设计模式初探
一. 前言
刚入行前几年,还是个it小白的时候,初次接触到设计模式,不明觉厉,将之奉若圭臬,怀着虔诚的心,去学习和钻研,在写代码时各种往设计模式上套,仿佛按这样,逼格就上去了,摇身一变成了coder大神。因为这个,也出了不少洋相,很多代码存在过度设计的问题,很多简单问题被我复杂化了不说,还因此耽误了工作进度。于是决定暂时先将设计模式束之高阁。
这两年,代码量上来了,接触的业务变多了,也变复杂了,直接手撸代码已经有点力不从心了,于是又想到了设计模式,就又把它扒了出来。
其实一些编程的思维和方式,我们在日常编码过程中,都在自觉或不自觉地使用,而设计模式只是将之提炼总结了出来,所以我们学习和运用可以,但也没必要神化它,而且需要根据项目需要去使用,不能生搬硬套,为了那碟醋专门去包顿饺子。
废话说了一箩筐,准备正式开始填设计模式这个大坑。
二. 设计模式定义
设计模式是软件工程领域的一种最佳实践,它提供了一套通用的解决方案,用于解决在软件设计过程中经常遇到的问题。设计模式并不是具体的代码,而是描述在某些特定情况下的问题、该问题的解决方案以及该方案的后果。它们有助于提高代码的可读性、可维护性和可重用性。
三. 设计模式的分类
设计模式的种类其实有很多,最经典的是GoF在《设计模式》一书中划分的23种,其余还有不少游离在这23种之外的,我们就不做深究,先吃透这最经典的23种再说。
这23种设计模式主要分为三大类:
- 创建型模式
- 结构型模式
- 行为型模式
1. 创建型模式(Creational Patterns)
关注对象的创建过程,旨在隐藏创建逻辑,使得系统更具弹性、易于扩展。主要包括:
工厂方法模式(Factory Method)
定义一个用于创建对象的接口,但让子类决定实例化哪一个类。
抽象工厂模式(Abstract Factory)
提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口,而无需指定它们具体的类。
单例模式(Singleton)
保证一个类只有一个实例,并提供一个全局访问点。
建造者模式(Builder)**
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不同的表示。
原型模式(Prototype)
用原型实例指定创建对象的种类,并且通过拷贝这些原型来创建新的对象。
2. 结构型模式(Structural Patterns)
关注类和对象的组合,以形成更大的结构,简化系统的设计,提高系统的灵活性。包括:
适配器模式(Adapter)
将一个类的接口转换成客户希望的另一个接口,使得原本不兼容的类可以一起工作。
桥接模式(Bridge)
将抽象部分与其实现部分分离,使它们可以独立变化。
组合模式(Composite)
将对象组合成树形结构以表示“部分-整体”的层次结构,使得用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性。
装饰器模式(Decorator)
动态地给一个对象添加一些额外的职责,就增加功能来说,比生成子类更为灵活。
外观模式(Facade)
为子系统中的一组接口提供一个一致的界面,简化高层模块对子系统的使用。
享元模式(Flyweight)
运用共享技术有效支持大量细粒度的对象。
代理模式(Proxy)
为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。
3. 行为型模式(Behavioral Patterns)
关注对象间的通信,以及职责分配,以实现灵活的行为。
责任链模式(Chain of Responsibility)
使多个对象都有机会处理请求,从而避免请求的发送者和接收者之间的耦合关系。
命令模式(Command)
将请求封装成一个对象,从而可用不同的请求对客户进行参数化,以及支持可撤销的操作。
解释器模式(Interpreter)
给定一种语言,定义它的文法和一个解释器,该解释器使用该语法来解释语言中的句子。
迭代器模式(Iterator)
提供一种方法顺序访问一个聚合对象中各个元素,而又不需要暴露该对象的内部表示。
中介者模式(Mediator)
用一个中介对象来封装一系列的对象交互,使对象不需要显式相互引用。
备忘录模式(Memento)
在不破坏封装性的前提下,捕获一个对象的内部状态,并在该对象之外保存这个状态,这样以后就可将该对象恢复到原先保存的状态。
观察者模式(Observer)
定义对象间的一种一对多的依赖关系,当一个对象的状态发生改变时,所有依赖于它的对象都会得到通知并被自动更新。
状态模式(State)
允许对象在内部状态改变时改变它的行为,对象看起来好像修改了它的类。
策略模式(Strategy)
定义一系列算法,把它们一个个封装起来,并使它们可以相互替换,让算法独立于使用它的客户。
模板方法模式(Template Method)
定义一个操作中的算法骨架,而将一些步骤延迟到子类中,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。
访问者模式(Visitor)
表示一个作用于某对象结构中的各元素的操作,它使你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。
每种设计模式都有其特定的应用场景和解决的问题,熟练掌握并合理应用这些模式,可以显著提升软件开发的质量和效率。