UML类图概述设计模式

Posted 2020-10-15 青山不老，绿水无忧

深入浅出UML类图（http://blog.csdn.net/lovelion/article/details/7843308）

类（Class）封装了数据和行为，是面向对象的重要组成部分，它是具有相同属性、操作、关系的对象集合的总称。
在系统中，每个类都具有一定的职责，职责指的是类要完成什么样的功能，要承担什么样的义务。一个类可以有多种职责，设计得好的类一般只有一种职责。在定义类的时候，将类的职责分解为类的属性和操作（即方法）。类的属性即类的数据职责，类的操作即类的行为职责。设计类是面向对象设计中最重要的组成部分，也是最复杂和最耗时的部分。

类图（Class Diagram）使用出现在系统中的不同类来描述系统的静态结构，它用来描述不同的类以及它们之间的关系。

在系统分析和设计阶段，类通常可以分为三种，分别是实体类（Entity Class）、控制类（Control Class）和边界类（Boundary Class），下面对着三种类加以简要说明：
（1）实体类：实体类对应系统需求中的每个实体，它们通常需要保存在永久存储体中，一般使用数据库表和文件来记录，实体类既包括存储和传递的数据的类，还包括操作数据的类。实体类来源于需求说明中的名词，如学生、商品等。
（2）控制类：控制类用于体现应用程序的执行逻辑，提供相应的业务操作，将控制类抽象出来可以降低界面和数据库之间的耦合度。控制类一般是由动宾结构的短语（动词+名词）转化来的名词，如增加商品对应有一个商品增加类，注册对应有一个用户注册类等。
（3）边界类：边界类用于对外部用户与系统之间的交互对象进行抽象。主要包括界面类，如对话框、窗口、菜单等。

关联关系
关联（Association）关系是类与类之间最常用的一种关系，它是一种结构化关系，用于表示一类对象与另一类对象之间有联系，如汽车和轮胎、师傅和徒弟、班级和学生等等。
在UML图中，用实线连接有关联关系的对象所对应的类。
在使用Java、C#和C++等编程语言实现关联关系时，通常将一个类的对象作为另一个类的成员变量。
在UML中，关联关系通常又包含如下几种形式：
（1）双向关联
默认情况下，关联是双向的。例如：顾客（Customer）购买商品（Product）并拥有商品，反之，卖出的商品总有某个顾客与之相关联。因此，Customer类和Product类之间具有双向关联关系
（2）单向关联
类的关联关系也可以是单向的，单向关联用带箭头的实线表示。例如：顾客（Customer）拥有地址（Address），则Customer类与Address类具有单向关联关系。
（3）自关联
在系统中可能会存在一些类的属性对象类型为该类本身，这种特殊的关联关系称为自关联。例如：一个节点类（Node）的成员又是节点Node类型的对象。
（4）多重性关联
多重性关联关系又称为重数性（Multiplicity）关联关系，表示两个关联对象在数量上的对应关系。
在UML中，对象之间的多重性可以直接在关联直线上用一个数字或一个数字范围表示
以下是多重性表示方式列表
表示方式 多重性说明
1..1 表示另一个类的一个对象只与该类的一个对象有关系
0..* 表示另一个类的一个对象与该类的零个或多个对象有关系
1..* 表示另一个类的一个对象与该类的一个或多个对象有关系
0..1 表示另一个类的一个对象没有或只与该类的一个对象有关系
m..n 表示另一个类的一个对象与该类最少m，最多n个对象有关系（m<=n）

聚合关系
聚合（Aggregation）关系表示整体与部分的关系。
在聚合关系中，成员对象是整体对象的一部分，但是成员对象可以脱离整体对象独立存在。
在UML中，聚合关系用带空心菱形的直线表示。
例如：汽车发动起引擎（Engine）是汽车（Car）的组成部分，但是汽车发动机可以独立存在，因此，汽车和发动机是聚合关系。
在代码实现聚合关系时，成员对象通常作为构造方法、Setter方法或业务方法的参数注入到整体对象中。

组合关系
组合（Composition）关系也表示类之间整体和部分的关系，但是在组合关系中，整体对象可以控制成员对象的生命周期，一旦整体对象不存在，成员对象也将不存在，成员对象与整体对象之间具有同生共死的关系。
在UML中，组合关系用带实心菱形的直线表示。
例如：人的头（Head）与嘴巴（Mouth），嘴巴是头的组成部分之一，而且如果头没了，嘴巴也就没了，因此头和嘴巴是组合关系。

依赖关系
依赖（Dependency）关系是一种使用关系，特定事物的改变有可能会影响到使用该事物的其他事物，在需要表示一个事物使用另一个事物时使用依赖关系。
大多数情况下，依赖关系体现在某个类的方法使用另一个类的对象作为参数。
在UML中，依赖关系用带箭头的虚线表示，由依赖的一方指向被依赖的一方。

是系统实施阶段，依赖关系通常通过三种方式来实现。
第一种也是最常用的一种方式是将一个类的对象作为另一个类中方法的参数
第二种方式是在一个类的方法中将另一个类的对象作为其局部变量
第三种方式是在一个类的方法中调用另一个类的静态方法

