设计模式背景、通用思想与原则

每一个模式描述了一个在我们周围不断重复发生的问题,以及解决该问题的解决方案的核心。

设计模式不仅仅是一种解决问题的方案,也是一种,更抽象、更高层的沟通和描述的语言。

一般而言,我们关注设计模式的四个方面:

1. 模式名称。一个通用的,用来标识一个设计模式。

2. 问题。清晰地描述了这个设计模式解决的问题,或者是使用这个设计模式的前置条件。

3. 解决方案。这个设计模式是如何实际地解决上面提到的问题的。

4.影响。设计模式最终带来的影响,有好有坏,使用者需要结合实际情况,衡量其中的利弊。一般来说,好处通常是,增加系统的灵活性、扩充性和可移植性。

我们使用1来提高沟通和纪录的效率。结合2和4,我们确定实际遇到的问题和某种模式解决的问题匹配程度,衡量利弊,决定是否使用该模式。参照3,实际使用该模式,设计类图or编码。

设计模式的两种分类标准

1.按照目的来区分。分为,创建型,结构型和行为型。创建型与对象的创建有关。结构型主要处理类或对象的组合。行为型描述了类或对象怎样交互和怎样分配职责。

2.按照范围来划分。指明该设计模式主要用于类还是对象。大部分设计模式都是针对对象的。

我们在定义一个设计模式的时候,首先会给出该模式类型,例如“类创建型”或“对象创建型”。从语义上来说,前者特指,将对象的部分创建工作延迟到子类,后者指,将对象的创建工作延迟到另一个对象类结构型使用继承机制来组合类,对象结构型则使用对象的组装。

设计或编码过程中常见的问题

1.直接地使用一个实现类来创建对象

这是最常见的情况。我们往往直接使用

Dog dog = new Dog();

这样直接的方式来创建对象。从设计上认为,这种直接的方式,面对以后的变化,会更麻烦一些。所以,建议我们间接的创建对象。相关的设计模式有,抽象工厂,工厂方法和原型模式。

2.对特殊操作的依赖[WIP]

当你为请求指定一个特殊操作时,完成该请求的方式就固定下来了。为了避免把请求写死,你将可以在编译或运行时,很方便地改变响应请求的方法。责任链模式和命令模式。

3.对硬件和软件平台的依赖

硬件一般指的是对系统接口的依赖,软件则指的外部系统或组件的依赖。这是一个耦合松紧的问题,一些设计模式的效果是降低耦合,来达到降低对具体平台的依赖性。相关的设计模式有,抽象工厂和桥接模式。

4.对对象表示或实现的依赖

当使用对象的用户,深刻了解该对象的内部实现细节的话,可能会用到一些“高级”(但是提供方并没有公开)的功能。如果提供方发生了升级或其他导致实现变化的操作,下游用户就不得不修改他的代码。所以,我们需要避免这种连锁式的变化,减少对外暴露的细节。相关的设计模式有,抽象工厂,桥接器,备忘录,代理模式。

5.算法的依赖

“算法”是一个值得提高警惕的东西,它的变化性,显而易见。比如我们经常会先提供一个能work的实现,然后因为不断提高的性能要求而更新的算法。我们需要分清它的接口和实现,确保接口是不易变的。涉及到的设计模式有,建造者,迭代器,策略,模板方法和访问中模式。

6.紧耦合

前面提到的一些问题的根本就是耦合太紧。降低耦合最基础的指导思想就是,分层技术或将耦合抽象(接口化)。

7.扩充功能

当我们面临功能的增加时,一种选择就是继承原来的类,在子类中实现新的功能。这是一种不好的方式。继承的方式,并不能很好的封装父类的实现细节,这将导致子类和父类的耦合大概率增加。对于这种功能的扩充,常用的设计模式有,桥接器,责任链,复合,装饰器,观察者和策略模式。

8.修改原有的功能

一般来说,我们的设计应该坚持,“不支持修改,只支持扩展”。但是,实际情况下还是会需要修改一个已有的功能。为了避免修改之后,隐藏的或者连锁式的影响,可以采用一些设计模式,比如,适配器,装饰器和观察者模式。

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