设计模式和原则

2018/04/15 236

概念:

  1. 面向对象的好处:可维护、可复用、可扩展、灵活性好
  2. 面向对象编程,并不是类越多越好,类的划分是为了封装,但分类的基础是抽象,具有相同属性和功能的对象的抽象集合才是类

原则:

单一职责原则

如果一个类承担的职责过多,就等于把这些职责耦合在一起,一个职责的变化可能会削弱或者抑制这个类完成其他职责的能力。这种耦合会导致脆弱的设计,当变化发生时,涉及会遭受到意想不到的破坏

开放-封闭原则

软件实体(类、模块、函数等等)应该可以扩展,但是不可修改。面对需求,对程序的改动是通过增加新代码进行的,而不是更改现有代码。开发人员应该仅对程序中呈现出频繁变化的哪些部分做出抽象,然而,对于应用程序中的每个部分都刻意地进行抽象同样不是一个好主意。拒绝不成熟的抽象和抽象本身一样重要。

依赖倒转原则

抽象不应该依赖细节,细节应该依赖于抽象。高层模块不应该依赖低层模块,两个都应该依赖抽象。抽象不应该依赖细节,细节应该依赖抽象。

迪米特法则

如果两个类不必彼此通信,那么这两个类就不应当发生直接的相互作用。如果其中一个类需要调用另一个类的某一个方法的话,可以通过第三者转发这个调用。

合成/聚合复用原则

尽量使用合成/聚合,尽量不要使用类的继承

设计模模式:

简单工厂模式

最大的有点在于工厂类中包含了必要的逻辑判断,根据客户端的选择条件动态实例化相关的类,对于客户端来说,去除了与具体产品的依赖。

策略模式(Strategy)

它定义了算法家族,分别封装起来,让他们之间可以互相替换,此模式让算法的变化,不会影响到使用算法的客户。
策略模式是一种定义一系列算法的方法,从概念上来看,所有这些算法完成的都是相同工作,只是实现不同,它可以以相同的方式调用所有的算法,减少各种算法类与使用算法类之间的耦合。

装饰模式(Decorator)

动态地给一个对象添加一些额外的职责,就增加功能来说,装饰模式比生成子类更为灵活。装饰模式是为已有功能动态地添加更多功能的一种方式。但到底什么时候用它呢?当系统需要新功能的时候,是向旧的类中添加新的代码。这些新代码通常装饰了原有类的核心职责或主要行为。把类中的装饰同能从类中搬移去除,这样可以简化原有的类,有效地把类的核心职责和装饰功能区分开了。而且可以去除相关类中重复装饰逻辑。

代理模式(Proxy)

为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。运用的场景如下:
a. 远程代理,也就是为一个对象在不同的地址空间提供局部代表。这样可以隐藏一个对象存在于不同地址空间的事实。
b. 虚拟代理,是根据需要创建开销很大的对象。通过它来存放实例化需要很长时间的真是对象
c. 安全代理,用来控制真实对象访问时的权限
d. 智能指引,是指当调用真是的对象时,代理处理另一些事

工厂方法模式(Factory Method)

定义一个用于创建对象的接口,让子类去决定实例化哪一个类。工厂方法使一个类的实例化延迟到其子类。工厂方法模式实现时,客户端需要决定实例哪一个工厂来实现运算类,选择判断的问题还是存在的,也就是说,工厂方法把简单工厂的内部判断移到了客户端代码来进行。你想要加功能,本来使改工厂类的,而现在是修改客户端!

原型模式(Prototype)

用原型实例指定创建对象的种类,并通过拷贝这些原型创建新的对象。原型模式其实就是从一个对象再创建另一个可定制的对象,而且不需要知道任何创建的细节。

模板方法模式(TemplateMethod)

定义一个操作中的算法的骨架,而将一些步骤延迟到子类中,模板方法使得子类可以不改变一个算法的结构即可重定义该算法的某些特定步骤。模板方法模式是通过把不变形为搬移到超类,去除子类中重复的代码来体现它的优势。模板方法就是提供了一个很好的代码复用平台。

外观模式(Facade)

为子系统中的一组接口提供一个一致的界面,此模式定义了一个高层接口,这个接口使得这一子系统更加容易使用。

建造者模式(Builder)

将一个复杂对象的构建过程与它的表示分离,使得同样的构建过程可以创建不同的表示。如果我们用了建造者模式,那么用户就只需要指定需要建造的类型就可以得到它们,而具体建造的过程和细节就不需知道了。所以说建造者模式是在当创建复杂对象的算法应该独立于该对象的组成部分以及它们的装配方式时适用的模式。

观察者模式(Publish/Subscribe)

定义了一种一对多的依赖关系,让多个观察者对象同时监听某一个主题对象。这个主题对象再状态发生变化时会通知所有观察者对象,使它们能够自动更新自己。什么时候用观察者模式?当一个对象的改变需要同时改变其他对象,而且不知道具体有多少对象待改变时,应该考虑使用观察者模式。当一个抽象模型有两个方面,其中一个方面依赖与另一个方面,这时用观察者模式可以将这两者封装在独立的对象中使用它们各自独立地改变和复用。