泛化关系
泛化（Generalization）关系也就是继承关系，用于描述父类与子类之间的关系，父类又称作基类或超类，子类又称作派生类。
在UML中，泛化关系用带空心三角形的直线来表示。

实现关系
接口和类之间存在一种实现（Realization）关系
在这种关系中，类实现了接口，类中的操作实现了接口中所声明的操作。
在UML中，类与接口之间的实现关系用带空心三角形的虚线来表示

面向对象的编程，并不是类越多越好，类的划分是为了封装，但分类的基础是抽象，具有相同属性和功能的对象的抽象集合才是类。

关于策略模式
策略模式是一种定义一系列算法的方法，从概念上来看，所有这些算法完成的都是相同的工作，只是实现不同，它可以以相同的方式调用所有的算法，减少了各种算法类与使用算法类之间的耦合。
策略模式的Strategy类层次为Context定义了一系列的可供重用的算法或行为。继承有助于析取出这些算法中的公共功能。
策略模式的优点是简化了单元测试，因为每个算法都有自己的类，可以通过自己的接口单独测试。
当不同的行为堆砌在一个类中时，就很难避免使用条件语句来选择合适的行为。将这些行为封装在一个个独立的Strategy类中，可以在使用这些行为的类中消除条件语句。
策略模式是用来封装算法的，但在实践中，我们发现可以用它来封装几乎任何类型的规则，只要在分析过程中听到需要在不同时间应用不同的业务规则，就可以考虑使用策略模式处理这种变化的可能性。
但我感觉在基本的策略模式中，选择所用具体实现的职责由客户端对象承担，并转给策略模式的Context对象。这本身并没有解除客户端需要选择判断的压力，而策略模式与简单工厂模式结合后，选择具体实现的职责也可以由Context来承担，这就最大化地减轻了客户端的职责。

单一职责原则
就一个类而言，应该仅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，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，当变化发生时，设计会遭受到意想不到的破坏。
软件设计真正要做的许多内容，就是发现职责并把那些职责相互分离。
如果你能够想到多于一个的动机去改变一个类，那么这个类就具有多于一个的职责，就应该考虑类的职责分离。

开放-封闭原则
开放封闭原则，是说软件实体（类、模块、函数等等）应该可以扩展，但是不可修改。
对于扩展是开放的，对于更改是封闭的。
怎样的设计才能面对需求的改变却可以保持相对稳定，从而使得系统可以在第一个版本以后不断推出新的版本呢？开放封闭原则给我们答案。
无论模块多么的‘封闭’，都会存在一些无法对之封闭的变化。既然不可能完全封闭，设计人员必须对于他设计的模块应该对哪种变化封闭做出选择。他必须先猜测出最有可能发生的变化种类，然后构造抽象来隔离那些变化。
等到发生变化时立即采取行动。
在我们最初编写代码时，假设变化不会发生。当变化发生时，我们就创建抽象来隔离以后发生的同类变化。
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。这是开放封闭原则的精神所在。
我们希望的是在开发工作展开不久就知道可能发生的变化。查明可能发生的变化所等待的时间越长，要创建正确的抽象就越困难。
开放-封闭原则是面向对象设计的核心所在。遵循这个原则可以带来面向对象技术所声称的巨大好处，也就是可维护、可扩展、可重用、灵活性好。开发人员应该仅对程序中呈现出频繁变化的那些部分做出抽象，然而，对于应用程序中的每个部分都刻意地进行抽象同样不是一个好主意。拒绝不成熟的抽象和抽象本身一样重要。

依赖倒转原则
高层模块不应该依赖低层模块。两个都应该依赖抽象
抽象不应该依赖细节，细节应该依赖于抽象
说白了，就是针对接口编程，不要对实现编程

里氏替换原则
一个软件实体如果使用的是一个父类的话，那么一定适用于其子类，而且它察觉不出父类对象和子类对象的区别。也就是说，在软件里面，把父类都替换成它的子类，程序行为没有变化。
定义：子类型必须能够替换掉它们的父类型。
只有当子类可以替换掉父类，软件单位的功能不受到影响时，父类才能真正被复用，而子类也能够在父类的基础上增加新的行为
由于子类型的可替换性才使得使用父类类型的模块在无需修改的情况下就可扩展。
高层模块不应该依赖低层模块，两个都应该依赖抽象。
依赖倒转其实可以说是面向对象设计的标志，用哪种语言来编写程序不重要，如果编写时考虑的都是如何针对抽象编程而不是针对细节编程，即程序中所有的依赖关系都是终止于抽象类或者接口，那就是面向对象的设计，反之那就是过程化的设计了。

装饰模式
装饰模式是为已有功能动态地添加更多功能的一种方式。
当系统需要新功能的时候，是向旧的类中添加新的代码。这些新加的代码通常装饰了原有类的核心职责或主要行为。
在主类中加入了新的字段，新的方法和新的逻辑，从而增加了主类的复杂度。而这些新加入的东西仅仅是为了满足一些只在某种特定情况下才会执行的特殊行为的需要。而装饰模式却提供了一个非常好的解决方案，它把每个要装饰的功能放在单独的类中，并让这个类包装它所要装饰的对象，因此，当需要执行特殊行为时，客户代码就可以在运行时根据需要有选择地、按顺序地使用装饰功能包装对象了。
装饰模式的优点：把类中的装饰功能从类中搬移去除，这样可以简化原有的类。
有效地把类的核心职责和装饰功能区分开了。而且可以去除相关类中重复的装饰逻辑。

