设计模式简介

设计模式(Design Pattern)

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一、设计模式-由来

克里斯托弗·亚历山大 《建筑模式语言》

1994年 埃里希·伽玛、约翰·弗利赛德斯、拉尔夫·约翰、理查德·赫尔姆（四人组 Gang of four, Gof） 《设计模式：可复用面向对象软件元素》 23种

二、设计模式-目的

• 可重用性（相同功能的代码，不用多次编写）
• 可读性（编程规范，便于其他程序员的阅读和理解）
• 可扩展性（当需要增加新功能时，非常方便，即：可维护）
• 可靠性（增加新功能后，对原来的功能没有影响）
• 使程序呈现高内聚、低耦合的特性

三、设计模式-六大原则

基础原则：单一职责原则

类、方法、接口

对于一个类，只有一个引起该类变化的原因：该类的职责是唯一的，且这个职责是唯一引起其他类变化的原因

1.开闭原则（Open Close Principle）

对扩展开放，对修改关闭

• 对于扩展是开放的：模块的行为是可以扩展的。当需求改变时，可以对模块进行扩展，使其具有满足改变的新行为。
• 对于修改是关闭的：对模块的行为进行扩展时，不必改动模块的源代码或二进制代码。

示例: 更换飞书主题

2.里氏替换原则（Liskov Substitution Principle）

基类与子类之间的关系

任何基类可以出现的地方，子类一定可以出现。
里氏替换原则是对开闭原则的补充, 基类与子类的继承关系是抽象化的具体实现，实现开闭原则的关键步骤是抽象化，里氏替换原则是实现对象抽象化的具体步骤的规范。

示例: 正方形不是长方形

3.依赖倒置（倒转）原则（Dependence Inversion Principle）

依赖对象接口，而不是具体对象

针对接口编程，依赖于抽象而不依赖具体的实现。（降低了客户与实现模块间的耦合）
依赖倒置原则是开闭原则的基础。

示例: 组装电脑

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

接口按照功能细分

客户端不应该依赖他不需要的接口，一个类对另一个类的依赖应该建立在最小的接口上。
实现方式：使用多个专门的接口比使用单一接口要好，可以降低类之间的耦合度。

5.迪米特法则（最少知道原则，Demeter Principle，LOD）

类与类之间的亲疏关系

一个类对于其他类知道的越少越好，就是说一个对象应当对其他对象尽可能少的了解，只进行通信，不和陌生人说话。

6.合成复用原则（组合/聚合复用原则，Composite Reuse Principle）

类与类的关联关系

尽量使用对象组合/聚合关系（关联关系），而不是继承来达到复用的目的。

四、设计模式-分类

1.创建型模式（Creation Patterns 5种）

提供创建对象的机制，增加已有代码的灵活性和可复用性

• 抽象工厂模式（AbstractFactory）：创建相关或依赖对象的家族，而无需明确指定具体类。
• 工厂方法模式（FactoryMethod）：定义一个创建对象的工厂接口，让子类决定实例化哪个类。
• 单例模式（Singleton）：某个类只能有一个实例，提供一个全局的访问点。
• 建造者模式（Builder，创建者、生成器）：封装一个复杂对象的创建过程，并可以按步骤构造。
• 原型模式（Prototype）：通过复制现有的实例来创建新的实例。

2.结构型模式（Structural Patterns 7种）

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

• 适配器模式（Adapter Patterns）：将一个类的方法接口转换成客户希望的另一个接口。
• 桥接模式（Bridge Patterns）：将抽象部分和它的实现部分分离，使他们都可以独立的变化。
• 组合模式（Composite Patterns）：将对象组合成树形结构以表示部分-整体的层次结构。
• 装饰器模式（Decorator Patterns）：动态的给对象添加新的功能。
• 外观模式（Facade Patterns）：对外提供一个统一的方法，来访问子系统中的一群接口。
• 享元模式（Flyweight Patterns）：通过共享技术有效的支持大量细粒度对象。
• 代理模式（Proxy Patterns）：为其他对象提供一个代理以便控制这个对象的访问。

3.行为型模式（Behavioral Patterns 11种）

负责对象间的高效沟通和职责委派

• 责任链模式（Chain of Responsibility Patterns）：将请求的发送者和接收者解耦，使多个对象都有机会处理这个请求的机会。
• 命令模式（Command Patterns）：将命令请求封装为一个对象，使得可以用不同的请求来进行参数化。
• 解释器模式（Interpreter Patterns）：给定一个语言，定义它的文法的一种表示，并定义一个解释器。
• 迭代器模式（Iterator Patterns）：一种遍历访问聚合对象中各个元素的方法，不暴露该对象的内部结构。
• 中介者模式（Mediator Patterns）：用一个中介对象来封装一系列的对象交互。
• 备忘录模式（Memento Patterns）：在不破环封装的前提下，保持对象的内部状态。
• 状态模式（State Patterns）：允许一个对象在其对象内部状态改变时，改变它的行为。
• 策略模式（Strategy Patterns）：定义一系列算法，把他们封装起来，并且使他们可以相互替换。
• 模板方法模式（Template Patterns）：定义一个算法结构，而将一些步骤延迟到子类实现。
• 观察者模式（Observer Patterns）：对象间的一对多的依赖关系。
• 访问者模式（Visitor Patterns）：不改变数据结构的前提下，增加作用于一组对象元素的新功能。

五、设计模式-关系图