设计模式开篇
1. 設(shè)計(jì)模式簡(jiǎn)介
- 設(shè)計(jì)模式（Design pattern）代表了最佳的實(shí)踐，通常被有經(jīng)驗(yàn)的面向?qū)ο蟮能浖_發(fā)人員所采用。
- 設(shè)計(jì)模式是軟件開發(fā)人員在軟件開發(fā)過程中面臨的一般問題的解決方案。這些解決方案是眾多軟件開發(fā)人員經(jīng)過相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間的試驗(yàn)和錯(cuò)誤總結(jié)出來的。
- 設(shè)計(jì)模式是一套被反復(fù)使用的、多數(shù)人知曉的、經(jīng)過分類編目的、代碼設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)。使用設(shè)計(jì)模式是為了重用代碼、讓代碼更容易被他人理解、保證代碼可靠性。
- 設(shè)計(jì)模式使代碼編制真正工程化，設(shè)計(jì)模式是軟件工程的基石，如同大廈的一塊塊磚石一樣。
- 項(xiàng)目中合理地運(yùn)用設(shè)計(jì)模式可以完美地解決很多問題，每種模式在現(xiàn)實(shí)中都有相應(yīng)的原理來與之對(duì)應(yīng)，每種模式都描述了一個(gè)在我們周圍不斷重復(fù)發(fā)生的問題，以及該問題的核心解決方案。
2. 什么是 GOF？
- 在 1994 年，由 Erich Gamma、Richard Helm、Ralph Johnson 和 John Vlissides 四人合著出版了一本名為 Design Patterns - Elements of Reusable Object-Oriented Software（中文譯名：設(shè)計(jì)模式 - 可復(fù)用的面向?qū)ο筌浖?#xff09; 的書，該書首次提到了軟件開發(fā)中設(shè)計(jì)模式的概念。
? 圖書鏈接：https://book.douban.com/subject/1052241/
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四位作者合稱 GOF（四人幫，全拼 Gang of Four）。
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他們所提出的設(shè)計(jì)模式主要是基于以下的面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)原則：
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- 對(duì)接口編程而不是對(duì)實(shí)現(xiàn)編程。
- 優(yōu)先使用對(duì)象組合而不是繼承。
3. 23種設(shè)計(jì)模式的類型
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根據(jù)設(shè)計(jì)模式的參考書 Design Patterns - Elements of Reusable Object-Oriented Software（中文譯名：設(shè)計(jì)模式 - 可復(fù)用的面向?qū)ο筌浖?#xff09; 中所提到的，總共有 23 種設(shè)計(jì)模式。
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這些模式可以分為三大類：
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- 創(chuàng)建型模式（Creational Patterns）
- 結(jié)構(gòu)型模式（Structural Patterns）
- 行為型模式（Behavioral Patterns）
- 還有另一類設(shè)計(jì)模式：J2EE 設(shè)計(jì)模式。
| 1 | 創(chuàng)建型模式 這些設(shè)計(jì)模式提供了一種在創(chuàng)建對(duì)象的同時(shí)隱藏創(chuàng)建邏輯的方式，而不是使用 new 運(yùn)算符直接實(shí)例化對(duì)象。這使得程序在判斷針對(duì)某個(gè)給定實(shí)例需要?jiǎng)?chuàng)建哪些對(duì)象時(shí)更加靈活。 | 工廠模式（Factory Pattern）抽象工廠模式（Abstract Factory Pattern）單例模式（Singleton Pattern）建造者模式（Builder Pattern）原型模式（Prototype Pattern） |
| 2 | 結(jié)構(gòu)型模式 這些設(shè)計(jì)模式關(guān)注類和對(duì)象的組合。繼承的概念被用來組合接口和定義組合對(duì)象獲得新功能的方式。 | 適配器模式（Adapter Pattern）橋接模式（Bridge Pattern）過濾器模式（Filter、Criteria Pattern）組合模式（Composite Pattern）裝飾器模式（Decorator Pattern）外觀模式（Facade Pattern）享元模式（Flyweight Pattern）代理模式（Proxy Pattern） |
