引子

我跟媳婦曾經(jīng)就面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)這個(gè)話題做過有趣的探討。當(dāng)我把它們發(fā)表在社區(qū)之后，得到了一些很不錯(cuò)的反饋，也大大鼓舞了我。所以，我很高興能把我們后面的一次談話繼續(xù)分享出來，那是關(guān)于面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)模式的，大家往下看吧。

什么是設(shè)計(jì)模式

丈夫:?我想你現(xiàn)在對面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)原則有了一些基本概念了吧。我們那次關(guān)于OOD原則（SOLID原則）的有趣談話被我發(fā)表在社區(qū)上了，你不會(huì)介意吧？網(wǎng)址在這里:?我怎么向妻子解釋OOD。

設(shè)計(jì)模式則是這些原則在某些特定和常用條件下的應(yīng)用，并且做了一些標(biāo)準(zhǔn)化。我們還是來一些例子吧。

媳婦:?好極了，我喜歡例子。

丈夫:?以我們的車為例吧。它是一個(gè)對象，不過有點(diǎn)復(fù)雜，是由幾千個(gè)其它對象組成的，包括引擎、車輪、轉(zhuǎn)向裝置、座位、車身，等等。

一輛車的各種零件。

這輛車在制造的時(shí)候，制造商收集所有的零件，把它們組裝起來。這些零件本身也是復(fù)雜的對象，是由其它的制造商組裝的。但汽車公司并不關(guān)心這些零件是怎么造出來的（當(dāng)然，他們需要確信這些零件的質(zhì)量是過硬的）。他們只會(huì)關(guān)心如何通過不同的方式將不同的零件組裝起來，以便生產(chǎn)出不同型號(hào)的汽車。

由不同零件根據(jù)不同設(shè)計(jì)組裝成的不同型號(hào)的車。

媳婦:?每種型號(hào)的汽車應(yīng)該都有各自的設(shè)計(jì)和藍(lán)圖什么的，是吧？

丈夫:?非常正確。而且，這些設(shè)計(jì)是經(jīng)過深思熟慮的，花了很長的時(shí)間和很大的努力才得以誕生。完成設(shè)計(jì)之后，汽車的生產(chǎn)就只剩下遵循設(shè)計(jì)這么簡單的事了。

媳婦:?嗯……很不錯(cuò)的辦法，先想出一些優(yōu)秀的設(shè)計(jì)，然后遵照這些設(shè)計(jì)，就可以在很短的時(shí)間里造出不同的東西。如果制造商想要開發(fā)某種型號(hào)的產(chǎn)品，不需要從頭進(jìn)行設(shè)計(jì)，或者說重新造輪子，只要遵循那些設(shè)計(jì)就可以了。

用于不同型號(hào)產(chǎn)品（車）的不同設(shè)計(jì)。

丈夫:?你說到點(diǎn)子上了。現(xiàn)在，回到現(xiàn)實(shí)里，我們是軟件廠商，我們需要根據(jù)需求，用不同的組件來創(chuàng)造出不同的軟件。在這個(gè)過程中，一定會(huì)碰到一些情形，是在許多不同的軟件里都有的，對不對？

媳婦:?對啊。而且，我們還常常在不同的軟件里碰到相同的設(shè)計(jì)難題呢。

丈夫: 我們嘗試著用一種面向?qū)ο蟮姆绞絹黹_發(fā)我們的軟件，利用OOD原則來讓我們的代碼更容易管理、重用和擴(kuò)展。就像你上面提到的那些相同的問題，如果我們預(yù)先就有一些良好的設(shè)計(jì)，那是不是很棒呢？

媳婦: 是啊，那可以省下大把的時(shí)間，而且這樣打造的軟件質(zhì)量更好，更容易管理。

丈夫: 沒錯(cuò)。還有個(gè)好消息，我們并不需要自己造輪子。這么多年以來，遭遇同樣問題的人們早已發(fā)現(xiàn)了許多很棒的解決方案，而且把它們標(biāo)準(zhǔn)化過了。我們管這些方案叫設(shè)計(jì)模式。

我們要感謝四人幫(GoF)，他們在設(shè)計(jì)模式: 可重用面向?qū)ο筌浖幕驹?/span>這本書里歸納了23個(gè)最基本的設(shè)計(jì)模式。想知道這四個(gè)牛人是誰嗎？Erich Gamma、Richard Helm、Ralph Johnson和John Vlissides。面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)模式很多，但大家認(rèn)為這23個(gè)模式是其它模式的基礎(chǔ)。