代理模式
定义：为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。
代理模式分几种
第一，远程代理，也就是为一个对象在不同的地址空间提供局部代表。这样可以隐藏一个对象存在于不同地址空间的事实。
第二，虚拟代理，是根据需要创建开销很大的对象。通过它来存放实例化需要很长时间的真实对象。
第三，安全代理，用来控制真实对象访问时的权限。
第四，智能指引，是指当调用真实的对象时，代理处理另外一些事。

工厂方法模式
简单工厂模式的最大优点在于工厂类中包含了必要的逻辑判断，根据客户端的选择条件动态实例化相关的类，去除了与具体产品的依赖。
但是简单工厂模式，违背了开放封闭原则。
工厂方法模式：定义一个用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类。工厂方法使一个类的实例化延迟到其子类。
工厂方法实现时，客户端需要决定实例化哪一个工厂来实现运算类，选择判断的问题还是存在的，也就是说，工厂方法把简单工厂的内部逻辑判断移到了客户端代码来进行。你想要加功能，本来是改工厂类的，而现在是修改客户端。

原型模式
原型模式其实就是从一个对象再创建另外一个可定制的对象，而且不需要知道任何创建的细节。
.NET在System命名空间中提供了ICloneable接口，其中只有唯一的一个方法Clone()
一般在初始化的信息不发生变化的情况下，克隆是最好的方法。这既隐藏了对象创建的细节，又对性能是大大的提高。
MemberwiseClone()方法是这样，如果字段是值类型，则对该字段执行逐位复制，如果字段类型是引用类型，则复制引用但不复制引用的对象：因此，原始对象及其副本引用同一对象。
浅复制：被复制对象的所有变量都含有与原来的对象相同的值，而所有的对其他对象的引用都仍然指向原来的对象。
深复制：把引用对象的变量指向复制过的新对象，而不是原有的被引用的对象

模板方法模式
既然用了继承，并且肯定这个继承有意义，就应该要成为子类的模板，所有重复的代码都应该要上升到父类上去，而不是让每个子类都去重复。
当我们要完成在某一细节层次一致的一个过程或一系列步骤，但其个别步骤在更详细的层次上的实现可能不同时，我们通常考虑用模板方法模式来处理。

模板方法模式是通过把不变行为搬到超类，去除子类中的重复代码来体现它的优势。
模板方法模式就是提供了一个很好的代码复用平台。
当不变的和可变的行为在方法的子类实现中混合在一起的时候，不变的行为就会在子类中重复出现。通过模板方法模式把这些行为搬到单一的地方，这样就帮助子类摆脱重复的不变行为的纠缠。

模板方法模式定义：定义一个操作中的算法的骨架，而将一些步骤延迟到子类中。模板方法使得子类可以不改变一个算法的结构即可重定义该算法的某些特定步骤。

迪米特法则
也叫最少知识原则
定义：如果两个类不必彼此直接通信，那么这两个类就不应当发生直接的相互作用。如果其中一个类需要调用另一个类的某一个方法的话，可以通过第三者转发这个调用。
在类的结构设计上，每一个类都应当尽量降低成员的访问权限
迪米特法则其根本思想，是强调了类之间的松耦合。
类之间的耦合越弱，越有利于复用，一个处在弱耦合的类被修改，不会对有关系的类造成波及。

外观模式
定义：为子系统中的一组接口提供一个一致的界面，此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。
首先，在设计阶段初期，应该要有意识的将不同的两个层分离，比如经典的三层架构，就需要考虑在数据访问层和业务逻辑层、业务逻辑层和表示层的层与层之间建立外观Facade，这样可以为复杂的子系统提供一个简单的接口，使得耦合大大降低。
其次，在开发阶段，子系统往往因为不断的重构演化而变得越来越复杂，增加外观Facade可以提供一个简单的接口，减少它们之间的依赖。
第三，在维护一个遗留的大型系统时，可能这个系统已经非常难以维护和扩展，但是因为它包含非常重要的功能，新的需求开发必须要依赖于它。此时用外观模式Facade也是非常合适的。你可以为新系统开发一个外观Facade类，来提供设计粗糙或高度复杂的遗留代码的比较清晰简单的接口，让新系统与Facade对象交互，Facade与遗留代码交互所有复杂的工作。

建造者模式
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的意图时，我们需要应用一个设计模式“建造者模式”，又叫生成器模式
如果我们用了建造者模式，那么用户就只需要指定需要建造的类型就可以得到它们，而具体建造的过程和细节就不需要知道了。
定义：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。
此模式主要是用于创建一些复杂的对象，这些对象内部构建间的建造顺序通常是稳定的，但对象内部构建通常面临着复杂的变化。
建造者模式的好处就是使得建造代码与表示代码分离，由于建造者隐藏了该产品是如何组装的，所以若需要改变一个产品的内部表示，只需要再定义一个具体的建造者就可以了。

