设计模式
设计模式简介
设计模式（Design pattern）代表了最佳的实践，通常被有经验的面向对象的软件开发人员所采用。设计模式是软件开发人员在软件开发过程中面临的一般问题的解决方案。这些解决方案是众多软件开发人员经过相当长的一段时间的试验和错误总结出来的。
设计模式是一套被反复使用的、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重用代码、让代码更容易被他人理解、保证代码可靠性。 毫无疑问，设计模式于己于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，如同大厦的一块块砖石一样。
项目中合理地运用设计模式可以完美地解决很多问题，每种模式在现实中都有相应的原理来与之对应，每种模式都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，这也是设计模式能被广泛应用的原因。
什么是 GOF（四人帮，全拼 Gang of Four）？
在 1994 年，由 Erich Gamma、Richard Helm、Ralph Johnson 和 John Vlissides 四人合著出版了一本名为 Design Patterns - Elements of Reusable Object-Oriented Software（中文译名：设计模式 - 可复用的面向对象软件元素） 的书，该书首次提到了软件开发中设计模式的概念。
四位作者合称 GOF（四人帮，全拼 Gang of Four） 。他们所提出的设计模式主要是基于以下的面向对象设计原则。
- 对接口编程而不是对实现编程。
- 优先使用对象组合而不是继承。
设计模式的使用
设计模式在软件开发中的两个主要用途。
- 开发人员的共同平台
设计模式提供了一个标准的术语系统，且具体到特定的情景。例如，单例设计模式意味着使用单个对象，这样所有熟悉单例设计模式的开发人员都能使用单个对象，并且可以通过这种方式告诉对方，程序使用的是单例模式。
- 最佳的实践
设计模式已经经历了很长一段时间的发展，它们提供了软件开发过程中面临的一般问题的最佳解决方案。学习这些模式有助于经验不足的开发人员通过一种简单快捷的方式来学习软件设计。
设计模式的类型
根据设计模式的参考书 Design Patterns - Elements of Reusable Object-Oriented Software（中文译名：设计模式 - 可复用的面向对象软件元素） 中所提到的，总共有 23 种设计模式。这些模式可以分为三大类：创建型模式（Creational Patterns）、结构型模式（Structural Patterns）、行为型模式（Behavioral Patterns）
| 模式 | 描述 | 包括 |
|---|---|---|
| 创建型模式 | 这些设计模式提供了一种在创建对象 的同时隐藏创建逻辑的方式， 而不是使用 new 运算符直接实例化对象。 这使得程序在判断针对某个给定实例 需要创建哪些对象时更加灵活。 | 工厂模式（Factory Pattern） 抽象工厂模式（Abstract Factory Pattern） 单例模式（Singleton Pattern） 建造者模式（Builder Pattern） 原型模式（Prototype Pattern） |
| 结构型模式 | 这些设计模式关注类和对象的组合。 继承的概念被用来组合接口和 定义组合对象获得新功能的方式。 | 适配器模式（Adapter Pattern） 桥接模式（Bridge Pattern） 过滤器模式（Filter、Criteria Pattern） 组合模式（Composite Pattern） 装饰器模式（Decorator Pattern） 外观模式（Facade Pattern） 享元模式（Flyweight Pattern） 代理模式（Proxy Pattern） |
| 行为型模式 | 这些设计模式特别关注对象之间的通信。 | 责任链模式（Chain of Responsibility Pattern） 命令模式（Command Pattern） 解释器模式（Interpreter Pattern） 迭代器模式（Iterator Pattern） 中介者模式（Mediator Pattern） 备忘录模式（Memento Pattern） 观察者模式（Observer Pattern） 状态模式（State Pattern） 空对象模式（Null Object Pattern 策略模式（Strategy Pattern） 模板模式（Template Pattern） 访问者模式（Visitor Pattern） |
设计模式的六大原则
- 单一职责原则（优化代码第一步）
就是一个类而言，应该仅有一个引起它变化的原因。简单来说，一个类中应该是一组相关性很高的函数、数据的封装。
比如当要做一个图片加载器的时候，不应该把所有的东西都写在一个类中，应该各个功能独立出来，可以分成图片加载功能和缓存功能等模块，这样类中的代码逻辑清晰可读性、可扩展性和可维护性会大大提高。
- 开闭原则（让程序更稳定更灵活）
开闭原则的意思是：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。简言之，是为了使程序的扩展性好，易于维护和升级。
- 里氏替换原则（构建扩展性更好的系统）
所有引用基类的地方必须能透明地使用其子类对象。面向对象的语言三大特点是：继承、封装、多态，里式替换原则就是依赖于继承、多态这个两大特点。简单说就是只要父类出现的地方子类就可以出现，而且替换为子类也不会产生任何错误或异常，或者可能根本就不需要知道父类还是子类。但是反过来就不行了，有子类出现的地方，父类未必就能适应。
- 依赖倒转原则（让项目拥有变化的能力）
这个原则是开闭原则的基础，具体内容：针对接口编程，依赖于抽象而不依赖于具体。
- 接口隔离原则（系统有更高的灵活性）
定义：客户端不应该依赖它不需要的接口。另一种定义是：类之间的依赖关系应该建立在最小的接口上。接口隔离原则将非常庞大、臃肿的接口拆分成更小和更具体的接口，这样客户端将会只需知道他们感兴趣的方法。接口隔离原则的目的是系统解开耦合，从而容易重构、更改和重新部署。
- 迪米特法则，又称最少知道原则（更好地扩展性）
一个类应该对自己需要耦合或调用的类知道得最小，类的内部如何实现与调用者或者依赖者没关系，调用者或者依赖者只需要知道它需要的方法即可，其他的可一概不管。类与类之间关系越密切，耦合越大，当一个类方法改变时，对另一个类的影响也越大。
知识点习题
- 以下设计模式中，哪一项不属于结构性模式？
A. 适配器模式
B. 代理模式
C. 命令模式
D. 装饰模式
正确答案：C
- 那些设计模式可以提高系统的扩展性？（）
A. abstract factory
B. adapter
C. singleton
D. decorator
正确答案：A、B、D.
答案解析：
工厂方法实现松耦合，可以提高扩展性。
适配器模式可以将一个接口转换成另一个接口，方便引入外部接口
装饰器模式可以扩展接口