状态模式(State)

当一个对象的内在状态改变时允许改变其行为,这个对象看起来时改变了其类。状态模式主要解决的是当控制一个对象状态转换的条件表达式过于复杂时的情况。把状态的判断逻辑转移到表示不同状态的一系列类当中,可以把复杂的判断逻辑简化。将与特定状态相关的行为局部化,并且将不同状态的行为分割开来。

适配器模式(Adapter)

将一个类的接口转换成客户希望的另外一个接口。Adapter模式使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的那个类可以一起工作。适配器模式解决了你需要的东西在面前却不能使用,而短时间又无法改造它,于是我们就想办法适配它。也就是系统的数据和行为都正确,但接口不符时,我们应该考虑用适配器,目的是使控制范围之外的一个原有对象与某个接口匹配。适配器模式主要应用于希望复用一些现存的类,但是接口又与服务环境要求不一致的情况。在想使用一个已经存在的类,但如果它的接口,也就是它的方法和你要求不相同时,就应该考虑用适配器模式,两个类所做的事情相同或相似,但是具有不同的接口时要使用它。

备忘录模式(Memento)

在不破坏封装性的前提下,捕获一个对象的内部状态,并在该对象之外保存这个状态。这样以后就可以将该对象恢复到先保存的状态。把要保存的细节都封装在Memento中,有一天要更改保存细节,也不用影响客户端了。Memento模式比较适合用于功能比较复杂的,但需要维护或记录属性历史的类,或者需要保存的属性只是众多属性的一小部分时,Originator可以根据保存的Memento信息还原到前一状态。如果在某个系统中使用命令模式时,需要实现命令的撤销功能,那么命令模式可以使用备忘录模式来存储可撤销操作的状态。备忘录模式的缺点是如果状态数据很大,消耗内存自愿,影响性能。

组合模式(Composite)

将对象组合成树结构以表示“部分-整体”的层次结构。组合模式使得用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性。当你发现需求中是体现部分与整体层次的结构时,以及你希望用户可以忽略组合对象与单个对象的不同,统一地使用组合结构中的所有对象时,就应该考虑用组合模式了。

迭代器模式(Iterator)

提供一种方法顺序访问一个聚合对象中各个元素,而又不暴露该对象的内部表示。

桥接模式(Bridge)

将抽象部分与它的实现部分分离,使他们都可以独立地变化。什么叫抽象与它的实现分离,这并不是说,让抽象类与派生类分离,因为这没有任何意义。实现指的是抽象类和它的派生类用来实现自己的对象。

命令模式(Command)

将一个请求封装为一个对象,从而使你可用不同的请求对客户进行参数化;对请求排队或记录请求日志,以及支持可撤销的操作。优点:
a. 它能较容易地设计一个命令队列
b. 在需要的情况下,可以较容易地将命令记入日志
c. 允许接收请求地一方决定是否要否决请求
d. 可以容易的实现对请求地撤销和重做
e. 由于加进新的具体命令类不影响其它类,因此增加新的具体命令类很容易

责任链模式(Chain of Responsibility)

使多个对象都有机会处理请求,从而避免请求地发送者和接收者之间的耦合关系。装这个对象连成一条链,并沿着这条链传递该请求,知道有一个对象处理它为止。

中介者模式(Mediator)

用一个中介对象来封装一系列的对象交互。中介者使各对象不需要显示地相许引用,从而使其松耦合,而且可以独立地改变它们之间地交互。中介者模式很容易在系统中应用,也很容易在系统中误用。当系统出现了“多对多”交互复杂地对象群时,不要急于使用中介者模式,而要先反思你的系统在设计上是否合理。中介者模式一般应用于一组对象以定义良好但是复杂的方式进行通信的场合,以及想定制一个分布在多个类中地行为,而又不想生成太多子类的场合。

享元模式(Flyweight)

运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象。如果一个应用程序使用了大量的对象,而大量的这些对象造成了很大的存储开销时就应该考虑使用;还有就是对象的大多数状态可以外部状态,如果删除对象的外部状态,那么可以用相对较少的共享对象取代很多组对象,此时可以考虑使用享元模式。

解释器模式(interpreter)

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,这个解释器使用该表示来解释语言中的句子。解释器模式需要解决的是,如果一种特定类型的问题发生的频率足够高,那么可能就值得将该问题的各个实例表述为一个简单语言中的句子。这样就可以构建一个解释器,该解释其通过解释这些句子来解决该问题。通常当一个语言需要解释执行,并且你可以将该语言中的句子表示为一个抽象语法树时,可使用解释器模式。

访问者模式(Visitor)

表示一个作用于某对象结构中的各个元素的操作。它使你可以在不改变各个元素的类的前提下定义作用于这些元素的新操作。访问者模式适用于数据结构相对稳定的系统,它把数据结构和作用于结构上的操作之间的耦合解脱开,使得操作集合可以相对自由地演化。

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