观察者模式
观察者模式定义了一种一对多的依赖关系，让多个观察者对象同时监听某一个主题对象。这个主题对象在状态发生变化时，会通知所有观察者对象，使它们能够自动更新自己。
将一个系统分割成一系列相互协作的类有一个很不好的副作用，那就是需要维护相关对象间的一致性。我们不希望为了维持一致性而使各类紧密耦合，这样会给维护、扩展和重用都带来不便。
当一个对象的改变需要同时改变其他对象的时候用此模式。
补充一点，而且它不知道具体有多少对象有待改变时，应该考虑使用观察者模式。
当一个抽象模型有两个方面，其中一个方面依赖于另一个方面，这时用观察者模式可以将这两者封装在独立的对象中使它们各自独立地改变和复用。
观察者模式所做的工作其实就是解除耦合。让耦合的双方都依赖于抽象，而不是依赖于具体。从而使得各自的变化都不会影响另一边的变化。
委托就是一种引用方法的类型。一旦为委托分配了方法，委托将与该方法具有完全相同的行为。委托方法的使用可以像其他任何方法一样，具有参数和返回值。
委托可以看作是对函数的抽象，是函数的‘类’，委托的实例将代表一个具体的函数。
一个委托可以搭载多个方法，所有方法被依次唤起。更重要的是，它可以使得委托对象所搭载的方法并不需要属于同一个类。
委托对象所搭载的所有方法必须具有相同的原形和形式，也就是拥有相同的参数列表和返回值类型。

抽象工厂模式
定义：提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口，而无需指定它们具体的类。
抽象工厂模式的优点与缺点：
最大的好处是易于交换产品系列，由于具体工厂类，在一个应用中只需要在初始化的时候出现一次，这就使得改变一个应用的具体工厂变得非常容易，它只需要改变具体工厂即可使用不同的产品配置。
第二大好处是，它让具体的创建实例过程与客户端分离，客户端是通过它们的抽象接口操纵实例，产品的具体类名也被具体工厂的实现分离，不会出现在客户代码中。
所有在用简单工厂的地方，都可以考虑用反射技术来去除switch或if，解除分支判断带来的耦合。

状态模式
面向对象设计其实就是希望做到代码的责任分解
定义：当一个对象的内在状态改变时允许改变其行为，这个对象看起来像是改变了其类。
状态模式主要解决的是当控制一个对象状态转换的条件表达式过于复杂时的情况。把状态的判断逻辑转移到表示不同状态的一系列类当中，可以把复杂的判断逻辑简化。
将特定的状态相关的行为都放入一个对象中，由于所有与状态相关的代码都存在于某个ConcreteState中，所以通过定义新的子类可以很容易地增加新的状态和转换
状态模式通过把各种状态转换转移逻辑分布到State的子类之间，来减少相互间的依赖
当一个对象的行为取决于它的状态，并且它必须在运行时刻根据状态改变它的行为时，就可以考虑使用状态模式了。

适配器模式
定义：将一个类的接口转换成客户希望的另外一个接口。Adapter模式使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的那些类可以一起工作。
系统的数据和行为都正确，但接口不符时，我们应该考虑用适配器，目的是使控制范围之外的一个原有对象与某个对象接口匹配。适配器模式主要应用于希望复用一些现存的类，但是接口又与复用环境要求不一致的情况。
使用一个已经存在的类，但如果它的接口，也就是它的方法和你的要求不相同时，就应该考虑用适配器模式
两个类所做的事情相同或相似，但是具有不同的接口时要使用它。
客户端代码可以统一调用同一接口就行了，这样应该可以更简单、更直接、更紧凑。
在双方都不太容易修改的时候再使用适配器模式适配
DataAdapter用作DataSet和数据源之间的适配器以便检索和保存数据。DataAdapter通过映射Fill（这更改了DataSet中的数据以便与数据源中的数据相匹配）和Update（这更改了数据源中的数据以便与DataSet中的数据相匹配）来提供这一适配器[MSDN]

备忘录模式
定义：在不破坏封装性的前提下，捕获一个对象的内部状态，并在该对象之外保存这个状态。这样以后就可将该对象恢复到原先保存的状态。
如果在某个系统中使用命令模式时，需要实现命令的撤销功能，那么命令模式可以使用备忘录模式来存储可撤销操作的状态
当角色的状态改变的时候，有可能这个状态无效，这时候就可以使用暂时存储起来的备忘录将状态复原

组合模式
定义：将对象组合成树形结构以表示“部分-整体”的层次结构。组合模式使得用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性。
当你发现需求中是体现部分与整体层次的结构时，以及你希望用户可以忽略组合对象与单个对象的不同，统一地使用组合结构中的所有对象时，就应该考虑组合模式了。
组合模式定义了包含基本对象、组合对象的类层次结构。基本对象可以被组合成更复杂的组合对象，而这个对象又可以被组合，这样不断地递归下去，客户代码中，任何用到基本对象的地方都可以使用组合对象了。
用户是不用关心到底是处理一个叶节点还是处理一个组合组件，也就用不着为定义组合而写一些选择判断语句了。
组合模式让客户可以一致地使用组合结构和单个对象。

