之前给大家分享了一些一些我觉得在了解学习设计模式前需要了解的一些知识
这次我站在我自己的角度去分析一下23种常见设计模式,如有不对的地方希望各位大佬进行指正
常用的23中设计模式
首先设计模式根据他们的用途可以大致分为
创建型(主要用于描述如何创建对象,一般是为创建一些对象,复用一些对象时会用到,这里对象和类的概念并不是代表java中的类和对象,而是一种抽象和实现的关系,创建型模式(Creational Pattern)对类的实例化过程进行了抽象,能够将模块中对象的创建和对象的使用分离。为了使结构更加清晰,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)
结构型(主要用于描述如何实现类或对象的组合,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)
行为型(主要用于描述类或对象怎样交互以及怎样分配职责,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)、
接下来我们就讲一下这些分类下的一些具体的设计模式
创建型-设计模式
1、简单工厂模式
专门定义一个工厂类去创建其他类的实例,我们可以通过向工厂的构造函数传入我们想要创建的具体类型的实例,然后通过工厂类去抛出这个的实例,这些实例的基本类型往往是一致的。一般要生成差别很大的实例时,我们往往是去新建一个新的工厂去负责那些实例的创建。例如我们建立了一个饮料加工厂,这个时候如果我们想要生成不同类型的饮料,我们只需要通知这个工厂我们需要生成的类型这个时候工厂就会根据我们提供的类型去生成出不用具体的饮料,主要就是将新建实例的过程让工厂类去执行。
优点:
1、只需要给工厂类传入一个正确的约定好的参数,就可以获取你所需要的对象,而不需要知道其创建细节,一定程度上减少系统的耦合
2、客户端无须知道所创建的具体产品类的类名,只需要知道具体产品类所对应的参数即可,减少开发者的记忆成本
缺点:
1、如果我们需要添加一种类型的创建,就需要修改工厂类中原有的判断逻辑,这其实是违背了开闭原则的。
2、需要创建的对象的类型很多后,有可能造成工厂逻辑过于复杂。所以简单工厂模式比较适合需要创建的对象种类比较少而且增多的概率很低的情况。
2、工厂方法模式
工厂父类负责定义创建对象的公共接口,而工厂子类则负责生成具体的产品对象,即通过不同的工厂子类来创建不同的对象。工厂方法模式就涉及到方法的重写,工厂父类,子工厂等概念了。工厂方法模式和简单工厂模式的区别是,简单工厂模式是通过一个工厂创建不同的对象,而工厂方法模式是通过一个父类工厂实现一个公用接口,让子类工厂去重写实现这个方法,将创建对象的过程交给子类工厂。
优点:
1、我们只需要关心生产这个对象的具体工厂是哪一个即可,不需要关心产品的创建细节,也不需要知道具体对象类的信息
2、当我们需要创建一个新的对象类型时,不需要修改父类工厂和父类产品提供的接口,也无须修改子类工厂和具体产品,而只要添加一个新的子类工厂和与其对应的具体产品就可以了,符合了开闭原则
缺点:
1、当需要添加一个新的对象类型创建时,除了需要提供新的对象类型外,还要提供与其对应的子类工厂。因此系统中类的个数将成对增加,增加了系统的复杂度
3、抽象工厂模式
抽象工厂模式是工厂方法模式的进一步深化,在这个模式中的工厂类不单单可以创建一个对象,而是可以创建一组对象。这是和工厂方法最大的不同点。就是通过工厂方法声明一堆工厂方法的接口,去生成具体的工厂方法模式,然后通过工厂方法的模式再去生成具体的产品。
优点:
1、具体产品在应用层代码隔离,不需要关心产品细节。只需要知道自己需要的产品是属于哪个工厂的即可 当一个产品族中的多个对象被设计成一起工作时,它能够保证客户端始终只使用同一个产品族中的对象。这对一些需要根据当前环境来决定其行为的软件系统来说,是一种非常实用的设计模式
缺点:
1、规定了所有可能被创建的产品集合,产品族中扩展新的产品困难,需要修改抽象工厂的接口
4、单例模式
单例模式确保某一个类只有一个实例,并提供一个访问它的全局访问点。
优点:
提供了对唯一实例的受控访问。因为单例类封装了它的唯一实例,所以它可以严格控制客户怎样以及何时访问它。因为该类在系统内存中只存在一个对象,所以可以节约系统资源。
缺点:
由于单例模式中没有抽象层,因此单例类很难进行扩展。对于有垃圾回收系统的语言 Java,C# 来说,如果对象长时间不被利用,则可能会被回收。那么如果这个单例持有一些数据的话,在回收后重新实例化时就不复存在了
5、生成器模式
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对象不同的表示形式。生成器模式将复杂的创建逻辑进行分割,例如生产汽车,分步骤创建安装不同的零件。如果创建逻辑简单则没有拆分的必要。
优点:
1、用户不必知道产品内部组成的细节,将产品本身与产品的创建过程解耦,使得相同的创建过程可以创建不同的产品对象。
2、每一个具体建造者都相对独立,而与其他的具体建造者无关,因此可以很方便地替换具体建造者或增加新的具体建造者, 用户使用不同的具体建造者即可得到不同的产品对象 。
3、增加新的具体建造者无须修改原有类库的代码,指挥者类针对抽象建造者类编程,系统扩展方便,符合“开闭原则”。
4、可以更加精细地控制产品的创建过程 。将复杂产品的创建步骤分解在不同的方法中,使得创建过程更加清晰,也更方便使用程序来控制创建过程。
缺点:
1、生成器模式所创建的产品一般具有较多的共同点,其组成部分相似,如果产品之间的差异性很大,则不适合使用建造者模式,因此其使用范围受到一定的限制。
2、如果产品的内部变化复杂,可能会导致需要定义很多具体建造者类来实现这种变化,导致系统变得很庞大。
6、原型模式
使用原型实例指定待创建对象的类型,并且通过复制这个原型来创建新的对象。原型模式主要就是针对于对象的一些复用操作,就像复印技术,根据原对象复印出一个新对象,并根据需求对新对象进行微调。
优点:
1、可以利用原型模式简化对象的创建过程,尤其是对一些创建过程繁琐,包含对象层级比较多的对象来说,使用原型模式可以节约系统资源,提高对象生成的效率。
2、可以很方便得通过改变值来生成新的对象:有些对象之间的差别可能只在于某些值的不同;用原型模式可以快速复制出新的对象并手动修改值即可。
缺点:
1、对象包含的所有对象都需要配备一个克隆的方法,这就使得在对象层级比较多的情况下,代码量会很大,也更加复杂。
结构型-设计模式
1、装饰模式
不改变原有对象的前提下,动态地给一个对象增加一些额外的功能。就是对原有对象进行一层包装,在包装中添加新的方法,在调用原有的方法,这样就实现了动态地给对象添加一些额外的功能。
优点:
1、比继承更加灵活:不同于在编译期起作用的继承;装饰者模式可以在运行时扩展一个对象的功能。另外也可以通过配置文件在运行时选择不同的装饰器,从而实现不同的行为。也可以通过不同的组合,可以实现不同效果。
2、符合“开闭原则”:装饰者和被装饰者可以独立变化。用户可以根据需要增加新的装饰类,在使用时再对其进行组合,原有代码无须改变。
缺点:
1、装饰者模式需要创建一些具体装饰类,会增加系统的复杂度
2、外观模式