| 3 | 行為型模式 這些設(shè)計(jì)模式特別關(guān)注對(duì)象之間的通信，負(fù)責(zé)對(duì)象間的高效溝通和職責(zé)委派。 | 責(zé)任鏈模式（Chain of Responsibility Pattern）命令模式（Command Pattern）解釋器模式（Interpreter Pattern）迭代器模式（Iterator Pattern）中介者模式（Mediator Pattern）備忘錄模式（Memento Pattern）觀察者模式（Observer Pattern）狀態(tài)模式（State Pattern）空對(duì)象模式（Null Object Pattern）策略模式（Strategy Pattern）模板模式（Template Pattern）訪問者模式（Visitor Pattern） |
| 4 | J2EE 模式 這些設(shè)計(jì)模式特別關(guān)注表示層。這些模式是由 Sun Java Center 鑒定的。 | MVC 模式（MVC Pattern）業(yè)務(wù)代表模式（Business Delegate Pattern）組合實(shí)體模式（Composite Entity Pattern）數(shù)據(jù)訪問對(duì)象模式（Data Access Object Pattern）前端控制器模式（Front Controller Pattern）攔截過濾器模式（Intercepting Filter Pattern）服務(wù)定位器模式（Service Locator Pattern）傳輸對(duì)象模式（Transfer Object Pattern） |
4. 模式之間的關(guān)系
5. 設(shè)計(jì)模式六大原則與核心思想
5.1 六大原則
1、開閉原則（Open Close Principle）
開閉原則的意思是：對(duì)擴(kuò)展開放，對(duì)修改關(guān)閉。在程序需要進(jìn)行拓展的時(shí)候，不能去修改原有的代碼，實(shí)現(xiàn)一個(gè)熱插拔的效果。簡(jiǎn)言之，是為了使程序的擴(kuò)展性好，易于維護(hù)和升級(jí)。想要達(dá)到這樣的效果，我們需要使用接口和抽象類。
2、里氏代換原則（Liskov Substitution Principle）
里氏代換原則中說，任何基類可以出現(xiàn)的地方，子類一定可以出現(xiàn)。LSP 是繼承復(fù)用的基石，只有當(dāng)派生類可以替換掉基類，且軟件單位的功能不受到影響時(shí)，基類才能真正被復(fù)用，而派生類也能夠在基類的基礎(chǔ)上增加新的行為。里氏代換原則是對(duì)開閉原則的補(bǔ)充。實(shí)現(xiàn)開閉原則的關(guān)鍵步驟就是抽象化，而基類與子類的繼承關(guān)系就是抽象化的具體實(shí)現(xiàn)，所以里氏代換原則是對(duì)實(shí)現(xiàn)抽象化的具體步驟的規(guī)范。
3、依賴倒轉(zhuǎn)原則（Dependence Inversion Principle）
這個(gè)原則是開閉原則的基礎(chǔ)，具體內(nèi)容：針對(duì)接口編程，依賴于抽象而不依賴于具體。
4、接口隔離原則（Interface Segregation Principle）
這個(gè)原則的意思是：使用多個(gè)隔離的接口，比使用單個(gè)接口要好。它還有另外一個(gè)意思是：降低類之間的耦合度。
5、迪米特法則，又稱最少知道原則（Demeter Principle）
最少知道原則是指：一個(gè)實(shí)體應(yīng)當(dāng)盡量少地與其他實(shí)體之間發(fā)生相互作用，使得系統(tǒng)功能模塊相對(duì)獨(dú)立。
6、合成復(fù)用原則（Composite Reuse Principle）
合成復(fù)用原則是指：盡量使用合成/聚合的方式，而不是使用繼承。
5.2 核心思想
6. 類之間的關(guān)系
在類之間， 最常見的關(guān)系有：
6.1 泛化/繼承
- 含義：繼承指的是一個(gè)類（稱為子類、子接口）繼承另外的一個(gè)類（稱為父類、父接口）的功能，并可以增加它自己的新功能的能力。
- 代碼體現(xiàn)：在Java中繼承關(guān)系通過關(guān)鍵字extends明確標(biāo)識(shí)
- 箭頭指向：繼承用一條帶空心三角箭頭的實(shí)線表示，從子類指向父類，或者子接口指向父接口。
6.2 實(shí)現(xiàn)
- 含義：實(shí)現(xiàn)指的是一個(gè)class類實(shí)現(xiàn)interface接口（可以是多個(gè)）的功能，實(shí)現(xiàn)是類與接口之間最常見的關(guān)系。
- 代碼體現(xiàn)：在Java中此類關(guān)系通過關(guān)鍵字implements明確標(biāo)識(shí)
- 箭頭指向：實(shí)現(xiàn)用一條帶空心三角箭頭的虛線表示，從類指向?qū)崿F(xiàn)的接口。
6.3 依賴
- 含義：一種使用的關(guān)系，即一個(gè)類的實(shí)現(xiàn)需要另一個(gè)類的協(xié)助，要盡量不使用雙向的互相依賴.