迭代器模式
定义：提供一种方法顺序访问一个聚合对象中各个元素，而又不暴露该对象的内部表示
当你需要访问一个聚集对象，而且不管这些对象是什么都需要遍历的时候，你就应该考虑用迭代器模式。
为遍历不同的聚集结构提供如开始、下一个、是否结束、当前哪一项等统一的接口。
当你需要对聚集有多种方式遍历时，可以考虑用迭代器模式。
迭代器（Iterator）模式就是分离了集合对象的遍历行为，抽象出一个迭代器类来负责，这样既可以做到不暴露集合内部结构，又可让外部代码透明地访问集合内部的数据。

单例模式
定义：保证一个类仅有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点。
所有类都有构造方法，不编码则系统默认生成空的构造方法，若有显示定义的构造方法，默认的构造方法就会失效。
通常我们可以让一个全局变量使得一个对象被访问，但它不能防止你实例化多个对象。一个最好的办法就是，让类自身负责保存它的唯一实例。这个类可以保证没有其他实例可以被创建，并且它可以提供一个访问该实例的方法。
单例模式因为Singleton类封装它的唯一实例，这样它可以严格地控制客户怎样访问它以及何时访问它。简单地说就是对唯一实例的受控访问。
lock是确保当一个线程位于代码的临界区时，另一个线程不进入临界区。如果其他线程试图进入锁定的代码，则它将一直等待（即被阻止），直到该对象被释放[MSDN]。
class Singleton { //双重锁定
    private static Singleton instance;
    private static readonly object syncRoot = new object();
    private Singleton(){}
    public static Singleton GetInstance(){
        if(instance == null){ //先判断实例是否存在，不存在再加锁处理
            lock(syncRoot){
                if(instance == null) instance = new Singleton();
            }
        }
        return instance;
    }
}
这样的话，我们不用让线程每次都加锁，而只是在实例未被创建的时候再加锁处理。同时也能保证多线程的安全。这种做法被称为Double-Check Locking（双重锁定）。
C#与公共语言运行库也提供了一种‘静态初始化’方法，这种方法不需要开发人员显式地编写线程代码，即可解决多线程环境下它是不安全的问题[MSDN]。
//下一行的sealed，阻止发生派生，而派生可能会增加实例
pubic sealed class Singleton{
    //在第一次引用类的任何成员时创建实例。公共语言运行库负责处理变量初始化
    private static readonly Singleton instance = new Singleton();
    private Singleton(){}
    public static Singleton GetInstance(){
        return instance;
    }
}
由于这种静态初始化方式是在自己被加载时就将自己实例化，所以被形象地称之为饿汉式单例类。原先的单例模式处理方式是要在第一次被引用时，才会将自己实例化，所以就被称为懒汉式单例类。

桥接模式
对象的继承关系是在编译时就定义好了，所以无法在运行时改变从父类继承的实现。子类的实现与它的父类有非常紧密的依赖关系，以至于父类实现中的任何变化必然会导致子类发生变化。当你需要复用子类时，如果继承下来的实现不适合解决新的问题，则父类必须重写或被其他更适合的类替换。这种依赖关系限制了灵活性并最终限制了复用性。
合成/聚合复用原则：尽量使用合成/聚合，尽量不要使用类继承。
聚合表示一种弱的‘拥有’关系，体现的是A对象可以包含B对象，但B对象不是A对象的一部分；合成则是一种强的‘拥有’关系，体现了严格的部分和整体的关系，部分和整体的生命周期一样。
合成/聚合复用原则的好处是：优先使用对象的合成/聚合将有助于你保持每个类被封装，并被集中在单个任务上。这样类和类继承层次会保持较小规模，并且不太可能增长为不可控制的庞然大物。
定义：将抽象部分与它的实现部分分离，使它们都可以独立地变化。
什么叫抽象与它的实现分离，这并不是说，让抽象类与其派生类分离，因为这没有任何意义。实现指的是抽象类和它的派生类用来实现自己的对象。
实现系统可能有多角度分类，每一种分类都有可能变化，那么就把这种多角度分离出来让它们独立地变化，减少它们之间的耦合。
只要真正深入地理解了设计原则，很多设计模式其实就是原则的应用而已，或许在不知不觉中就在使用设计模式了。

命令模式
‘行为请求者’与‘行为实现者’的紧耦合。
对请求排队或记录请求日志，以及支持可撤销的操作等行为时，‘行为请求者’与‘行为实现者’的紧耦合是不太适合的。
定义：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，以及支持可撤销的操作。
命令模式的优点：
第一，它能较容易地设计一个命令队列；
第二，在需要的情况下，可用较容易地将命令记入日志；
第三，允许接收请求的一方决定是否要否决请求。
第四，可以容易地实现对请求的撤销和重做；
第五，由于加进新的具体命令类不影响其他的类，因此增加新的具体命令类很容易。
命令模式把请求一个操作的对象与知道怎么执行一个操作的对象分割开。

敏捷开发原则告诉我们，不要为代码添加基于猜测的、实际不需要的功能。如果你不清楚一个系统是否需要命令模式，一般就不要着急去实现它，事实上，在需要的时候通过重构实现这个模式并不困难，只有在真正需要如撤销/恢复操作等功能时，把原来的代码重构为命令模式才有意义。

