设计模式

前言

  设计面向对象软件比较困难，而设计可复用的面向对象软件就更加困难。你必须找到相关的对象，以适当的颗粒将它们归类，再定义类的接口和继承层次，建立对象之间的基本关系。你的设计应该对手头的问题有针对性，同时对将来的问题和需求也要有足够的通用性。你也希望避免复杂设计或尽可能少做重复设计。有经验的面向对象设计者会告诉你，要一下子就得到复用性和灵活性好的设计，即使不是不可能的，至少也是非常困难的。一个设计在最终完成之前常要被复用好几次，而且每一次都有所修改。

  以上是《设计模式：可复用面向对象软件的基础》中引言的第一段。从中可以看出，编写出可复用的面向对象程序需要经过多次的重构。同时切勿学完设计模式之后，手握榔头看什么都是钉子。

设计模式

  软件模式是将模式的一般概念应用于软件开发领域，即软件开发的总体指导思路或参照样板。软件模式并非仅限于设计模式，还包括架构模式、分析模式和过程模式等，实际上，在软件生存期的每一个阶段都存在着一些被认同的模式。

  每个模式都有相应的对象结构图，同时为了展示对象间的交互细节，我会用到时序图来介绍其如何运行；（在状态模式中， 还会用到状态图，这种图的使用对于理解状态的转换非常直观）

  在系统的学习设计模式之后，我们需要达到3个层次：

• 能在白纸上画出所有的模式结构和时序图；
• 能用代码实现；如果模式的代码都没有实现过，是用不出来的；即所谓，看得懂，不会用；
• 灵活应用到工作中的项目中；

创建型模式

  创建型模式(Creational Pattern)对类的实例化过程进行了抽象，能够将软件模块中对象的创建和对象的使用分离。为了使软件的结构更加清晰，外界对于这些对象只需要知道它们共同的接口，而不清楚其具体的实现细节，使整个系统的设计更加符合单一职责原则。

  创建型模式在创建什么(What)，由谁创建(Who)，何时创建(When)等方面都为软件设计者提供了尽可能大的灵活性。创建型模式隐藏了类的实例的创建细节，通过隐藏对象如何被创建和组合在一起达到使整个系统独立的目的。

包含模式：

• 简单工厂模式（Simple Factory）

  • 重要程度：4 （5为满分）

• 工厂方法模式（Factory Method）

  • 重要程度：5

• 抽象工厂模式（Abstract Factory）

  • 重要程度：5

• 建造者模式（Builder）

  • 重要程度：2

• 原型模式（Prototype）

  • 重要程度：3

• 单例模式（Singleton）

  • 重要程度：4

结构型模式

  结构型模式(Structural Pattern)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 简单积木的组合形成复杂的、功能更为强大的结构。

  结构型模式可以分为类结构型模式和对象结构型模式：

类结构型模式关心类的组合，由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类与对象的组合，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替代继 承关系，因此大部分结构型模式都是对象结构型模式。

包含模式:

• 适配器模式(Adapter)

  • 重要程度：4

• 桥接模式(Bridge)

  • 重要程度：3

• 组合模式(Composite)

  • 重要程度：4

• 装饰模式(Decorator)

  • 重要程度：3

• 外观模式(Facade)

  • 重要程度：5

• 享元模式(Flyweight)

  • 重要程度：1

• 代理模式(Proxy)

  • 重要程度：4

行为型模式

  行为型模式(Behavioral Pattern)是对在不同的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的职责，并研究系统在运行时实例对象 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。

  行为型模式分为类行为型模式和对象行为型模式两种：

• 类行为型模式：类的行为型模式使用继承关系在几个类之间分配行为，类行为型模式主要通过多态等方式来分配父类与子类的职责。
• 对象行为型模式：对象的行为型模式则使用对象的聚合关联关系来分配行为，对象行为型模式主要是通过对象关联等方式来分配两个或多个类的职责。根据“合成复用原则”，系统中要尽量使用关联关系来取代继承关系，因此大部分行为型设计模式都属于对象行为型设计模式。

包含模式:

• 职责链模式(Chain of Responsibility)

  • 重要程度：3

• 命令模式(Command)

  • 重要程度：4

• 解释器模式(Interpreter)

  • 重要程度：1

• 迭代器模式(Iterator)

  • 重要程度：5

• 中介者模式(Mediator)

  • 重要程度：2

• 备忘录模式(Memento)

  • 重要程度：2

• 观察者模式(Observer)

  • 重要程度：5

• 状态模式(State)

  • 重要程度：3

• 策略模式(Strategy)

  • 重要程度：4

• 模板方法模式(Template Method)

  • 重要程度：3

• 访问者模式(Visitor)

  • 重要程度：1

附录

拓展学习资料

推荐书籍

• 《设计模式-可复用面向对象软件的基础》
• 《大话设计模式》
• 《Head First设计模式》
• 《Effective Java》

网络资源

史上最全设计模式导学目录 —— 刘伟
https://blog.csdn.net/lovelion/article/details/17517213

设计模式大杂烩 —— 左潇龙
https://blog.csdn.net/zuoxiaolong8810/article/details/9910739

图说设计模式
https://design-patterns.readthedocs.io/zh_CN/latest