设计模式 - 概述&六大原则

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设计模式 - 概述&六大原则

概述

设计模式(Design Patterns) —— 可复用面向对象软件的基础

  设计模式(Design pattern)是一套被反复使用、多数人知晓的、经过分类编目的、代码设计经验的总结. 使用设计模式是为了可重用代码、让代码更容易被他人理解、保证代码可靠性. 毫无疑问,设计模式对自己对他人对系统都是多赢的,设计模式使代码编制真正工程化,设计模式是软件工程的基石,如同大厦的一块块砖石一样。项目中合理的运用设计模式可以完美的解决很多问题,每种模式在现在中都有相应的原理来与之对应,每一个模式描述了一个在我们周围不断重复发生的问题,以及该问题的核心解决方案,这也是它能被广泛应用的原因.

  提到设计模式,不得不感谢GoF(Gang of Four,四人组), 他们1995年出版的《设计模式》一书,第一次将设计模式提升到理论高度,并将之规范化. 书中一共总结了23种基本的设计模式, 而这23中设计模式几乎涵盖了面向对象设计过程中所有问题的解决方案. 这23种模式又可归为, 创建型、结构型和行为型3大类分别是:

创建型模式

软件设计方面的分工越来越细,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) - 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

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)

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)

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)

调停者模式(Mediator)

备忘录模式(Memento)

迭代器模式(Iterator)

解释器模式(Interpreter)

设计模式的起源是面向对象程序设计思想,是面向对象设计的精髓——抽象. 面向对象通过类和对象来实现抽象,实现时产生了面向对象的三个重要机制:封装、继承、多态. 正是这三个机制衍生出了各种各样的设计模式.

 

在运用面向对象的思想进行软件设计时, 需要遵循七个原则, 才能设计出复用性高灵活性好的软件, 他们是:

1、开闭原则(Open Close Principle)

开闭原则就是说对扩展开放,对修改关闭. 在程序需要进行拓展的时候, 不能去修改原有的代码, 使程序的扩展性好,易于维护和升级. 关键为抽象化

2、里氏代换原则(Liskov Substitution Principle)

里氏代换原则就是任何基类可以出现的地方, 子类一定可以出现.  它是对开闭原则的补充, 关键是对抽象化的具体实现的规范.

3、依赖倒置原则(Dependence Inversion Principle)

依赖倒置原则是开闭原则的基础, 是对接口编程,依赖于抽象而不依赖于具体.

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

接口隔离原则就是使用多个隔离的接口, 比使用单个接口要好, 降低类之间的耦合度, 方便升级和维护.

设计模式 - 概述&六大原则


设计模式 - 概述&六大原则

5、迪米特法则(最少知道原则)(Demeter Principle)

最少知道原则就是一个实体应当尽量少的与其他实体之间发生相互作用, 使得系统功能模块相对独立.

设计模式 - 概述&六大原则


设计模式 - 概述&六大原则

6、合成复用原则(Composite Reuse Principle)

合成复用原则是尽量使用合成/聚合的方式, 而不是使用继承.

7、单一职责原则Single Responsibility Principle)

单一职责原则就是一个类只应该做和一个任务相关的业务, 不应该把过多的业务放在一个类中完成.

遵循设计模式的其他原则, 以及使用23种设计模式的目的就是遵循开闭原则. 即只要对其他原则遵守的好, 设计出的软件自然是符合开闭原则. 其他原则遵守的好, 说明软件设计开闭原则遵守的好;如果其他原则遵守的不好, 则说明开闭原则遵守的不好.