职责链模式
定义：使多个对象都有机会处理请求，从而避免请求的发送者和接受者之间的耦合关系。将这个对象练成一条链，并沿着这条链传递该请求，直到有一个对象处理它为止。
当客户提交一个请求时，请求是沿链传递直至有一个ConcreteHandler对象负责处理它。
使得接收者和发送者都没有对方的明确信息，且链中的对象自己也并不知道链的结构。结果是职责链可简化对象的相互连接，它们仅需保持一个指向其后继者的引用，而不需要保持它所有的候选者的引用。这也就大大降低耦合度了。
随时地增加或修改处理一个请求的结构。增强了给对象指派职责的灵活性。
一个请求极有可能到了链的末端都得不到处理，或者因为没有正确配置而得不到处理。

中介者模式
尽管将一个系统分割成许多对象通常可以增加其可复用性，但是对象相互连接的激增又会降低其可复用性了。
大量的连接使得一个对象不可能在没有其他对象的支持下工作，系统表现为一个不可分割的整体，所以，对系统的行为进行任何较大的改动就十分困难了。
通过中介者对象，可以将系统的网状结构变成以中介者为中心的星形结构，每个具体对象不再通过直接的联系与另一个对象发生相互作用，而是通过‘中介者’对象与另一个对象发生相互作用。中介者对象的设计，使得系统的结构不会因为新对象的引入而造成大量的修改工作。
定义：用一个中介对象来封装一系列的对象交互。中介者使各对象不需要显式地相互引用，从而使其耦合松散，而且可以独立地改变它们之间的交互。
中介者模式很容易在系统中应用，也很容易在系统中误用。当系统出现了‘多对多’交互复杂的对象群时，不要急于使用中介者模式，而要先反思你的系统在设计上是不是合理。
中介者的出现减少了各个同事的耦合，使得可以独立地改变和复用各个同事类和中介者
由于把对象如何协作进行了抽象，将中介作为一个独立的概念并将其封装在一个对象中，这样关注的对象就从对象各自本身的行为转移到它们之间的交互上来，也就是站在一个更宏观的角度去看待系统。
由于具体中介者控制了集中化，于是就把交互复杂性变为了中介者的复杂性，这就使得中介者会变得比任何一个具体同事都复杂。
中介者模式的优点来自集中控制，其缺点也是它，使用时是要考虑清楚。

享元模式
定义：运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象。
享元模式可以避免大量非常相似类的开销。在程序设计中，有时需要生成大量细粒度的类实例来表示数据。如果能发现这些实例除了几个参数外基本上都是相同的，有时就能够大幅度地减少需要实例化的类的数量。如果能把那些参数移到类实例的外面，在方法调用时将它们传递进来，就可以通过共享大幅度地减少单个实例的数目。
如果一个应用程序使用了大量的对象，而大量的这些对象造成了很大的存储开销时就应该考虑使用；还有就是对象的大多数状态可以是外部状态，如果删除对象的外部状态，那么可以用相对较少的共享对象取代很多组对象，此时可以考虑使用享元模式。

解释器模式
定义：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，这个解释器使用该表示来解释语言中的句子。
解释器模式要解决的是：如果一种特定类型的问题发生的频率足够高，那么可能就值得将该问题的各个实例表述为一个简单语言中的句子。这样就可以构建一个解释器，该解释器通过解释这些句子来解决该问题。
当有一个语言需要解释执行，并且你可将该语言中的句子表示为一个抽象语法树时，可使用解释器模式。
用了解释器模式，就意味着可以很容易地改变和扩展文法，因为该模式使用类来表示文法规则，你可使用继承来改变或扩展文法。也比较容易实现文法，因为定义抽象语法树中各个节点的类的实现大体类似，这些类都易于直接编写。
解释器模式也有不足的，解释器模式为文法中的每一条规则至少定义了一个类，因此包含许多规则的文法可能难以处理和维护。建议当文法非常复杂时，使用其他的技术如语法分析程序或编译器生成器来处理。

访问者模式
定义：表示一个作用于某对象结构中的各元素的操作。它使你可以在不改变各元素的类的前提下定义作用于这些元素的新操作。
访问者模式适用于数据结构相对稳定的系统。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地演化。
访问者模式的目的是要把处理从数据结构分离出来。很多系统可以按照算法和数据结构分开，如果这样的系统有比较稳定的数据结构，又有易于变化的算法的话，使用访问者模式就是比较合适的，因为访问者模式使得算法操作的增加变得容易。反之，如果这样的系统的数据结构易于变化，经常要有新的数据对象增加进来，就不适合使用访问者模式。
访问者模式的优点就是增加新的操作很容易，因为增加新的操作就意味着增加一个新的访问者，访问者模式将有关的行为集中到一个访问者对象中。
访问者模式的缺点其实就是使增加新的数据结构变得困难了。

模式总结

1.创建型模式
抽象工厂，提供一个创建一系列或相关依赖对象的接口，而无需指定它们具体的类。
建造者，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。
工厂方法，定义一个用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类，工厂模式使一个类的实例化延迟到其子类。
原型，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。
单例，保证一个类仅有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点。

