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一 设计模式简介
定义:设计模式,即 Design Patterns,是指在软件设计中常见问题的典型解决方案。
作用: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。
来源:上世纪 90 年代,Erich Gamma、Richard Helm、Raplh Johnson 和 Jonhn Vlissides 四位作者出版了《Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software》一书,将设计模式的概念应用到程序开发领域中。 该书提供了 23 个模式来解决面向对象程序设计中的各种问题,很快便成为了畅销书。这四位作者也被称为四人组(Gang Of Four)。
组成:大部分设计模式都有正规的描述方式,以便在不同情况下使用。 设计模式的描述通常会包括以下四个基本要素:
- 意图:简单描述问题和解决方案。
- 动机:进一步解释问题并说明模式会如何提供解决方案。
- 结构:展示模式的各个部分和它们之间的关系。
- 在不同语言中的实现:提供流行编程语言的代码示例,让读者更好地理解模式背后的思想。
部分模式介绍中还列出其他的一些实用细节,例如模式的适用性、实现步骤以及与其他模式的关系。
二 设计模式的七大原则
2.1 开闭原则(Open Close Principle)
开闭原则的意思是:对扩展开放,对修改关闭。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。模块应尽量在不修改原代码的情况下进行扩展。
2.2 单一职责原则(Single Responsibility Principle)
指一个类或者模块应该有且只有一个改变的原因。如果一个类承担的职责过多,就等于把这些职责耦合在一起了。一个职责的变化可能会削弱或者抑制这个类完成其他职责的能力。这种耦合会导致脆弱的设计,当发生变化时,设计会遭受到意想不到的破坏。而如果想要避免这种现象的发生,就要尽可能的遵守单一职责原则。此原则的核心就是解耦和增强内聚性。
2.3 里氏代换原则(Liskov Substitution Principle)
里氏代换原则是面向对象设计的基本原则之一。 里氏代换原则中说,任何基类可以出现的地方,子类一定可以出现。LSP 是继承复用的基石,只有当派生类可以替换掉基类,且软件单位的功能不受到影响时,基类才能真正被复用,而派生类也能够在基类的基础上增加新的行为。里氏代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,所以里氏代换原则是对实现抽象化的具体步骤的规范。
2.4 依赖倒转原则(Dependence Inversion Principle)
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。
2.5 接口隔离原则(Interface Segregation Principle)
使用多个隔离的接口,比使用单个接口要好。它还有另外一个意思是:降低类之间的耦合度。由此可见,其实设计模式就是从大型软件架构出发、便于升级和维护的软件设计思想,它强调降低依赖,降低耦合。
2.6 迪米特原则(Demeter Principle)
迪米特原则是指:一个实体应当尽量少地与其他实体之间发生相互作用,使得系统功能模块相对独立。
2.7 合成复用原则(Composite Reuse Principle)
合成复用原则是指:尽量使用合成/聚合的方式,而不是使用继承。
三 设计模式的类型
不同设计模式的复杂程度、 细节层次以及在整个系统中的应用范围等方面各不相同。最基础的、 底层的模式通常被称为惯用技巧。 这类模式一般只能在一种编程语言中使用。最通用的、 高层的模式是构架模式。 开发者可以在任何编程语言中使用这类模式。 与其他模式不同, 它们可用于整个应用程序的架构设计。
此外, 所有模式可以根据其意图或目的来分类:
- 创建型模式:提供创建对象的机制, 增加已有代码的灵活性和可复用性。
- 结构型模式:介绍如何将对象和类组装成较大的结构, 并同时保持结构的灵活和高效。
- 行为模式:负责对象间的高效沟通和职责委派。
序号 | 模式 & 描述 | 包括 |
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1 | 创建型模式 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。 |
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2 | 结构型模式 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。 |
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3 | 行为型模式 特别关注对象之间的通信。 |
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