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MaugerWu/Design_Pattern

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一、设计模式简介

  简介: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。

二、设计模式三大分类

1. 创建型模式(共5种)

2. 结构型模式(共7种)

  • 适配器模式(Adapter Pattern)
  • 装饰者模式(Decorator Pattern)
  • 代理模式(Proxy Pattern)
  • 外观模式(Facade Pattern)
  • 桥接模式(Bridge Pattern)
  • 组合模式(Composite Pattern)
  • 享元模式(Flyweight Pattern)  

3. 行为型模式(共11种)

  • 策略模式(Strategy Pattern)
  • 模板方法模式(Template Method Pattern)
  • 观察者模式(Observer Pattern)
  • 迭代器模式(Iterator Pattern)
  • 责任链模式(Chain Of Responsibility Pattern)
  • 命令模式(Command Pattern)
  • 备忘录模式(Memento Pattern)
  • 状态模式(Status Pattern)
  • 访问者模式(Visitor Pattern)
  • 中介者模式(Mediator Pattern)
  • 解释器模式(Interpreter Pattern)

三、设计模式六大原则

1. 单一职责原则(Single Responsibility Principle, SRP): 一个类只负责一个功能领域中的相应职责,或者可以定义为:就一个类而言,应该只有一个引起它变化的原因。

  单一职责原则是最简单的面向对象设计原则,它用于控制类的粒度大小。单一职责原则是实现高内聚、低耦合的指导方针,它是最简单但又最难运用的原则,需要设计人员发现类的不同职责并将其分离,而发现类的多重职责;需要设计人员具有较强的分析设计能力和相关实践经验。

2. 里氏替换原则(Liskov Substitution Principle, LSP): 所有引用基类(父类)的地方必须能透明地使用其子类的对象。

  任何基类可以出现的地方,子类一定可以出现。里氏替换原则是继承复用的基石,只有当衍生类可以替换基类,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。

  里氏替换原则是对“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,所以里氏替换原则是对实现抽象化的具体步骤的规范。里氏替换原则中,子类对父类的方法尽量不要重写和重载。因为父类代表了定义好的结构,通过这个规范的接口与外界交互,子类不应该随便破坏它。

3. 依赖倒转原则(Dependence Inversion Principle, DIP): 抽象不应该依赖于细节,细节应当依赖于抽象。换言之,要针对接口编程,而不是针对实现编程。

  面向接口编程,依赖于抽象而不依赖于具体。在用到具体类时,不与具体类交互,而与具体类的上层接口交互。

  依赖倒转原则要求我们在程序代码中传递参数时或在关联关系中,尽量引用层次高的抽象层类,即使用接口和抽象类进行变量类型声明、参数类型声明、方法返回类型声明,以及数据类型的转换等,而不要用具体类来做这些事情。为了确保该原则的应用,一个具体类应当只实现接口或抽象类中声明过的方法,而不要给出多余的方法,否则将无法调用到在子类中增加的新方法。

  在引入抽象层后,系统将具有很好的灵活性,在程序中尽量使用抽象层进行编程,而将具体类写在配置文件中,这样一来,如果系统行为发生变化,只需要对抽象层进行扩展,并修改配置文件,而无须修改原有系统的源代码,在不修改的情况下来扩展系统的功能,满足开闭原则的要求。

  在实现依赖倒转原则时,我们需要针对抽象层编程,而将具体类的对象通过依赖注入(DependencyInjection, DI)的方式注入到其他对象中,依赖注入是指当一个对象要与其他对象发生依赖关系时,通过抽象来注入所依赖的对象。常用的注入方式有三种,分别是:构造注入,设值注入(Setter注入)和接口注入。构造注入是指通过构造函数来传入具体类的对象,设值注入是指通过Setter方法来传入具体类的对象,而接口注入是指通过在接口中声明的业务方法来传入具体类的对象。这些方法在定义时使用的是抽象类型,在运行时再传入具体类型的对象,由子类对象来覆盖父类对象。

4. 接口隔离原则(Interface Segregation Principle, ISP): 使用多个专门的接口,而不使用单一的总接口,即客户端不应该依赖那些它不需要的接口。

  每个接口中不存在子类用不到却必须实现的方法,若存在,就要将接口拆分。使用多个隔离的接口,比使用单个接口(多个接口方法集合到一个的接口)要好。

5. 迪米特法则(Demeter Principle, DP): 一个软件实体应当尽可能少地与其他实体发生相互作用。

  迪米特法则又称为最少知识原则(LeastKnowledge Principle, LKP)。 一个类对自己依赖的类知道的越少越好。无论被依赖的类多么复杂,都应该将逻辑封装在方法的内部,通过public方法提供给外部。这样当被依赖的类变化时,才能最小的影响该类。

  最少知道原则的另一个表达方式是:只与直接的朋友通信。类之间只要有耦合关系,就叫朋友关系。耦合分为依赖、关联、聚合、组合等。我们称出现为成员变量、方法参数、方法返回值中的类为直接朋友。局部变量、临时变量则不是直接的朋友。我们要求陌生的类不要作为局部变量出现在类中。

  如果一个系统符合迪米特法则,那么当其中某一个模块发生修改时,就会尽量少地影响其他模块,扩展会相对容易,这是对软件实体之间通信的限制,迪米特法则要求限制软件实体之间通信的宽度和深度。迪米特法则可降低系统的耦合度,使类与类之间保持松散的耦合关系。

  迪米特法则要求我们在设计系统时,应该尽量减少对象之间的交互,如果两个对象之间不必彼此直接通信,那么这两个对象就不应当发生任何直接的相互作用,如果其中的一个对象需要调用另一个对象的某一个方法的话,可以通过第三者转发这个调用。简言之,就是通过引入一个合理的第三者来降低现有对象之间的耦合度。

  在将迪米特法则运用到系统设计中时,要注意下面的几点:在类的划分上,应当尽量创建松耦合的类,类之间的耦合度越低,就越有利于复用,一个处在松耦合中的类一旦被修改,不会对关联的类造成太大波及;在类的结构设计上,每一个类都应当尽量降低其成员变量和成员函数的访问权限;在类的设计上,只要有可能,一个类型应当设计成不变类;在对其他类的引用上,一个对象对其他对象的引用应当降到最低。

6. 开闭原则(Open Closed Principle, OCP): 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。

  开闭原则是面向对象的可复用设计的第一块基石,它是最重要的面向对象设计原则。在开闭原则的定义中,软件实体可以指一个软件模块、一个由多个类组成的局部结构或一个独立的类。

四、设计模式之间的关系图

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Design Pattern,Java

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