23种设计模式

 

 

 

  《设计模式》一书归纳出23种设计模式
  1．创建型模式
  前面讲过，社会化的分工越来越细，自然在软件设计方面也是如此，因此对象的创建和对象的使用分开也就成为了必然趋势。因为对象的创建会消耗掉系统的很多资源，所以单独对对象的创建进行研究，从而能够高效地创建对象就是创建型模式要探讨的问题。这里有6个具体的创建型模式可供研究，它们分别是：
  ----简单工厂模式（Simple Factory）；
  工厂方法模式（Factory Method）；
  抽象工厂模式（Abstract Factory）；
  创建者模式（Builder）；
  原型模式（Prototype）；
  单例模式（Singleton）。
  说明：严格来说，简单工厂模式不是GoF总结出来的23种设计模式之一。
  2．结构型模式
  在解决了对象的创建问题之后，对象的组成以及对象之间的依赖关系就成了开发人员关注的焦点，因为如何设计对象的结构、继承和依赖关系会影响到后续程序的维护性、代码的健壮性、耦合性等。对象结构的设计很容易体现出设计人员水平的高低，这里有7个具体的结构型模式可供研究，它们分别是：
  外观模式（Facade）；
  适配器模式（Adapter）；
  代理模式（Proxy）；
  装饰模式（Decorator）；
  桥模式（Bridge）；
  组合模式（Composite）；
  享元模式（Flyweight）。
  3．行为型模式
  在对象的结构和对象的创建问题都解决了之后，就剩下对象的行为问题了，如果对象的行为设计的好，那么对象的行为就会更清晰，它们之间的协作效率就会提高，这里有11个具体的行为型模式可供研究，它们分别是：
  模板方法模式（Template Method）；
  观察者模式（Observer）；
  状态模式（State）；
  策略模式（Strategy）；
  职责链模式（Chain of Responsibility）；
  命令模式（Command）；
  访问者模式（Visitor）；
  中介者模式（Mediator）；
  备忘录模式（Memento）；
  迭代器模式（Iterator）；
  解释器模式（Interpreter）。

  Facade外观模式为子系统中的各类（或结构与方法）提供一个简明一致的界面，隐藏子系统的复杂性，使子系统更加容易使用。他是为子系统中的一组接口所提供的一个一致的界面。Facade一个典型应用就是数据库JDBC的应用
  重新进行类的设计，将原来分散在源码中的类/结构及方法重新组合，形成新的、统一的接口，供上层应用使用。
  这在某种意义上与Adapter及Proxy有类似之处，但是，Proxy（代理）注重在为Client-Subject提供一个访问的中间层，如CORBA可为应用程序提供透明访问支持，使应用程序无需去考虑平台及网络造成的差异及其它诸多技术细节；Adapter（适配器）注重对接口的转换与调整；而Facade所面对的往往是多个类或其它程序单元，通过重新组合各类及程序单元，对外提供统一的接口/界面
  Strategy策略模式(对象行为型):定义一系列的算法,把每一个算法封装起来, 并且使它们可相互替换。
  例如，出行旅游，把交通工具抽出接口，把实现类作为参数传入进去。
  策略模式和状态模式最大的区别就是策略模式只是的条件选择只执行一次，而状态模式是随着实例参数（对象实例的状态）的改变不停地更改执行模式。换句话说，策略模式只是在对象初始化的时候更改执行模式，而状态模式是根据对象实例的周期时间而动态地改变对象实例的执行模式。
  工厂模式是创建型模式 ，它关注对象创建，提供创建对象的接口. 让对象的创建与具体的使用客户无关。策略模式是对象行为型模式 ，它关注行为和算法的封装 。它定义一系列的算法,把每一个算法封装起来, 并且使它们可相互替换。使得算法可独立于使用它的客户而变化
  我们去旅行。策略模式的做法：有几种方案供你选择旅行，选择火车好呢还是骑自行车，完全有客户自行决定去构建旅行方案（比如你自己需要去买火车票，或者机票）。而工厂模式是你决定哪种旅行方案后，不用关注这旅行方案怎么给你创建，也就是说你告诉我方案的名称就可以了，然后由工厂代替你去构建具体方案（工厂代替你去买火车票）。
  State状态模式(对象行为型):允许一个对象在其内部状态改变时改变它的行为。例如，电梯，根据电梯的状态进行相应动作封装。面向接口编程。
  状态模式与职责链模式最大的区别就是状态模式是让各个状态对象自己知道其下一个处理的对象是谁。而职责链模式中的各个对象并不指定其下一个处理的对象到底是谁，只有在客户端才设定。
  状态模式的主要优点在于封装了转换规则，并枚举可能的状态，它将所有与某个状态有关的行为放到一个类中，并且可以方便地增加新的状态，只需要改变对象状态即可改变对象的行为，还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；其缺点在于使用状态模式会增加系统类和对象的个数，且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。
  Birdge桥梁模式，对象的结构模式，又称为柄体(Handle and Body)模式或接口(Interface)模式，用意是"将抽象化(Abstraction)与实现化(Implementation)脱耦，使得二者可以独立地变化"。这句话有三个关键词，也就是抽象化、实现化和脱耦.
  应用情况: 1.如果一个系统需要在构件的抽象化角色和具体化角色之间增加更多的灵活性，避免在两个层次之间建立静态的联系。2.设计要求实现化角色的任何改变不应当影响客户端，或者说实现化角色的改变对客户端是完全透明的。3.一个构件有多于一个的抽象化角色和实现化角色，系统需要它们之间进行动态耦合。  4.虽然在系统中使用继承是没有问题的，但是由于抽象化角色和具体化角色需要独立变化，设计要求需要独立管理这两者。
  Mediator中介者模式:用一个中介者对象来封装一系列的对象交互。中介者使各对象不需要显式的相互引用，从而使其耦合松散，而且可以独立的改变他们之间的交互。
  Composite组成模式:将对象组合成树形结构以表示“整体—部分”的层次结构。Composite模式使单个对象和组合对象的使用具有一致性。
  从前有个山，山里有个庙，庙里有个老和尚在给小和尚讲故事，讲的什么故事呢？从前有个山，山里有个庙……。奶奶的故事要循环多少次，根据你多长时间睡着而定。在故事中有山、有庙、有和尚、有故事。
  做一个影视节目列表的树形结构，要求支持二级分类.
  Iterator迭代器模式:它可以把访问逻辑从不同类型的集合类中抽象出来，从而避免向客户端暴露集合的内部结构。 ArrayList,LinkList的数据访问。
  Interpreter解释器模式,主要应用在使用面向对象语言开发编译器中;  加减乘除的实现；
  解释器模式提供了一个简单的方式来执行语法，而且容易修改或者扩展语法。一般系统中很多类使用相似的语法，可以使用一个解释器来代替为每一个规则实现一个解释器。而且在解释器中不同的规则是由不同的类来实现的，这样使得添加一个新的语法规则变得简单。
  Command命令模式:将一组行为抽象为对象，实现二者之间的松耦合。这就是命令模式（Command Pattern）;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。
  Memento备忘录模式:在不破坏封闭的前提下，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。eg.保存游戏状态。
  Builder创建者模式,主要是用于创建复杂的一些对象，这些对象的创建步骤基本固定，但是可能具体的对象的组成部分却又可以自由的变化. eg.组装电脑。
  Chain of Responsibility职责链模式，责任链模式降低了请求的发送端和接收端之间的耦合，使多个对象都有机会处理这个请求。一个链可以是一条线，一个树，也可以是一个环。如下图所示，责任链是一个树结构的一部分。