设计模式【00】总论
设计模式【00】总论
什么是设计模式
在 1994 年,由 Erich Gamma、Richard Helm、Ralph Johnson 和 John Vlissides 四人合著出版了一本名为 Design Patterns - Elements of Reusable Object-Oriented Software(中文译名:设计模式 - 可复用的面向对象软件元素) 的书,该书首次提到了软件开发中设计模式的概念。四位作者合称 GOF(*,Gang of Four)。他们所提出的设计模式主要是基于以下的面向对象设计原则。
- 对接口编程而不是对实现编程。
- 优先使用对象组合而不是继承。
设计模式(Design Pattern)是软件开发人员在软件开发过程中面临的一般问题的解决方案。这是前辈们积累总结的精华。在软件开发进阶的道路上,咱们或多或少肯定接触过一些,本系列将对23种设计模式逐一整理学习。如果你也刚好想了解了解设计模式,那就快来和笔者一起学习吧。
设计模式的灵魂——SOLID设计原则
现在软件开发基本都是面向对象设计(OOD,Object-Oriented Design)和面向对象编程(OOP,Object-Oriented Programming),而SOLID设计原则就是OOD、OOP以及23种设计模式的灵魂。
那么什么是SOLID呢?其实,它是SRP、OCP、LSP、ISP、DIP五个缩略词的首字母组合。下面让我们来揭开它神秘的面纱。
SRP单一职责原则
SRP单一职责原则(Single Responsibility Principle),一个类应该仅有一个引起变化的原因。简单的来说,就是一个类中应该是一组相关性很高的函数、数据的封装。
职责的划分包含很多人为因素。在实际项目中,我们保证接口职责单一,类的职责尽量单一即可。
OCP开闭原则
OCP开闭原则(Open Close Principle),软件中的对象 (类、模块、函数等) 应该对于扩展是开放的,但是,对于修改是封闭的。
LSP里氏替换原则
LSP里氏替换原则(The Liskov Substitution Principle),关注的是怎样良好地使用集成。
Liskov于1987年提出了一个关于继承的原则"Inheritance should ensure that any property proved about supertype objects also holds for subtype objects.(继承必须确保父类所拥有的性质在子类中仍然成立)"也就是说,当一个子类的实例应该能够替换其父类的任何实例时,它们之间才具有is-A关系。
该原则称为Liskov Substitution Principle——里氏替换原则。
ISP接口隔离原则
ISP接口隔离原则(Interface Segregation Principle),即不应该强迫客户程序依赖它们不需要使用的方法。
接口隔离原则的目的是系统解耦,从而容易重构、更改和重新部署。
在实际项目中,应该注意度的把握,接口设计得过大或过小都不好,应该根据实际情况多思考再进行设计。
DIP依赖倒置原则
DIP依赖倒置原则(Dependence Inversion Principle),即高层模块不应该依赖底层模块,两者都应该依赖于抽象,而抽象不应该依赖细节,细节应该依赖抽象。
在使用DIP原则时需要注意以下几点:
- 继承自高层接口的类要实现接口中的所有方法。
- 尽量不要覆盖继承的抽象类的方法,由于我们依赖的是抽象,有可能逻辑中已经对这些方法产生了依赖,因此如果覆盖这些方法则有可能出现问题。
- DIP原则是实现OCP原则的重要保障,一般违背了DIP原则很难不违背OCP原则。
- LSP原则是实现DIP原则的基础,多态为实现DIP原则提供了可能。
LOD迪米特原则
除了上述SOLID五个设计原则外,还有第六个规则。
迪米特原则英文的全称为 Law of Demeter , 缩写是 LOD , 也称为最少知识原则。
即:一个对象应该对其他对象有最少的的了解。
一个类应该对自己需要耦合或调用的类知道的最少,类与类之间的关系越密切,耦合度越大,那么类的变化对其耦合的类的影响也会越大,这也是我们面向设计的核心原则:低耦合,高内聚。
设计模式的类型
根据设计模式的参考书 Design Patterns - Elements of Reusable Object-Oriented Software(中文译名:设计模式 - 可复用的面向对象软件元素) 中所提到的,总共有 23 种设计模式。这些模式可以分为三大类:创建型模式(Creational Patterns)、结构型模式(Structural Patterns)、行为型模式(Behavioral Patterns)。当然,我们还会讨论另一类设计模式:J2EE 设计模式。
创建型模式
这些设计模式提供了一种在创建对象的同时隐藏创建逻辑的方式,而不是使用 new 运算符直接实例化对象。这使得程序在判断针对某个给定实例需要创建哪些对象时更加灵活。
(5种)(记忆口诀:单原建造者,东西二厂)
- 单例模式(Singleton Pattern)
- 原型模式(Prototype Pattern)
- 建造者模式(Builder Pattern)
- 工厂模式(Factory Pattern)
- 抽象工厂模式(Abstract Factory Pattern)
结构型模式
这些设计模式关注类和对象的组合。继承的概念被用来组合接口和定义组合对象获得新功能的方式。
(7种)(记忆口诀:一器一桥一元一代理;装饰组合外观)
- 适配器模式(Adapter Pattern)
- 桥接模式(Bridge Pattern)
- 享元模式(Flyweight Pattern)
- 代理模式(Proxy Pattern)
- 装饰模式(Decorator Pattern)
- 组合模式(Composite Pattern)
- 外观模式(Facade Pattern)
行为型模式
这些设计模式特别关注对象之间的通信。
(11种)(记忆口诀:三者两器、一录一链一模板,状态策略命令)
- 观察者模式(Observer Pattern)
- 中介者模式(Mediator Pattern)
- 访问者模式(Visitor Pattern)
- 解释器模式(Interpreter Pattern)
- 迭代器模式(Iterator Pattern)
- 备忘录模式(Memento Pattern)
- 责任链模式(Chain of Responsibility Pattern)
- 模板模式(Template Pattern)
- 状态模式(State Pattern)
- 策略模式(Strategy Pattern)
- 命令模式(Command Pattern)
J2EE 模式
这些设计模式特别关注表示层。这些模式是由 Sun Java Center 鉴定的。
- MVC 模式(MVC Pattern)
- 业务代表模式(Business Delegate Pattern)
- 组合实体模式(Composite Entity Pattern)
- 数据访问对象模式(Data Access Object Pattern)
- 前端控制器模式(Front Controller Pattern)
- 拦截过滤器模式(Intercepting Filter Pattern)
- 服务定位器模式(Service Locator Pattern)
- 传输对象模式(Transfer Object Pattern)
设计模式之间的关系
参考资料
Android设计模式之23种设计模式一览
通过代码示例来学习面向对象六大原则