外观模式定义了一个高层接口,为子系统中的一组接口提供一个统一的接口。外观模式又称为门面模式,它是一种结构型设计模式模式。外观模式就是将复杂的逻辑包裹起来只向外暴露出简单的接口,外观模式提供了简单明确的接口,但是在内部众多子系统功能进行整合。就像图片缓存,内部包含了涉及到其他子系统的如缓存、下载等处理,外观模式将这些复杂的逻辑都隐藏了。
优点:
1、实现了客户端与子系统间的解耦:客户端无需知道子系统的接口,简化了客户端调用子系统的调用过程,使得子系统使用起来更加容易。同时便于子系统的扩展和维护。
2、符合迪米特法则(最少知道原则):子系统只需要将需要外部调用的接口暴露给外观类即可,而且他的接口则可以隐藏起来。
缺点:
1、违背了开闭原则:在不引入抽象外观类的情况下,增加新的子系统可能需要修改外观类或客户端的代码。
3、代理模式
为某个对象提供一个代理,并由这个代理对象控制对原对象的访问,就是交互的双方不直接进行交互而是将双方的交互通过一个第三方来进行。这个第三方就是一个代理对象。代理模式像一个房屋中介,买家只能通过中介来买房,代理具备被代理类的所有功能,就像房东有卖房功能,中介也具有卖房功能。此外代理实例还可以帮助被代理实例进行一些额外处理,比如中介可以帮助房东筛选优质买家的功能,帮助房东pass掉一些不符合条件的买家。
优点:
1、降低系统的耦合度:代理模式能够协调调用者和被调用者,在一定程度上降低了系统的耦合度。
2、不同类型的代理可以对客户端对目标对象的访问进行不同的控制:
远程代理:使得客户端可以访问在远程机器上的对象,远程机器 可能具有更好的计算性能与处理速度,可以快速响应并处理客户端请求。
虚拟代理:通过使用一个小对象来代表一个大对象,可以减少系统资源的消耗,对系统进行优化并提高运行速度。
保护代理:可以控制客户端对真实对象的使用权限。
缺点:
1、由于在客户端和被代理对象之间增加了代理对象,因此可能会让客户端请求的速度变慢,就是相比于直接交互,通过代理需要花费一些额外的时间。
4、享元模式
运用共享技术复用大量细粒度的对象,降低程序内存的占用,提高程序的性能
优点:
1、使用享元模可以减少内存中对象的数量,使得相同对象或相似对象在内存中只保存一份,降低系统的使用内存,也可以提性能。
2、享元模式的外部状态相对独立,而且不会影响其内部状态,从而使得享元对象可以在不同的环境中被共享。
缺点:
1、使用享元模式需要分离出内部状态和外部状态,这使得程序的逻辑复杂化。
2、对象在缓冲池中的复用需要考虑线程问题。
5、桥接模式
将抽象部分与它的实现部分分离,使它们都可以独立地变化。尽管手机都有各自的不同之处,但是他们都有一个手机卡卡槽,卡槽里可以插不同运营商的卡。不管手机和卡内部如何改变,只要卡槽的行业标准没有变,就都可以正常使用。桥接模式在于将复杂的类进行分割,优先对象组合的方式,就像将手机里的手机卡抽离出去新建一个类,实现手机实例持有一个手机卡实例的组合方式。而不是通过继承来新建多个不同手机卡的手机子类
优点:
1、扩展性好,符合开闭原则:将抽象与实现分离,让二者可以独立变化
缺点:
1、在设计之前,需要识别出两个独立变化的维度
6、适配器模式
将一个接口转换成客户希望的另一个接口,使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的那些类可以一起工作。适配器模式的别名是包装器模式(Wrapper),是一种结构型设计模式,它与前面的装饰器模式的主要区别在于,适配器模式是将接口合接口之间进行调整适配,而装饰器模式则是保持原有的接口进行扩展。
优点:
1、符合开闭原则:使用适配器而不需要改变现有类,提高类的复用性。
2、目标类和适配器类解耦,提高程序扩展性。
缺点:
1、增加了系统的复杂性
行为型-设计模式
1、职责链模式
