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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,设计模式于己于他人于系统都是多赢的,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。希望广大程序爱好者,学好设计模式,做一个优秀的软件工程师!
一、设计模式的分类
总体来说设计模式分为三大类:
创建型模式,共五种:工厂方法模式、抽象工厂模式、单例模式、建造者模式、原型模式。
结构型模式,共七种:适配器模式、装饰器模式、代理模式、外观模式、桥接模式、组合模式、享元模式。
行为型模式,共十一种:策略模式、模板方法模式、观察者模式、迭代子模式、责任链模式、命令模式、备忘录模式、状态模式、访问者模式、中介者模式、解释器模式。
二、设计模式的六大原则
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,实现一个热插拔的效果。所以一句话概括就是:为了使程序的扩展性好,易于维护和升级。想要达到这样的效果,我们需要使用接口和抽象类。
2、里氏代换原则(Liskov Substitution Principle)
里氏代换原则(Liskov Substitution Principle LSP)面向对象设计的基本原则之一。 里氏代换原则中说,任何基类可以出现的地方,子类一定可以出现。 LSP是继承复用的基石,只有当衍生类可以替换掉基类,软件单位的功能不受到影响时,基类才能真正被复用,而衍生类也能够在基类的基础上增加新的行为。里氏代换原则是对“开-闭”原则的补充。实现“开-闭”原则的关键步骤就是抽象化。而基类与子类的继承关系就是抽象化的具体实现,所以里氏代换原则是对实现抽象化的具体步骤的规范。—— From Baidu 百科
3、依赖倒转原则(Dependence Inversion Principle)
这个是开闭原则的基础,具体内容:针对接口编程,依赖于抽象而不依赖于具体。
4、接口隔离原则(Interface Segregation Principle)
这个原则的意思是:使用多个隔离的接口,比使用单个接口要好。还是一个降低类之间的耦合度的意思,从这儿我们看出,其实设计模式就是一个软件的设计思想,从大型软件架构出发,为了升级和维护方便。所以上文中多次出现:降低依赖,降低耦合。
5、迪米特法则(最少知道原则)(Demeter Principle)
为什么叫最少知道原则,就是说: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。
6、合成复用原则(Composite Reuse Principle)
原则是尽量使用合成/聚合的方式,而不是使用继承。
三、开闭原则
开闭原则(Open Closed Principle)是Java世界里最基础的设计原则,它指导我们如何建立一个稳定的、灵活的系统。
定义:
一个软件实体如类、模块和函数应该对扩展开放,对修改关闭。
Softeware entities like classes,modules and functions should be open for extension but closed for modifications.
开闭原则的含义是说一个软件实体应该通过扩展来实现变化,而不是通过修改已有代码来实现变化。
软件实体包括以下几个部分:
项目或软件产品中按照一定的逻辑规则划分的模块
抽象和类
方法
开闭原则是为软件实体的未来事物而制定的对现行开发设计进行约束的一个原则。
注意:开闭原则对扩展开放,对修改关闭,并不意味着不做任何修改,低层模块的变更,必然要有高层模块进行耦合,否则就是一个孤立无意义的代码片段了。
变化的类型:
逻辑变化
子模块变化
可见试图变化
一个项目的基本路径应该是这样的:项目开发、重构、测试、投产、运维,其中的重构可以对原有的设计和代码进行修改,运维尽量减少对原有代码修改,保持历史代码的纯洁性,提高系统的稳定性。
开闭原则的重要性:
开闭原则对测试的影响
开闭原则可是保持原有的测试代码仍然能够正常运行,我们只需要对扩展的代码进行测试就可以了。
开闭原则可以提高复用性
在面向对象的设计中,所有的逻辑都是从原子逻辑组合而来的,而不是在一个类中独立实现一个业务逻辑。只有这样代码才可以复用,粒度越小,被复用的可能性就越大。
开闭原则可以提高可维护性
面向对象开发的要求
如何使用开闭原则:
抽象约束
第一,通过接口或者抽象类约束扩展,对扩展进行边界限定,不允许出现在接口或抽象类中不存在的public方法;
第二,参数类型、引用对象尽量使用接口或者抽象类,而不是实现类;
第三,抽象层尽量保持稳定,一旦确定即不允许修改。
元数据(metadata)控制模块行为
元数据就是用来描述环境和数据的数据,通俗地说就是配置参数,参数可以从文件中获得,也可以从数据库中获得。
Spring容器就是一个典型的元数据控制模块行为的例子,其中达到极致的就是控制反转(Inversion of Control)
制定项目章程
在一个团队中,建立项目章程是非常重要的,因为章程中指定了所有人员都必须遵守的约定,对项目来说,约定优于配置。
封装变化
对变化的封装包含两层含义:
第一,将相同的变化封装到一个接口或者抽象类中;
第二,将不同的变化封装到不同的接口或抽象类中,不应该有两个不同的变化出现在同一个接口或抽象类中。