這種使用關(guān)系是具有偶然性的、臨時(shí)性的、非常弱的，類B的變化會(huì)影響到類A。 - 代碼表現(xiàn)：局部變量、方法的參數(shù)或者對(duì)靜態(tài)方法的調(diào)用；類B作為方法參數(shù)(局部變量)被類A在某個(gè)method方法中使用
- 箭頭指向：用帶箭頭的虛線表示，指向被使用者
6.4 關(guān)聯(lián)
- 含義：是一種擁有的關(guān)系，它使一個(gè)類知道另一個(gè)類的屬性和方法；
這種關(guān)系比依賴更強(qiáng)、不存在依賴關(guān)系的偶然性、關(guān)系也不是臨時(shí)性的，一般是長(zhǎng)期性的，而且雙方的關(guān)系一般是平等的。
如：老師與學(xué)生，丈夫與妻子關(guān)聯(lián)可以是雙向的，也可以是單向的。雙向的關(guān)聯(lián)可以有兩個(gè)箭頭或者沒有箭頭，單向的關(guān)聯(lián)有一個(gè)箭頭。 - 代碼體現(xiàn)：成員變量。被關(guān)聯(lián)類B以類的屬性形式出現(xiàn)在關(guān)聯(lián)類A中，也可能是關(guān)聯(lián)類A引用了一個(gè)類型為被關(guān)聯(lián)類B的全局變量。
- 箭頭指向： 帶普通箭頭的實(shí)心線，指向被擁有者
6.5 聚合
- 含義：聚合是關(guān)聯(lián)關(guān)系的一種特例，它體現(xiàn)的是整體與部分的關(guān)系，即has-a的關(guān)系。
此時(shí)整體與部分之間是可分離的，它們可以具有各自的生命周期，部分可以屬于多個(gè)整體對(duì)象，也可以為多個(gè)整體對(duì)象共享。
比如計(jì)算機(jī)與CPU、公司與員工的關(guān)系等，比如一個(gè)航母編隊(duì)包括海空母艦、驅(qū)護(hù)艦艇、艦載飛機(jī)及核動(dòng)力攻擊潛艇等。 - 代碼體現(xiàn)：成員變量；和關(guān)聯(lián)關(guān)系是一致的，只能從語義級(jí)別來區(qū)分
- 箭頭指向：帶空心菱形的實(shí)心線，菱形指向整體
6.6 組合
- 含義：組合也是關(guān)聯(lián)關(guān)系的一種特例，它體現(xiàn)的是一種contains-a的關(guān)系，這種關(guān)系比聚合更強(qiáng)，也稱為強(qiáng)聚合。它同樣體現(xiàn)整體與部分間的關(guān)系，但此時(shí)整體與部分是不可分的，整體的生命周期結(jié)束也就意味著部分的生命周期結(jié)束，
比如人和人的大腦。比如公司和部門是整體和部分的關(guān)系，沒有公司就不存在部門。 - 代碼體現(xiàn)：成員變量；和關(guān)聯(lián)關(guān)系是一致的，只能從語義級(jí)別來區(qū)分
- 箭頭指向：帶實(shí)心菱形的實(shí)線，菱形指向整體
6.7 強(qiáng)弱順序
各種關(guān)系的強(qiáng)弱順序：泛化/繼承 = 實(shí)現(xiàn) > 組合 > 聚合 > 關(guān)聯(lián) > 依賴
6.8 一張圖融會(huì)貫通
下面這張UML圖，比較形象地展示了各種類圖關(guān)系：
總結(jié)
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