媳婦：我能創(chuàng)建一個(gè)新模式嗎？有可能嗎？

丈夫：當(dāng)然可以，親愛的，為什么不行呢？設(shè)計(jì)模式并不是被科學(xué)家發(fā)明和創(chuàng)造的東西。他們只是被“發(fā)現(xiàn)”而已。也就是說，對任何一個(gè)普通的問題場景，肯定會(huì)有一些好的設(shè)計(jì)方案。如果我們能識(shí)別出一個(gè)能解決某個(gè)新問題的面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)，那我們就定義了一個(gè)新的設(shè)計(jì)模式。誰知道呢？如果我們發(fā)現(xiàn)一些設(shè)計(jì)模式，沒準(zhǔn)兒大家會(huì)叫我們“二人幫”呢...哈哈。

媳婦：:)

我們怎么來學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)模式呢？

丈夫: 我始終堅(jiān)信，通過例子學(xué)習(xí)是最好的。在我們的學(xué)習(xí)過程中，我們不會(huì)“先理論后實(shí)踐”，因?yàn)槲艺J(rèn)為這是一種“壞”方法。設(shè)計(jì)模式不是基于理論發(fā)明的。相反，總是先有問題場景，再基于需求和情景不斷演化設(shè)計(jì)方案，最后把一些方案標(biāo)準(zhǔn)化成“模式”。所以，我們討論每一個(gè)設(shè)計(jì)模式時(shí)，要盡量用生活中的真實(shí)問題來理解和分析。然后嘗試一步步地闡述設(shè)計(jì)，并以一個(gè)能匹配某些模式的設(shè)計(jì)收尾。設(shè)計(jì)模式就是這樣被發(fā)現(xiàn)的，你覺得呢？

媳婦: 我覺得對我來說，這種方式可能更好使。如果我能通過先分析問題，然后闡述解決方案, 最后得到一個(gè)設(shè)計(jì)模式，我就不用死記那些圖形和定義了。就這么辦吧。

基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)問題和解決方案

丈夫:?讓我們考慮一下下面的情況:

我們的家里都有家用電器（比如電燈和風(fēng)扇），他們都是由開關(guān)控制。?任何時(shí)候，你都可以在不改變其他東西的情況下做一些事。你可以在不更換開關(guān)的情況下?lián)Q掉燈泡，也可以在不接觸燈泡或者風(fēng)扇的情況下更換開關(guān)，甚至可以在不接觸開關(guān)的情況下，把燈泡和風(fēng)扇的開關(guān)互換。

媳婦：對啊，這看起來很自然，不是嗎？

丈夫：是的，非常自然，同時(shí)也應(yīng)該這樣安排。當(dāng)不同的事物聯(lián)系到一起時(shí)，他們應(yīng)該在一個(gè)可以變更或者可以替換的系統(tǒng)中以便不相互影響，或者影響盡可能的小。這樣讓你更為方便、成本最小地去管理你的系統(tǒng)。可以想象，如果你要換一個(gè)你房間里的燈泡得要求你把開關(guān)也換了，你會(huì)考慮在你房子里使用這樣的一個(gè)系統(tǒng)嗎？

媳婦：當(dāng)然不會(huì)。

丈夫：現(xiàn)在，讓我們想一下電燈或者電風(fēng)扇是怎樣和開關(guān)聯(lián)系起來以便更換其中一個(gè)而不會(huì)影響到其他的。你想到什么了？

媳婦：當(dāng)然是電線啦。

丈夫：正確，是電線以及其他的電工手段把電燈/電風(fēng)扇與開關(guān)連接起來。我們可以把這概括為溝通不同系統(tǒng)的橋梁。基本思想是，一個(gè)事物不能直接連接另一個(gè)事物。當(dāng)然，他們能夠通過一些橋梁或接口連接起來。在軟件世界里，我們稱之為“松耦合”。

媳婦：嗯，我明白這點(diǎn)。

丈夫：現(xiàn)在，我們來嘗試?yán)斫庖恍╊愃齐姛?電風(fēng)扇與開關(guān)類似的關(guān)鍵問題，同時(shí)嘗試?yán)斫馐窃鯓釉O(shè)計(jì)和關(guān)聯(lián)它們的。

媳婦：好的，我們開始吧。

在我們的列子里，有一些開關(guān)，這些類似普通的開關(guān)、有不同的花式開關(guān)可能有不同的種類，但是，一般情況下，他們就是開關(guān)。同時(shí)，每個(gè)開關(guān)都能開和關(guān)。