避免请求发送者与接收者耦合在一起,让多个对象都有可能接收请求,将这些对象连接成一条链,并且沿着这条链传递请求,直到有对象处理它为止。职责链模式是一种对象行为型模式。就是一步进行一个操作。
优点:
1、职责链模式使得一个对象无须知道是其他哪一个对象处理其请求,对象仅需知道该请求会被处理即可,接收者和发送者都没有对方的明确信息,且链中的对象不需要知道链的结构,由客户端负责链的创建,降低了系统的耦合度。
2、请求处理对象仅需维持一个指向其后继者的引用,而不需要维持它对所有的候选处理者的引用,可简化对象的相互连接。
3、在给对象分派职责时,职责链可以给我们更多的灵活性,可以通过在运行时对该链进行动态的增加或修改来增加或改变处理一个请求的职责。
4、在系统中增加一个新的具体请求处理者时无须修改原有系统的代码,只需要在客户端重新建链即可,从这一点来看是符合“开闭原则”的。
缺点:
1、由于一个请求没有明确的接收者,那么就不能保证它一定会被处理,该请求可能一直到链的末端都得不到处理;一个请求也可能因职责链没有被正确配置而得不到处理。
2、对于比较长的职责链,请求的处理可能涉及到多个处理对象,系统性能将受到一定影响,而且在进行代码调试时不太方便。
3、如果建链不当,可能会造成循环调用,将导致系统陷入死循环。
2、命令模式
将一个请求封装为一个对象,从而让我们可用不同的请求对客户进行参数化;对请求排队或者记录请求日志,以及支持可撤销的操作。命令模式是一种对象行为型模式,其别名为动作(Action)模式或事务(Transaction)模式。和之前代理模式中的举例有些相似,不过命令模式的本质是对命令进行封装,将发出命令的责任和执行命令的责任分割开。例如遥控器是一个调用者,不同按钮代表不同的命令,而电视是接收者
优点:
1、降低系统的耦合度。由于请求者与接收者之间不存在直接引用,因此请求者与接收者之间实现完全解耦,相同的请求者可以对应不同的接收者,同样,相同的接收者也可以供不同的请求者使用,两者之间具有良好的独立性。
2、新的命令可以很容易地加入到系统中。由于增加新的具体命令类不会影响到其他类,因此增加新的具体命令类很容易,无须修改原有系统源代码,甚至客户类代码,满足“开闭原则”的要求。
3、可以比较容易地设计一个命令队列或宏命令(组合命令)。
4、为请求的撤销(Undo)和恢复(Redo)操作提供了一种设计和实现方案。
缺点:
1、使用命令模式可能会导致某些系统有过多的具体命令类。因为针对每一个对请求接收者的调用操作都需要设计一个具体命令类,因此在某些系统中可能需要提供大量的具体命令类,这将影响命令模式的使用。
3、解释器模式
定义一个语言的文法,并且建立一个解释器来解释该语言中的句子,这里的“语言”是指使用规定格式和语法的代码。解释器模式是一种类行为型模式,本质上就是创建一个编译系统,将复杂的指令通过解析简单的指令去执行。
优点:
1、易于改变和扩展文法。由于在解释器模式中使用类来表示语言的文法规则,因此可以通过继承等机制来改变或扩展文法。
2、每一条文法规则都可以表示为一个类,因此可以方便地实现一个简单的语言。
3、实现文法较为容易。在抽象语法树中每一个表达式节点类的实现方式都是相似的,这些类的代码编写都不会特别复杂,还可以通过一些工具自动生成节点类代码。
4、增加新的解释表达式较为方便。如果用户需要增加新的解释表达式只需要对应增加一个新的终结符表达式或非终结符表达式类,原有表达式类代码无须修改,符合“开闭原则”。
缺点:
1、对于复杂文法难以维护。在解释器模式中,每一条规则至少需要定义一个类,因此如果一个语言包含太多文法规则,类的个数将会急剧增加,导致系统难以管理和维护,此时可以考虑使用语法分析程序等方式来取代解释器模式。
