设计模式基本概念

前言

最近把那本大话设计模式刷了三遍，觉得还是将其整理到博客上比较安心，所以这里就将三种类别的模式整理出来方便以后查阅。因为讨厌上来就贴大串代码，所以这里我希望能用自己的话将其说好 (✿◡‿◡)。

各种模式的分类

首先得明确 23 种设计模式也是分为三大类的，分别是创建型、结构型、行为型

创建型模式，共五种：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

结构型模式，共七种：适配器模式、装饰者模式、代理模式、外观模式、桥接模式、组合模式、享元模式。

行为型模式，共十一种：策略模式、模板方法模式、观察者模式、迭代器模式、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。

高内聚与松耦合

所谓的 内聚性 和 耦合性 是什么？

高内聚：内部完整（内部组成部分之间相互联系的紧密程度） 松耦合：例程之间的联系是小巧、直接、可见、灵活的（就是条理清晰，不至于牵一发而动全身）

设计模式的原则

1、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（功能要单一）

2、开放封闭原则

• 对于扩展是开放的（open for extension）
• 对于更改是封闭的（closed for modification）

所以必须得先猜测出哪些地方可能会发生变化，然后再构造出抽象来隔离那些变化（但应拒绝不成熟的抽象，不要 “手握锤子的人，看啥都像钉子”）

3、依赖倒转原则

• 高层模块不应该依赖底层模块，两个都应该依赖抽象。
• 抽象不应该依赖细节，细节应该依赖抽象。

换句话说就是面向接口编程

4、里氏代换原则

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（子类型必须能够替换掉它们的父类型）

5、迪米特法制（最少知识原则）

如果两个类不必彼此直接通信，那么这两个类就不应该发生直接的相互作用。如果一个类需要调用另一个类的某个方法，可以通过第三者转发这个调用

6、合成\聚合 复用原则

在面向对象的设计中，如果直接继承基类，会破坏封装，因为封装会把基类的实现细节暴露给子类（如果基类的实现发生改变，则子类的实现也不得不发生改变）

合成\聚合 复用原则，就是在一个新对象里使用一些已有的对象，使其成为新对象的一部分

如何查看 UML 类图

classDiagram classA --|> classB : Inheritance classC --* classD : Composition classE --o classF : Aggregation classG --> classH : Association classI -- classJ : Link(Solid) classK ..> classL : Dependency classM ..|> classN : Realization classO .. classP : Link(Dashed)

+ 表示 public - 表示 private # 表示 protected

<<Interface>> To represent an Interface class <<abstract>> To represent an abstract class <<Service>> To represent a service class <<enumeration>> To represent an enum

1. *继承关系用：三角形+实线*
2. *实现接口用：三角形+虚线*
3. *关联用：箭头+实线*
4. 聚合用：空棱形+实线：聚合表示一种 弱拥有 关系，体现的是 A 对象可以包含 B 对象，但是 B 不是 A 对象的一部分（例如 A 对象里面包含了一个 B 对象的数组）
5. 组合用：实棱形+实线：合成则是一种 强拥有 关系，体现了严格的部分和整体关系，部分和整体的生命周期是一样的（就像鸟和它的翅膀一样）
6. *依赖关系用：箭头+虚线*

创建型模式的作用

创建型模式的作用：创建型模式最大的一个共同特征就是，把类型的 “定义过程” 和 “实例化过程” 分离开。例如：当一个类有很多不同的变种，就需要工厂类来隔离实例化过程。

结构型模式的作用

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。

1、代理（Proxy）模式：为某对象提供一种代理以控制对该对象的访问。即客户端通过代理间接地访问该对象，从而限制、增强或修改该对象的一些特性。

2、适配器（Adapter）模式：将一个类的接口转换成客户希望的另外一个接口，使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的那些类能一起工作。

3、桥接（Bridge）模式：将抽象与实现分离，使它们可以独立变化。它是用组合关系代替继承关系来实现的，从而降低了抽象和实现这两个可变维度的耦合度。

4、装饰（Decorator）模式：动态地给对象增加一些职责，即增加其额外的功能。

5、外观（Facade）模式：为多个复杂的子系统提供一个一致的接口，使这些子系统更加容易被访问。

6、享元（Flyweight）模式：运用共享技术来有效地支持大量细粒度对象的复用。

7、组合（Composite）模式：将对象组合成树状层次结构，使用户对单个对象和组合对象具有一致的访问性。

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（采用继承机制来组织接口和类），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（釆用组合或聚合来组合对象），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。（除了 适配器模式 分为类结构型模式和对象结构型模式两种，其他的全部属于对象结构型模式）

行为型模式的作用

行为型模式是对在不同的对象之间划分责任和算法的抽象化。它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。