23种设计模式

Posted 2020-09-08 Huangliping

设计模式是可复用面向对象软件的基础。它是一套被反复使用、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。项目中合理利用设计模式可以完美的解决很多问题，每种模式在现在中都有相应的原理来与之对应，每一种模式描述了一个在我们周围不断重复发生的问题，以及该问题的核心解决方案，这也是它能被广泛利用的原因。

给设计模式进行分类，可以分为以下三大类：创建型模式、结构型模式、行为型模式。

创建型模式抽象了实例化过程。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。一个类创建型模式使用继承改变被实例化的类，而一个对象创建型模式将实例化委托给另一个对象。一、它们都将关于该系统使用哪些具体的类的信息封装起来。二、它们隐藏了这些类的实例是如何被创建和放在一起的。整个系统关于这些对象所知方法的是由抽象类所定义的接口。

结构型模式描述如何将类或者对象结合在一起形成更大的结构，就像搭积木，可以通过简单几亩地组合形成复杂的、功能更更为强大的结构。结构型模式可以分为类结构型模式和对象结构型模式：类结构型模式关注累的组合，有多个类可以组合成一个更大的系统，在类结构型模式中一般只存在继承关系和实现关系。对象结构型模式关心雷雨对象的组合，通过关联关系使得在一个类中定义另一个类的实例对象，然后通过该对象调用其方法。根据“合成复用原则”，在系统中尽量使用关联关系来代替继承关系，因此大部分结构型模式都是对象结构型模式。

行为型模式是对不同对象之间划分责任和算法的抽象化。行为型模式不仅仅关注类和对象的结构，而且重点关注它们之间的相互作用。通过行为型模式，可以更加清晰地划分类与对象之间的交互。在系统运行时，对象并不是孤立的，它们可以通过相互通信与协作完成某些复杂功能，一个对象在运行时也将影响到其他对象的运行。

创建型模式分为五种：工厂方法模式、抽象工厂模式、单例模式、建造者模式、原型模式。

工厂方法模式（FACTORY METHOD）是一种常用的对象创建型设计模式,此模式的核心精神是封装类中不变的部分，提取其中个性化善变的部分为独立类，通过依赖注入以达到解耦、复用和方便后期维护拓展的目的。它的核心结构有四个角色，分别是抽象工厂；具体工厂；抽象产品；具体产品。

抽象工厂模式是所有形态的工厂模式中最为抽象和最具一般性的一种形态。抽象工厂模式是指当有多个抽象角色时，使用的一种工厂模式。抽象工厂模式可以向客户端提供一个接口，使客户端在不必指定产品的具体的情况下，创建多个产品族中的产品对象。根据里氏替换原则，任何接受父类型的地方，都应当能够接受子类型。因此，实际上系统所需要的，仅仅是类型与这些抽象产品角色相同的一些实例，而不是这些抽象产品的实例。换言之，也就是这些抽象产品的具体子类的实例。工厂类负责创建抽象产品的具体子类的实例。

单例模式是一种常用的软件设计模式。在它的核心结构中只包含一个被称为单例的特殊类。通过单例模式可以保证系统中一个类只有一个实例。

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。

建造者模式设计模式的一种，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。

结构型模式分为七种：适配器模式、装饰器模式、代理模式、外观模式、桥接模式、组合模式、享元模式。

适配器模式：在计算机编程中，适配器模式（有时候也称包装样式或者包装）将一个类的接口适配成用户所期待的。一个适配允许通常因为接口不兼容而不能在一起工作的类工作在一起，做法是将类自己的接口包裹在一个已存在的类中。

行为型模式分为十一种：策略模式、模板方法模式、观察者模式、迭代子模式、责任链模式、命令模式、备忘录模式、状态模式、访问者模式、中介者模式、解释器模式。

设计模式同样还有六大原则。

开闭原则（Open Close Principle）:开闭原则就是说对扩展开放，对修改关闭。在程序需要进行拓展的时候，不能去修改原有的代码，实现一个热插拔的效果。所以一句话概括就是：为了使程序的扩展性好，易于维护和升级。想要达到这样的效果，我们需要使用接口和抽象类，后面的具体设计中我们会提到这点。

里氏代换原则（Liskov Substitution Principle）:里氏代换原则(Liskov Substitution Principle LSP)面向对象设计的基本原则之一。 里氏代换原则中说，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。里氏代换原则是对“开-闭”原则的补充。实现“开-闭”原则的关键步骤就是抽象化。而基类与子类的继承关系就是抽象化的具体实现，所以里氏代换原则是对实现抽象化的具体步骤的规范。

依赖倒转原则（Dependence Inversion Principle）:这个是开闭原则的基础，具体内容：真对接口编程，依赖于抽象而不依赖于具体。

接口隔离原则（Interface Segregation Principle）:这个原则的意思是：使用多个隔离的接口，比使用单个接口要好。还是一个降低类之间的耦合度的意思，从这儿我们看出，其实设计模式就是一个软件的设计思想，从大型软件架构出发，为了升级和维护方便。所以上文中多次出现：降低依赖，降低耦合。

迪米特法则（最少知道原则）（Demeter Principle）:为什么叫最少知道原则，就是说：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。

合成复用原则（Composite Reuse Principle）:原则是尽量使用合成/聚合的方式，而不是使用继承。

设计模式鱼他人于系统都是多赢的。设计模式使代码编制真正工程化，设计模式是软件工程的基石。