2、执行效率较低。由于在解释器模式中使用了大量的循环和递归调用,因此在解释较为复杂的句子时其速度很慢,而且代码的调试过程也比较麻烦。
4、迭代器模式
提供一种方法来访问聚合对象,而不用暴露这个对象的内部表示,其别名为游标(Cursor)。迭代器模式是一种对象行为型模式。本质就是将迭代的api简单的暴露出来,用户不用去知道里面的迭代细节。
优点:
1、它支持以不同的方式遍历一个聚合对象,在同一个聚合对象上可以定义多种遍历方式。在迭代器模式中只需要用一个不同的迭代器来替换原有迭代器即可改变遍历算法,我们也可以自己定义迭代器的子类以支持新的遍历方式。
2、迭代器简化了聚合类。由于引入了迭代器,在原有的聚合对象中不需要再自行提供数据遍历等方法,这样可以简化聚合类的设计。
3、在迭代器模式中,由于引入了抽象层,增加新的聚合类和迭代器类都很方便,无须修改原有代码,满足“开闭原则”的要求。
缺点:
1、由于迭代器模式将存储数据和遍历数据的职责分离,增加新的聚合类需要对应增加新的迭代器类,类的个数成对增加,这在一定程度上增加了系统的复杂性。
2、抽象迭代器的设计难度较大,需要充分考虑到系统将来的扩展,例如JDK内置迭代器Iterator就无法实现逆向遍历,如果需要实现逆向遍历,只能通过其子类ListIterator等来实现,而ListIterator迭代器无法用于操作Set类型的聚合对象。在自定义迭代器时,创建一个考虑全面的抽象迭代器并不是件很容易的事情。
5、中介者模式
用一个中介对象(中介者)来封装一系列的对象交互,中介者使各对象不需要显式地相互引用,从而使其耦合松散,而且可以独立地改变它们之间的交互。中介者模式又称为调停者模式,它是一种对象行为型模式。中介者模式将一个网状的系统结构变成一个以中介者对象为中心的星形结构,在这个星型结构中,使用中介者对象与其他对象的一对多关系来取代原有对象之间的多对多关系。
中介模式和代理模式类似但是它们还是有本质上的区别的:
1、代理模式是一对一,一个代理只能代表一个对象。中介者模式则是多对多,中介者的功能多样,客户也可以多个。
2、只能代理一方。如果PB是A的代理,那么C可以通过PB访问A,但是A不能通过PB访问B。对于中介者模式而言,A可以通过中介访问B,B也可以通过中介访问A
优点:
1、中介者模式简化了对象之间的交互,它用中介者和同事的一对多交互代替了原来同事之间的多对多交互,一对多关系更容易理解、维护和扩展,将原本难以理解的网状结构转换成相对简单的星型结构。
2、中介者模式可将各同事对象解耦。中介者有利于各同事之间的松耦合,我们可以独立的改变和复用每一个同事和中介者,增加新的中介者和新的同事类都比较方便,更好地符合“开闭原则”。
3、可以减少子类生成,中介者将原本分布于多个对象间的行为集中在一起,改变这些行为只需生成新的中介者子类即可,这使各个同事类可被重用,无须对同事类进行扩展。
缺点:
1、在具体中介者类中包含了大量同事之间的交互细节,可能会导致具体中介者类非常复杂,使得系统难以维护。
6、备忘录模式
在不破坏封装的前提下,捕获一个对象的内部状态,并在该对象之外保存这个状态,这样可以在以后将对象恢复到原先保存的状态。备忘录模式提供了一种状态恢复的实现机制,使得用户可以方便地回到一个特定的历史步骤,当新的状态无效或者存在问题时,可以使用暂时存储起来的备忘录将状态复原,当前很多软件都提供了撤销操作,其中就使用了备忘录模式,也可以充当缓存,实现快速响应。
优点:
1、它提供了一种状态恢复的实现机制,使得用户可以方便地回到一个特定的历史步骤,当新的状态无效或者存在问题时,可以使用暂时存储起来的备忘录将状态复原。
