二十四种设计模式总结

设计模式

什么是设计模式

​ 设计模式（Design Pattern）是前辈们对代码开发经验的总结，是解决特定问题的一系列套路。它不是语法规定，而是一套用来提高代码可复用性、可维护性、可读性、稳健性以及安全性的解决方案。

​ 1995 年，GoF（Gang of Four，四人组/四人帮）合作出版了《设计模式：可复用面向对象软件的基础》一书，共收录了 23 种设计模式，从此树立了软件设计模式领域的里程碑，人称「GoF设计模式」。

​ 这 23 种设计模式的本质是面向对象设计原则的实际运用，是对类的封装性、继承性和多态性，以及类的关联关系和组合关系的充分理解。

设计模式要素

​ 软件设计模式使人们可以更加简单方便地复用成功的设计和体系结构，其中最关键的元素包括以下 4 个主要部分。

模式名称

​ 每一个模式都有自己的名字，通常用一两个词来描述，可以根据模式的问题、特点、解决方案、功能和效果来命名。模式名称（PatternName）有助于我们理解和记忆该模式，也方便我们来讨论自己的设计。

问题

​ 问题（Problem）描述了该模式的应用环境，即何时使用该模式。它解释了设计问题和问题存在的前因后果，以及必须满足的一系列先决条件。

解决方案

​ 模式问题的解决方案（Solution）包括设计的组成成分、它们之间的相互关系及各自的职责和协作方式。因为模式就像一个模板，可应用于多种不同场合，所以解决方案并不描述一个特定而具体的设计或实现，而是提供设计问题的抽象描述和怎样用一个具有一般意义的元素组合（类或对象的 组合）来解决这个问题。

效果

​ 描述了模式的应用效果以及使用该模式应该权衡的问题，即模式的优缺点。主要是对时间和空间的衡量，以及该模式对系统的灵活性、扩充性、可移植性的影响，也考虑其实现问题。显式地列出这些效果（Consequence）对理解和评价这些模式有很大的帮助。

设计模式分类

根据目的来分

​ 根据模式是用来完成什么工作来划分，这种方式可分为创建型模式、结构型模、行为型模式

• 创建型模式：用于描述“怎样创建对象”，它的主要特点是“将对象的创建与使用分离”。GoF 中提供了单例、原型、工厂方法、抽象工厂、建造者等 5 种创建型模式。
• 结构型模式：用于描述如何将类或对象按某种布局组成更大的结构，GoF 中提供了代理、适配器、桥接、装饰、外观、享元、组合等 7 种结构型模式。
• 行为型模式：用于描述类或对象之间怎样相互协作共同完成单个对象都无法单独完成的任务，以及怎样分配职责。GoF 中提供了模板方法、策略、命令、职责链、状态、观察者、中介者、迭代器、访问者、备忘录、解释器等 11 种行为型模式。

根据作用范围来分

​ 根据模式是主要用于类上还是主要用于对象上来分，这种方式可分为类模式对象模式

• 类模式：用于处理类与子类之间的关系，这些关系通过继承来建立，是静态的，在编译时刻便确定下来了。GoF中的工厂方法、（类）适配器、模板方法、解释器属于该模式。
• 对象模式：用于处理对象之间的关系，这些关系可以通过组合或聚合来实现，在运行时刻是可以变化的，更具动态性。GoF 中除了以上 4 种，其他的都是对象模式。

如何正确使用设计模式？

​ 设计模式不是为每个人准备的，而是基于业务来选择设计模式，需要时就能想到它。要明白一点，技术永远为业务服务，技术只是满足业务需要的一个工具。我们需要掌握每种设计模式的应用场景、特征、优缺点，以及每种设计模式的关联关系，这样就能够很好地满足日常业务的需要。

​ 在实际工作中很少会规定必须使用哪种设计模式，这样只会限制别人。不能为了使用设计模式而去做架构，而是有了做架构的需求后，发现它符合某一类设计模式的结构，在将两者结合。

​ 设计模式要活学活用，不要生搬硬套。想要游刃有余地使用设计模式，需要打下牢固的程序设计语言基础、夯实自己的编程思想、积累大量的时间经验、提高开发能力。目的都是让程序低耦合，高复用，高内聚，易扩展，易维护。

软件设计七大原则

• 开闭原则的定义：当应用的需求改变时，在不修改软件实体的源代码或者二进制代码的前提下，可以扩展模块的功能，使其满足新的需求。
• 里氏替换原则：子类可以扩展父类的功能，但不能改变父类原有的功能。也就是说：子类继承父类时，除添加新的方法完成新增功能外，尽量不要重写父类的方法。
• 依赖倒置原则：高层模块不应该依赖低层模块，两者都应该依赖其抽象；抽象不应该依赖细节，细节应该依赖抽象。依赖倒置原则是实现开闭原则的重要途径之一，它降低了客户与实现模块之间的耦合。
• 单一职责原则：规定一个类应该有且仅有一个引起它变化的原因，否则类应该被拆分。
• 接口隔离原则：要为各个类建立它们需要的专用接口，而不要试图去建立一个很庞大的接口供所有依赖它的类去调用。
• 迪米特法则：只与你的直接朋友交谈，不跟“陌生人”说话。其含义是：如果两个软件实体无须直接通信，那么就不应当发生直接的相互调用，可以通过第三方转发该调用。其目的是降低类之间的耦合度，提高模块的相对独立性。
• 合成复用原则：要求在软件复用时，要尽量先使用组合或者聚合等关联关系来实现，其次才考虑使用继承关系来实现。

一句话归纳设计模式

创建型设计模式

结构型设计模式

行为型设计模式

设计模式

创建型模式：
单例模式
原型模式
简单工厂模式
工厂方法模式
抽象工厂模式
建造者模式
结构型模式：
代理模式
适配器模式
桥接模式
装饰器模式
外观模式
享元模式
组合模式
行为型模式：
模板方法模式
策略模式
命令模式
责任链模式
状态模式
观察者模式
中介者模式
迭代器模式
访问者模式
备忘录模式
解析器模式