设计模式学习笔记（一）

设计模式是为了设计出更容易维护的代码，“建立可维护的OO系统，要诀就在于想到系统以后可能需要的变化以及应付变化的原则。（《Head First 设计模式》）”

1. 策略模式

策略模式定义了算法族，分别封装起来，让它们之间可以相互转换，此模式让算法的变化独立于使用算法的客户。

大概实现

某一类（A类）的子类中可能需要变动的行为，独立为行为类，A类中含有该行为类的对象。
其中行为类的父类可以用接口（Java）或者抽象类（C++）实现（C++中如何实现像Java中接口功能--C++抽象类 & C++中抽象类和多继承
）。

例子（《Head First 设计模式》）

鸭子类（子类：绿头鸭、野鸭、橡皮鸭……）
飞行行为类（一般地飞、不能飞、乘火箭飞……）
叫行为类（呱呱叫、吱吱叫、不叫……）
UML图：

策略模式UML图

策略模式UML图2

2. 观察者模式

观察者模式使得主题的发布者和订阅者耦合度低，便于代码修改。
松耦合体现：
① 主题（发布者）对观察者的唯一了解就是它实现了一个特定的接口。
② 可以随时添加任意的新观察者，添加/删除时根本不需要修改主题。
③ 主题或观察者中的变化不会相互影响。

大概实现

订阅者类（观察者类）中实现自身数据的update函数；主题类做两件事：① 维护观察者队列，队列中每个元素都是一个观察者对象；② 每次自身数据更新就调用观察者队列中对象的update函数。

观察者模式UML图

另一种方式

观察者从发布者处拉数据

观察者UML图

拉模型的效率比较低，因为它涉及两个步骤，第一步，主题通知观察者；第二步观察者从主题那里提取所需的数据。

优缺点

推：效率较高，但是可能会退给接收者不需要的数据；
拉：效率较低。但由于只从主题发送所需的数据，所以能够提高性能。

例子

ROS的订阅/发布的通信方式用了观察者模式。
与ROS结构不同的是：观察者和主题仍然是一个线程。

例子（《Head First 设计模式》）

气象站、任意多的气象公告板。

例子（《Python设计模式》）

新闻通知系统。

3. 装饰者模式

装饰者模式在不改变原对象的基础上，通过对其进行包装拓展（增加属性或方法）使原有的对象可以满足用户更加复杂的需求（《JavaScript设计模式》）。
特点：便于拓展，会引入非常多的小类。

大概实现

建立一个基类A和一个装饰者基类（java拓展于A，c++继承于A），装饰者基类的创造函数需要传入一个A类对象，装饰者类中有一个函数——获取创造时传入的A类对象的属性或者调用它的函数。

装饰者模式配图

例子（《Head First 设计模式》）

奶茶店不同的奶茶（基类A）和布丁、红豆、珍珠（装饰者类）等等。
java.io类。

例子（《JavaScript设计模式》）

为每个输入框都添加一行文字提示。

4. 工厂模式

工厂：创建类的类。
产品类只负责产品类的行为，但不负责其创建。

优点

• 松耦合：对象的创建可独立于类的实现；
• 简化客户端实现：客户端无需了解创建对象的类，但是照样可以使用它来创建对象。只需要知道需要传递的接口、方法和参数，就能够创建所需类型的对象了；
• 可以自啊工厂中添加其他类型的对象，而这无需更改客户端代码。在最简单的情况下，客户端只需要传另一个参数就可以了；
• 工厂还可以重用现有对象，但是，如果客户端直接创建对象的话，总是创建一个新的对象。

4.1 简单工厂模式

大概实现

把对象创建的过程独立成一类（工厂类）。工厂类的核心函数是对象类（产品类）的创建函数，此函数接收的参数不同，创建的产品类的类别也不同。

例子（《Python 设计模式》）

Animal

例子（《JavaScript 设计模式》）

• 注册和登录页面、类型一：体育用品店、类型二：书店的书

例子（《head first 设计模式》）

pizza店

简单工厂

4.2 工厂方法模式（factory method）

大概实现

工厂方法模式定义了一个接口作为工厂，需要创建的类都继承自这个接口。

工厂方法模式

例子（《JavaScript 设计模式》）

pizza店

例子（《JavaScript 设计模式》）

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4.3 抽象工厂模式？？？

大概实现

抽象工厂定义了一系列接口作为生产一系列不同产品的工厂。

image.png

例子（《Python 设计模式》）

pizza店

例子（《head first 设计模式》）

披萨店

PS：逆向依赖原则——尽量多依赖接口，少依赖具体类