2、备忘录实现了对信息的封装,一个备忘录对象是一种原发器对象状态的表示,不会被其他代码所改动。备忘录保存了原发器的状态,采用列表、堆栈等集合来存储备忘录对象可以实现多次撤销操作。
缺点:
1、资源消耗过大,如果需要保存的原发器类的成员变量太多,就不可避免需要占用大量的存储空间,每保存一次对象的状态都需要消耗一定的系统资源。
7、观察者模式
定义对象之间的一种一对多依赖关系,使得每当一个对象状态发生改变时,其相关依赖对象皆得到通知并被自动更新。观察者模式的别名包括发布-订阅(Publish/Subscribe)模式、模型-视图(Model/View)模式、源-监听器(Source/Listener)模式或从属者(Dependents)模式。观察者模式是一种对象行为型模式。
优点:
1、观察者模式可以实现表示层和数据逻辑层的分离,定义了稳定的消息更新传递机制,并抽象了更新接口,使得可以有各种各样不同的表示层充当具体观察者角色。
2、观察者模式在观察目标和观察者之间建立一个抽象的耦合。观察目标只需要维持一个抽象观察者的集合,无须了解其具体观察者。由于观察目标和观察者没有紧密地耦合在一起,因此它们可以属于不同的抽象化层次。
3、观察者模式支持广播通信,观察目标会向所有已注册的观察者对象发送通知,简化了一对多系统设计的难度。
4、观察者模式满足“开闭原则”的要求,增加新的具体观察者无须修改原有系统代码,在具体观察者与观察目标之间不存在关联关系的情况下,增加新的观察目标也很方便。
缺点:
1、如果一个观察目标对象有很多直接和间接观察者,将所有的观察者都通知到会花费很多时间。
2、如果在观察者和观察目标之间存在循环依赖,观察目标会触发它们之间进行循环调用,可能导致系统崩溃。
3、观察者模式没有相应的机制让观察者知道所观察的目标对象是怎么发生变化的,而仅仅只是知道观察目标发生了变化。
8、状态模式
允许一个对象在其内部状态改变时改变它的行为,对象看起来似乎修改了它的类。其别名为状态对象(Objects for States),状态模式是一种对象行为型模式。本质上就是根据不同的环境同一个对象可能会展现出不同的行为。
优点:
1、封装了状态的转换规则,在状态模式中可以将状态的转换代码封装在环境类或者具体状态类中,可以对状态转换代码进行集中管理,而不是分散在一个个业务方法中。
2、将所有与某个状态有关的行为放到一个类中,只需要注入一个不同的状态对象即可使环境对象拥有不同的行为。
3、允许状态转换逻辑与状态对象合成一体,而不是提供一个巨大的条件语句块,状态模式可以让我们避免使用庞大的条件语句来将业务方法和状态转换代码交织在一起。
4、可以让多个环境对象共享一个状态对象,从而减少系统中对象的个数。
缺点:
1、状态模式的使用必然会增加系统中类和对象的个数,导致系统运行开销增大。
2、状态模式的结构与实现都较为复杂,如果使用不当将导致程序结构和代码的混乱,增加系统设计的难度。
3、状态模式对“开闭原则”的支持并不太好,增加新的状态类需要修改那些负责状态转换的源代码,否则无法转换到新增状态;而且修改某个状态类的行为也需修改对应类的源代码。
9、策略模式
定义一系列算法类,将每一个算法封装起来,并让它们可以相互替换,策略模式让算法独立于使用它的客户而变化,也称为政策模式(Policy)。
优点:
1、策略模式提供了对“开闭原则”的完美支持,用户可以在不修改原有系统的基础上选择算法或行为,也可以灵活地增加新的算法或行为。
2、策略模式提供了管理相关的算法族的办法。策略类的等级结构定义了一个算法或行为族,恰当使用继承可以把公共的代码移到抽象策略类中,从而避免重复的代码。
