这个接口变得臃肿无比。应该要根据实际需要，接口应该尽量细化，一个接口对应一个功能模块，同时接口里面的方法应该尽可能的少，使接口更加轻便灵活。或许看到接口隔离原则这样的定义很多人会觉得和单一职责原则很像，但是这两个原则还是有着很鲜明的区别。接口隔离原则和单一职责原则的审视角度是不同的，单一职责原则要求类和接口职责单一，注重的是职责，是业务逻辑上的划分，而接口隔离原则要求方法要尽可能的少，是在接口设计上的考虑。例如一个接口的职责包含10个方法，这10个方法都放在一个接口中，并且提供给多个模块访问，各个模块按照规定的权限来访问，并规定了“不使用的方法不能访问”，这样的设计是不符合接口隔离原则的，接口隔离原则要求“尽量使用多个专门的接口”，这里专门的接口就是指提供给每个模块的都应该是单一接口(即每一个模块对应一个接口)，而不是建立一个庞大臃肿的接口来容纳所有的客户端访问。

（6）迪米特原则（Law of Demeter）

又称为最少知识原则（Least Knowledge Principle，LKP），一个类对于其他类知道的越少越好，就是说一个对象应当对其他对象有尽可能少的了解。迪米特法则的意义在于降低类之间的耦合。由于每个对象尽量减少对其他对象的了解，因此，很容易使得系统的功能模块功能独立，相互之间不存在（或很少有）依赖关系。