设计模式笔记
1、设计原则
1、单一设计原则
(1)不用一个类服务于两种不同类别的角色,一个类应该仅有一个引起它变化的原因
(2)变化的方向隐含类的责任
2、开闭原则
对扩展开放,对修改闭合。根据需求依据预留扩展接口。
类模块应该是可扩展的,但不能修改。
实现方法:类的继承,接口,策略模式
策略(strategy)模式:
定义一系列算法,把他们一个个封装起来,并且使他们可互相替换(变化)。该模式可使得算法可独立于使用它的客户程序(稳定)而变化(扩展,子类化)。
含有许多条件判断语句的地方通常都需要策略模式
3、里氏替换原则
(1)子类必须能够替换它们的基类
(2)继承表达类型抽象
4、接口隔离原则
(1)不应该强迫客户程序依赖它们不使用的方法
(2)接口小而完备
5、依赖倒置原则
区分过程式编程和OOP编程,也用来指导接口隔离原则
(1)高层模块不应该依赖低层模块(变化),二者都应该依赖于抽象(稳定)
(2)抽象(稳定)不应该依赖于实现细节(变化),实现细节应该依赖于抽像(变化)
6、优先使用对象组合,而不是类继承
(1)类继承通常为“白箱复用”,对象组合通常为“黑箱复用”
(2)继承在某种程度上破坏了封装性,子类父类的耦合度高
(3)对象组合则只要求被组合的对象具有良好定义的接口,耦合度低
7、封装变化点
使用封装创建对象之间的分界层,让设计者在分界层的一侧进行修改(变化),而不会对另一侧产生不良的影响(稳定),从而实现层次间的松耦合。
8、针对接口编程,而不是针对实现编程
(1)不将变量类型声明为某个特定的具体类,而是声明为某个特定的接口
(2)客户程序无需获知对象的具体类型,只需要知道对象所具有的接口
(3)减少系统中各部分的依赖关系
2、概要
底层思维:
语言构造,编译转换,内存模型,运行时机制
封装:隐藏内部实现
继承:复用现有代码
多态:改写对象行为。
抽象思维:
面向对象,组件封装,设计模式,架构模式。
软件设计复杂性的根本原因:变化。
解决复杂性的方式:分解和抽象。
从封装变化的角度对模式分类:
组件协作:Template,Observer/Event,Strategy
单一职责:Decorator,Bridge
对象创建:Factory Method,Abstract Factory,Prototype,Builder
对象性能:Singleton,Flyweight
接口隔离:Facade,Proxy,Mediator,Adapter
状态变化:Memento,State
数据结构:Composite,Iterator,Chain of Responsibility
行为变化:Command,Visitor
领域问题:Interpreter
3、装饰者模式(Decorator)
在软件设计中,如果责任划分不清楚,使用继承的结果往往是随需求变化的。换句话说,过度的使用继承来扩展对象功能会导致子类增多、代码膨胀。
定义:
动态(组合)地给一个对象增加额外的职责,就增加功能而言,Decorator模式比继承更加灵活(消除重复代码,减少子类的个数)
要点总结:
- 通过采用组合而非继承的手法,Decorator模式实现在运行时动态扩展对象功能的能力。
- Decorator模式在接口是上表现为is_a_Component的继承关系,即Decorator类继承了Component类所具有的接口,但是实现上又表现为has_a_Component的组合关系,即Decorator类又使用了另外一个Component类。
- Decorator模式并非解决多子类衍生的多继承问题,而是解决“主体类在多个方向上的扩展功能”。
4、工厂方法(Factory Method)
通过“对象创建”模式绕开new,来避免对象创建过程中所导致的紧耦合(依赖具体类),从而支持对象创建的稳定。
模式定义:定义一个用于创建对象的接口(工厂基类),让子类(具体工厂)决定实例化哪一个类。Factory Method模式使得一个类的实例化延迟(目的:解耦,手段:虚函数)到子类。
要点总结:
- Factory Method模式用于隔离类对象的使用者和具体类型之间的耦合关系。
- Factory Method模式将要创建的具体对象延时到子类,从而实现一种扩展,而非更改的策略。
- Factory Method模式解决“单个对象”的需求变化。缺点在于要求创建方法、参数相同。
5、抽象工厂(Abstract Factory)
动机:
在软件系统中,经常面临着“一系列相互依赖的对象”的创建工作,同时,由于需求的变化,往往存在更多系列对象创建。
模式定义:
提供一个接口,让该接口负责创建一系列“相关或者相互依赖的对象”,无需指定它们的具体类。
要点总结:
- 若没有应对“多系列对象构建”的需求变化,则用简单的工厂就可以。
- “系列对象”是指在某一特定的系列下对象之间相互依赖、或作用的关系。
- Abstract Factory模式主要应对“新系列”的需求变动。其缺点在于难以应对“新对象”的需求变动。