创建型模式隐藏了这些类的实例是如何被创建和放在一起，整个系统关于这些对象所知道的是由抽象类所定义的接口。这样，创建型模式在创建了什么、谁创建它、它是怎么被创建的，以及何时创建这些方面提供了很大的灵活性。
建立相应数目的原型并克隆它们通常比每次用合适的状态手工实例化该类更方便一些。
内聚性描述的是一个例程内部组成部分之间相互联系的紧密程度。而耦合性描述的是一个例程与其他例程之间联系的紧密程度。软件开发的目标应该是创建这样的例程：内部完整，也就是高内聚，而与其他例程之间的联系则是小巧、直接、可见、灵活的，这就是松耦合。
建造者模式将一个复杂对象的构建与它的表示分离，这就可以很容易地改变一个产品的内部表示，并且使得构造代码和表示代码分开。这样对于客户来说，它无需关心产品的创建过程，而只要告诉我需要什么，我就能用同样的构建过程创建不同的产品给客户。

单例模式：对一些类来说，一个实例是很重要的。让类自身负责保存它的唯一实例。这个类可以保证没有其他实例可以被创建，并且我还提供了一个访问该实例的方法。对唯一的实例可以严格地控制客户怎样以及何时访问它。
创建型模式抽象了实例化的过程。它们帮助一个系统独立于如何创建、组合和表示它的那些对象。创建型模式都会将关于该系统使用哪些具体的类的信息封装起来。允许客户用结构和功能差别很大的‘产品’对象配置一个系统。配置可以是静态的，即在编译时指定，也可以是动态的，就是运行时再指定。

通常设计是从工厂方法开始，当设计者发现需要更大的灵活性时，设计便会向其他创建型模式演化。当设计者在设计标准之间进行权衡的时候，了解多个创建型模式可以给设计者更多的选择余地。

2.结构型模式
适配器，将一个类的接口转换成客户希望的另外一个接口。适配器模式使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的那些类可以一起工作。
使用一个已经存在的类，而它的接口不符合要求，或者希望创建一个可以复用的类，该类可以与其他不相关的类或不可预见的类协同工作。
主要是为了解决两个已有接口之间不匹配的问题，适配器模式不需要考虑这些接口是怎样实现的，也不考虑它们各自可能会如何演化。适配器模式的这种方式不需要对两个独立设计的类中任一个进行重新设计，就能够使它们协同工作。

桥接，将抽象部分与它的实现部分分离，使它们可以独立地变化。
解耦这些不同方向的变化，通过对象组合的方式，把两个角色之间的继承关系改为了组合的关系，从而使这两者可以应对各自独立地变化，即‘找出变化并封装之’

组合，将对象组合成树形结构以表示‘部分-整体’的层次结构，组合模式使得用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性。
客户可以一致地使用组合结构和单个对象。任何用到基本对象的地方都可以使用组合对象。

装饰，动态地给一个对象添加一些额外的职责。就增加功能来说，装饰模式比生成子类更加灵活。
以动态、透明的方式给单个对象添加职责

外观，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。
如果两个类不必彼此通信，那么就不要让这两个类发生直接的相互作用。应该让一个软件中的子系统间的通信和相互依赖关系达到最小，而具体办法就是引入一个外观对象，它为子系统提供了一个单一而简单的屏障。

享元，运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象。
对象使得内存占用过多，而且如果都是大量重复的对象，那就是资源的极大浪费。

代理，为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。
代理与外观的主要区别在于，代理对象代表一个单一对象而外观对象代表一个子系统；代理的客户对象无法直接访问目标对象，由代理提供对单独的目标对象的访问控制，而外观的客户对象可以直接访问子系统中的各个对象，但通常由外观对象提供对子系统各元件功能的简化的共同层次的调用接口。
代理是一种原来对象的代表，其他需要与这个对象打交道的操作都是和这个代表交涉。而适配器则不需要虚构出一个代表者，只需要为应付特定使用目的，将原来的类进行一些组合。

3.行为型模式第一组
观察者，定义对象间的一种一对多的依赖关系，当一个对象的状态发生改变时，所有依赖他的对象都得到通知并被自动更新。
模板方法，定义一个操作的算法骨架，而将一些步骤延迟到其子类中，模板方法使得子类可以不改变一个算法的结构即可重定义该算法的某些特定步骤。
命令，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；可以对请求排队或记录请求日志，以及支持可撤销的操作。
状态，允许一个对象在其内部状态改变时改变它的行为，让对象看起来似乎修改了它的类。
职责链，使多个对象都有机会处理请求，从而避免请求的发送者和接收者之间的耦合关系。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为止。

代码重复是编程中最常见、最糟糕的‘坏味道’，如果我们在一个以上的地方看到相同的程序结构，那么可以肯定，设法将它们合而为一，程序会变得更好。完全相同的代码当然存在明显的重复，而微妙的重复会出现在表面不同但本质相同的结构或处理步骤中。