3、策略模式提供了一种可以替换继承关系的办法。如果不使用策略模式,那么使用算法的环境类就可能会有一些子类,每一个子类提供一种不同的算法。但是,这样一来算法的使用就和算法本身混在一起,不符合“单一职责原则”,决定使用哪一种算法的逻辑和该算法本身混合在一起,从而不可能再独立演化;而且使用继承无法实现算法或行为在程序运行时的动态切换。
4、使用策略模式可以避免多重条件选择语句。多重条件选择语句不易维护,它把采取哪一种算法或行为的逻辑与算法或行为本身的实现逻辑混合在一起,将它们全部硬编码(Hard Coding)在一个庞大的多重条件选择语句中,比直接继承环境类的办法还要原始和落后。
5、策略模式提供了一种算法的复用机制,由于将算法单独提取出来封装在策略类中,因此不同的环境类可以方便地复用这些策略类。
缺点:
1、客户端必须知道所有的策略类,并自行决定使用哪一个策略类。这就意味着客户端必须理解这些算法的区别,以便适时选择恰当的算法。换言之,策略模式只适用于客户端知道所有的算法或行为的情况。
2、策略模式将造成系统产生很多具体策略类,任何细小的变化都将导致系统要增加一个新的具体策略类。
3、无法同时在客户端使用多个策略类,也就是说,在使用策略模式时,客户端每次只能使用一个策略类,不支持使用一个策略类完成部分功能后再使用另一个策略类来完成剩余功能的情况。
10、模板方法模式
定义一个操作中算法的框架,而将一些步骤延迟到子类中。模板方法模式使得子类可以不改变一个算法的结构即可重定义该算法的某些特定步骤。本质上就是像那些前端框架中的提供的那些钩子函数,作为一种模板用户可以自定义具体的执行。
优点:
1、在父类中形式化地定义一个算法,而由它的子类来实现细节的处理,在子类实现详细的处理算法时并不会改变算法中步骤的执行次序。
2、模板方法模式是一种代码复用技术,它在类库设计中尤为重要,它提取了类库中的公共行为,将公共行为放在父类中,而通过其子类来实现不同的行为,它鼓励我们恰当使用继承来实现代码复用。
3、可实现一种反向控制结构,通过子类覆盖父类的钩子方法来决定某一特定步骤是否需要执行。
4、在模板方法模式中可以通过子类来覆盖父类的基本方法,不同的子类可以提供基本方法的不同实现,更换和增加新的子类很方便,符合单一职责原则和开闭原则。
缺点:
1、需要为每一个基本方法的不同实现提供一个子类,如果父类中可变的基本方法太多,将会导致类的个数增加,系统更加庞大,设计也更加抽象,此时,可结合桥接模式来进行设计。
11、访问者模式
提供一个作用于某对象结构中的各元素的操作表示,它使我们可以在不改变各元素的类的前提下定义作用于这些元素的新操作。访问者模式是一种对象行为型模式。访问者模式是一种较为复杂的行为型设计模式,它包含访问者和被访问元素两个主要组成部分,这些被访问的元素通常具有不同的类型,且不同的访问者可以对它们进行不同的访问操作。访问者模式使得用户可以在不修改现有系统的情况下扩展系统的功能,为这些不同类型的元素增加新的操作。
优点:
1、增加新的访问操作很方便。使用访问者模式,增加新的访问操作就意味着增加一个新的具体访问者类,实现简单,无须修改源代码,符合“开闭原则”。
2、将有关元素对象的访问行为集中到一个访问者对象中,而不是分散在一个个的元素类中。类的职责更加清晰,有利于对象结构中元素对象的复用,相同的对象结构可以供多个不同的访问者访问。
3、让用户能够在不修改现有元素类层次结构的情况下,定义作用于该层次结构的操作。
缺点:
1、增加新的元素类很困难。在访问者模式中,每增加一个新的元素类都意味着要在抽象访问者角色中增加一个新的抽象操作,并在每一个具体访问者类中增加相应的具体操作,这违背了“开闭原则”的要求。
2、破坏封装。访问者模式要求访问者对象访问并调用每一个元素对象的操作,这意味着元素对象有时候必须暴露一些自己的内部操作和内部状态,否则无法供访问者访问。