精彩的设计模式系列(一)

物是人非事事休,当周围的一切都发生着改变,包括我们的需求、程序等,我们又该如何去应对和解决呢?欢迎进入编程人员必经之路------设计模式

1 本篇概述

什么是设计模式

为什么要学习设计模式

怎么使用设计模式

21种设计模式

设计模式的遵循的六大原则

设计模式之工厂模式

2 什么是设计模式

2.1 设计模式简介

设计模式最开始出现于一个合称GOF(Gang of Four)四人帮所出的一本书Design Patterns - Elements of Reusable Object-Oriented Software(设计模式-可复用的面向对象软件元素)一书中。

设计模式在现代软件开发当中一般被认为代表着前辈们的最佳实践。

怎么说呢,它其实不是代表着某种模式,可以说是软件开发人员在编程过程中经常遇到的问题的一些解决方案,也可以说是一些代码设计的经验的总结。

3 为什么要学习设计模式

3.1 设计模式能够带来什么

一般我们在使用某种工具或物品时,总是带着某种目的,它总是能够解决某些问题或达成某种目的的方便,你比如说筷子,我们为什么要使用筷子呢?我们为什么要使用汽车呢?那么我们为什么要使用设计模式呢?

代码复用。合理地使用设计模式可以让我们的代码实现多处复用,大大减少开发时间,提高效率,节省开发成本。

简洁易维护。设计模式是反复使用的,为人所知晓的,方便大家维护的使用。便于开发人员读懂代码,进行维护等。

设计模式使开发工程化,模范化。项目中合理地使用设计模式可以完美地解决很多问题。

每种设计模式都是前辈们在开发过程中真实问题的写照,它们描述了我们一直遇到的问题,以及处理这些问题的解决方案。

4 怎么使用设计模式

4.1 How to use

要想融会贯通、触类旁通地在软件设计当中使用设计模式,这无疑是一名出色的软件工程师了(俺还是个菜鸟级┭┮﹏┭┮)

在适当的场合适当地使用设计模式,并达到利己、利他人、利系统、利企业,必须经过长时间的实践,平时需要多思考,勤记笔记,但在这之前,我们得先学习设计模式。

5 二十一种设计模式

常见的设计模式有21种,大体可分为三类:创建型、结构型、行为型

创建型:主要是解决对象是如何产生或创建出来等相关问题

工厂模式(Factory Pattern)

抽象工厂模式(Abstract Factory Pattern)

单例模式(Singleton Pattern)

单例模式(Singleton Pattern)

原型模式(Prototype Pattern)

结构型:主要是研究对象之间的关系

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:主要是研究对象的行为(对象与对象之间是如何联系的,如何通信的)

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)

6 设计模式的六大原则

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。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。想要达到这样的效果,我们需要使用接口和抽象类。

2、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。

3、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。

4、接口隔离原则(Interface Segregation Principle)

这个原则的意思是: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。

5、迪米特法则,又称最少知道原则(Demeter Principle)

最少知道原则是指: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。

6、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。

上述原则详情文章可参考如下:

OOP面向对象编程的六大原则(上)

OOP面向对象编程的六大原则(下)

6 设计模式之工厂模式

后面可能不会罗列所有的设计模式,但是尽可能地进行笔记的概述吧。

我们无时无刻不在接触着对象,以及对象的创建。最简单的方式就是new。而我们应当面向抽象编程,不能依赖于具体的实现。举个例子,我要去买车,我直接去销售店提车,而不需要知道这辆车是如何做出来的。

下面代码示例:我需要一个打印机,我不必知道打印机是怎么制造出来的,我只关心什么牌子的好,现在有两个牌子的打印机,惠普打印机和佳能打印机(如下图),它们都能实现打印功能,将打印机的行为抽象出来为IPrinter

在具体的使用当中直接依赖于这两个打印机类的实现,在这里设计一个工厂类,用户根据需要来创建不同的打印机类,创建打印机交给专业的工厂去做,我们只需要使用。如下图

好了,今天的学习到这里结束了,往篇精彩奉上:

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