模板方法模式由一个抽象类组成，这个抽象类定义了需要覆盖的可能有不同实现的模板方法，每个从这个抽象类派生的具体类将为此模板实现新方法。

命令模式，将调用操作的对象与知道如何实现该操作的对象解耦，支持在不同的时刻指定、排列和执行请求，支持取消/重做的操作。还可以记录整个操作的日志，支持事务。

职责链模式，有多个对象可以处理一个请求，哪个对象处理该请求事先并不知道，要在运行时刻自动确定，让客户在不明确指定接收者的情况下，提交一个请求，然后由所有能处理这个请求的对象连成一条链，并沿着这条链传递该请求，直到有一个对象处理它为止。

状态模式提供了一个更好的办法来组织与特定状态相关的代码，决定状态转移的逻辑不在单块的if或switch中，而是分布在各个状态子类之间，由于所有与状态相关的代码都存在于某个状态子类中，所以通过定义新的子类可以很容易地增加新的状态和转换。

MVC是包括三类对象，Model是应用对象，View是它在屏幕是上的表示，Controller定义用户界面对用户输入的响应方式。如果不使用MVC，则用户界面设计往往将这些对象混在一起，而MVC则将它们分离以提高灵活性和复用性。
MVC是多种模式的综合应用，应该算是一种架构模式。

4.行为型模式第二组
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，这个解释器使用该表示来解释语言中的句子。
如果一种特定类型的问题发生的频率足够高，那么就可以考虑将该问题的各个实例表述为一个简单语言中的句子。也就是说，通过构建一个解释器，该解释器解释这些句子来解决该问题。

中介者模式，用一个中介对象来封装一系列的对象交互。中介者使各对象不需要显式地相互引用，从而使其耦合松散，而且可以独立地改变它们之间的交互。
面向对象设计鼓励将行为分布到各个对象中，这种分布可能会导致对象间有许多连接。也就是说，有可能每一个对象都需要知道其他许多对象。对象间的大量相互连接使得一个对象似乎不太可能在没有其他对象的支持下工作，这对于应对变化是不利的，任何较大的改动都很困难。
将集体行为封装在一个单独的中介者对象来避免这个问题，中介者负责控制和协调一组对象间的交互。中介者充当一个中介以使组中的对象不再相互显式引用。这些对象仅知道中介者，从而减少了相互连接的数目。
最少知识原则，也就是如何减少耦合的问题，类之间的耦合越弱，越有利于复用。

访问者模式，表示一个作用于某对象结构中的各元素的操作。它使你可以在不改变各元素的类的前提下定义作用于这些元素的新操作。
访问者增加具体Element是困难的，但增加依赖于复杂对象结构的构件的操作就变得容易。仅需增加一个新的访问者即可在一个对象结构上定义一个新的操作。

策略模式，定义一系列的算法，把它们一个个封装起来，并且使它们可相互替换。本模式使得算法可独立于使用它的客户而变化。
继承提供了一种支持多种算法或行为的方法，我们可以直接生成一个类A的子类B、C、D，从而给它以不同的行为。但这样会将行为硬性编制到父类A当中，而将算法的实现与类A的实现混合起来，从而使得类A难以理解、难以维护和难以扩展，而且还不能动态地改变算法。仔细分析会发现，它们之间的唯一差别是它们所使用的算法或行为，将算法封装在独立的策略Strategy类中使得你可以独立于其类A改变它，使它易于切换、易于理解、易于扩展。

备忘录模式，在不破坏封装性的前提下，捕获一个对象的内部状态，并在该对象之外保存这个状态。这样以后就可将该对象恢复到原先保存的状态。
使用备忘录模式，可以避免暴露一些只应当由对象A管理却又必须存储在对象A之外的信息。备忘录模式把可能很复杂的对象A的内部信息对其他对象屏蔽起来，从而保持了封装边界。

迭代器模式，提供一种方法顺序访问一个聚合对象的中的各个元素，而又不暴露该对象的内部表示。
迭代器模式的关键思想是将对列表的访问和遍历从列表对象中分离出来并放入一个迭代器对象中，迭代器类定义了一个访问该列表元素的接口。迭代器对象负责跟踪当前的元素，并且知道哪些元素已经遍历过了。

5.其他
只要是在做面向对象的开发，创建对象的工作不可避免。创建对象时，负责创建的实体通常需要了解要创建的是哪个具体的对象，以及何时创建这个而非那个对象的规则。而我们如果希望遵循开放-封闭原则、依赖倒转原则和里氏替换原则，那使用对象时，就不应该知道所用的是哪一个特选的对象。此时就需要‘对象管理者’工厂来负责此事。
在创建对象时，使用抽象工厂、原型、建造者的设计比使用工厂方法要更灵活，但它们也更加复杂。通常，设计是以使用工厂方法开始，当设计者发现需要更大的灵活性时，设计便会向其他创建型模式演化。
工厂方法的实现并不能减少工作量，但是它能够在必须处理新情况时，避免使已经很复杂的代码更加复杂。
面向对象的设计模式体现的就是抽象的思想，类是对对象的抽象，抽象类是对类的抽象，接口是对行为的抽象。
泛型是具有占位符（类型参数）的类、结构、接口和方法，这些占位符是类、结构、接口和方法所存储或使用的一个或多个类型的占位符。泛型集合类可以将类型参数用作它所存储的对象的类型的占位符；类型参数作为其字段的类型和其方法的参数类型出现[MSDN]。