同時(shí)，我們可能也 需要一些特定類型的開關(guān)，譬如正常的開關(guān)、不同花式的開關(guān)等等。同樣的我們擴(kuò)展Switch類來實(shí)現(xiàn)FancySwitch和NormalSwitch：

這兩個(gè)特定的開關(guān)類可能用于它們自己特有的行為和特征，但是到目前為止，我們還是保持它們現(xiàn)在的簡單形式。

丈夫：棒極了。現(xiàn)在，如何處理風(fēng)扇和燈呢？

媳婦：讓我試試。按照面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)原則中的封閉原則，我認(rèn)為我們需要試著在任何可能的地方做抽象處理，對嗎？

丈夫：對。

媳婦: 電扇和電燈情況有點(diǎn)不一樣，它們兩個(gè)不是同一種東西。對于不同的開關(guān)，我們可以用同一個(gè)基本的Switch類，但對于電扇和電燈就不大合適了，感覺用接口會(huì)更合適一點(diǎn)。因?yàn)?#xff0c;從大體上講，它們都算是電器，那么我們可以就定義一個(gè)接口: IElectricalEquipment，用它來抽象電扇和電燈，對不對？

丈夫:?很對。

媳婦:?那么，所有電器都有一些共性，可以被打開和關(guān)閉。那么這個(gè)接口就可以是:

媳婦: 沒錯(cuò)，開關(guān)并不知道電扇和電燈的存在。它只知道它可以打開或關(guān)閉某個(gè)電器IElectricalEquipment。那么，也就是說每個(gè)Switch應(yīng)該擁有一個(gè)IElectricalEquipment實(shí)例，是吧？

丈夫:?很對。這里，被封裝的實(shí)例，也就是IElectricalEquipment，就是這座橋。好，我們來修改一下Switch類，讓它把電器封裝進(jìn)去:

電扇類:

電燈類:

也就是說:

• 當(dāng)按下開關(guān)的打開按鈕時(shí)，必須打開連接的電器。
• 當(dāng)按下開關(guān)的關(guān)閉按鈕時(shí)，必須關(guān)閉連接的電器。

我們想要的功能基本上是這個(gè)樣子:

丈夫: 干得好。這個(gè)電扇顯示是可以換開關(guān)的。而且，反過來也是可以換的，可以不修改電扇和電燈，直接更換開關(guān)，例如，我們可以把電燈的開關(guān)從FancySwitch換成NormalSwitch:

媳婦：酷！我懂了。一般來說，兩個(gè)系統(tǒng)不應(yīng)該直接地互相聯(lián)接和依賴。相反，他們應(yīng)該通過抽象來聯(lián)接或依賴（正如依賴倒置和開閉原則所言），這樣它們就是松耦合的，我們就可以在必要時(shí)輕松地修改實(shí)現(xiàn)，而不對系統(tǒng)的其它部分造成太大影響。

我：親愛的，你得我真?zhèn)髁恕Ｎ覀儊砜匆幌聵蚪幽Ｊ降亩x吧：

“把抽象和實(shí)現(xiàn)解耦，使得它們可以獨(dú)立地變化”

我們的設(shè)計(jì)完全符合定義。如果你有類設(shè)計(jì)器（Visual Studio和其它流行的IDE都有這功能），你能看到一個(gè)和下圖相似的類圖：

在我們的例子里，Abstraction是基礎(chǔ)的Switch類，RefinedAbstraction是某個(gè)具體的開關(guān)類（FancySwitch和NormalSwitch），Implementor是IElectricalEquipment接口，ConcreteImplementorA和ConcreteImplementorB分別是Fan和Light類。

媳婦: 我有點(diǎn)好奇。你不是說有很多模式么，干嘛先說橋梁模式呢？有什么特別重要的原因嗎？

丈夫: 問得好。我從橋梁模式開始，而不是其它模式，只有一個(gè)原因。我覺得它是所有面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)模式的基礎(chǔ)。因?yàn)?

• 它能教你如何抽象地思維，這可是OO設(shè)計(jì)模式的關(guān)鍵。
• 它實(shí)現(xiàn)了基本的OOD原則。
• 它很好理解。
• 如果你能正確地理解它，學(xué)習(xí)其它模式就易如反掌了。

媳婦:?你覺得我理解的對么？

丈夫: 哦~親愛的，我覺得你理解的非常好。

媳婦:?那么，下一步呢？

丈夫:?通過了解橋接模式，我們才稍微的了解了設(shè)計(jì)模式的概念。在我們接下來的談話中，我們將會(huì)學(xué)習(xí)其他的涉及模式，希望你不會(huì)覺得它們無聊。

媳婦:?不會(huì)的，相信我。

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