设计模式总结
设计模式总结
- 总述
- 创建型模式
-
- 单例模式（Singleton Pattern）
- 工厂模式（Factory Pattern）
- 建造者模式（Builder Pattern）
- 原型模式（Prototype Pattern）
- 结构型模式
-
- 代理模式（Proxy Pattern）
- 桥接模式（Bridge Pattern）
- 装饰器模式（Decorator Pattern）
- 适配器模式（Adapter Pattern）
- 门面模式（Facade Pattern）
- 组合模式（Compose Pattern）
- 享元模式（Flyweight Pattern）
- 行为型模式
-
- 观察者模式（Observer Pattern）
- 模板模式（Template Pattern）
- 策略模式（Strategy Pattern）
- 责任链模式（Chain Of Responsibility Pattern）
- 状态模式（State Pattern）
- 迭代器模式（Iterator Pattern）
- 访问者模式（Visitor Pattern）
- 备忘录模式（Snapshot Pattern）
- 命令模式（Command Pattern）
- 解释器模式（InterPreter Pattern）
- 中介模式（Mediator Pattern）
总述
设计模式的主要作用就是对代码解耦，不同的设计模式解耦的目标不同
- 创建型模式：解决对象创建的问题
- 结构型模式：解决类之间组合的问题
- 行为型模式：解决类之间交互的问题
创建型模式
包括单例模式、工厂模式、建造者模式、原型模式
单例模式（Singleton Pattern）
特征
一个类只允许创建一个对象
使用场景
- 创建无状态的对象时
- 创建全局唯一的对象时
实现方式对比
懒汉式、饿汉式、双重检测、静态内部类、枚举
懒汉式、双重检测、静态内部类都是懒加载，在使用时创建对象，如果创建对象的过程复杂耗时，启动后首次使用性能会下降
饿汉式、枚举相当于预热，启动时将对象创建好，会导致启动变慢，但使用的时候就直接用了
个人更倾向于饿汉式和枚举
工厂模式（Factory Pattern）
特征
通过一个新的类，专门用来创建某一类对象，他们一般使用了多态的特性，是一个接口和对应的一批实现类
使用场景
- 对象的创建过程较复杂时
实现方式对比
- 简单工厂：仅仅将对象的创建抽到一个新类中，这个新类就是工厂
- 工厂方法：提供一个接口和一批对应的实现类，每个实现类都用来创建对应的对象，这个接口就是工厂的接口，实现类就是工厂的实现类
- 抽象工厂：一个工厂提供多个方法，分别负责创建不同维度的对象
当仅仅是选择创建哪个对象的过程比较复杂时，使用简单工厂模式
当对象本身的创建过程都很复杂时，使用工厂方法模式
当对象的维度过多，不同维度的排列组合使实现类爆炸时，使用抽象工厂模式
抽象工厂好像也就支持到二维，再多维度就不好用了，抽象工厂本身也不太常用
建造者模式（Builder Pattern）
特征
先创建建造者对象，赋值后再通过构建方法创建目标对象
使用场景
- 构造函数的必填参数过多
- 在构建时校验参数有效性，避免对象处于无效状态
- 防止对象创建后修改，屏蔽 set 方法
原型模式（Prototype Pattern）
特征
利用已有对象，通过拷贝创建新对象
使用场景
创建对象时，属性值需要通过IO、复杂计算等耗时操作获取
实现方式对比
浅拷贝：基本属性复制值，对象属性复制内存地址
深拷贝：基本属性复制值，对象属性要求创建新对象（拥有新内存地址）
一般对象（包括集合）都用深拷贝，防止后续操作修改原始对象属性
结构型模式
包括代理模式、桥接模式、装饰器模式、适配器模式、门面模式、组合模式、享元模式
代理模式（Proxy Pattern）
特征
新类封装原始类的方法，提供相同的方法签名
使用场景
给原始类附加无关的功能
桥接模式（Bridge Pattern）
特征
将实体的不同维度分离并抽象，将一个维度作为另一个维度的属性进行方法调用，以实现维度叠加的组合功能
使用场景
类的特征维度过多，维度的组合导致实现类爆炸
装饰器模式（Decorator Pattern）
特征
新类和原始类继承相同父类，通过嵌套调用，实现功能的增强
使用场景
从多个方向对原始类的同一个功能进行增强，方向的组合导致继承类爆炸
适配器模式（Adapter Pattern）
特征
新类封装原始类的方法，提供不同的方法签名
使用场景
- 封装有缺陷的接口
- 统一多个功能相同的接口协议
- 兼容老版本接口
门面模式（Facade Pattern）
特征
新类调用多个原始类的接口，对外提供一个新的接口
使用场景
- 多个接口的调用太过复杂，可以封装为一个新接口，调用更简单
- 多个接口调用性能有问题，可以封装为一个新接口，减少调用次数，减少网络IO消耗
组合模式（Compose Pattern）
特征
让具有父子关系的类实现相同接口
使用场景
类具有父子关系，统一他们的操作行为
享元模式（Flyweight Pattern）
特征
将具有固定属性的对象复用
使用场景
频繁创建拥有完全相同的属性的对象
行为型模式
包括观察者模式、模板模式、策略模式、责任链模式、状态模式、迭代器模式、访问者模式、备忘录模式、命令模式、解释器模式
观察者模式（Observer Pattern）
特征
多个观察者类实现相同的抽象接口，并注册到被观察者中，被观察者以调用抽象接口的形式，循环调用这些观察者
使用场景
当对象之间存在一对多关系，且多个对象之间互相独立的时候
模板模式（Template Pattern）
特征
父类作为抽象类对外提供通用方法，方法内部调用自身抽象方法，子类实现抽象方法
使用场景
方法的某几部分通用，而另外的部分根据不同场景有不同实现
策略模式（Strategy Pattern）
特征
有一个策略接口和对应的一组策略实现类，根据不同条件选择不同策略类执行
使用场景
ifelse分支过多，且分支逻辑之间没有先后顺序，且目的相同
责任链模式（Chain Of Responsibility Pattern）
特征
定义一个接口和一组对应实现类，在新类中注册这些实现类并循环调用他们，调用成功就退出
使用场景
ifelse分支过多，且分支逻辑之间可能会互相影响，且有序
实现方式
- 某个实现类中的逻辑执行成功就break
- 所有实现类的逻辑都执行一遍
状态模式（State Pattern）
特征
遇到事件后，将每个状态的变更和动作的执行都放到单独的类里执行
使用场景
对象的行为依赖其状态
迭代器模式（Iterator Pattern）
特征
将容器的属性和迭代行为分到两个不同的类中
使用场景
顺序访问容器的每个属性
访问者模式（Visitor Pattern）
特征
定义一个接口和一组对应的实现类，作为被操作对象，也就是被访问者
定义另一个接口和对应的一组实现类，对所有目标分别定义一个访问接口，每个访问者实现类都是一个操作维度，实现所有目标的操作细节
使用场景
被访问的目标个数几乎不变，而他们对应的操作经常变化
备忘录模式（Snapshot Pattern）
特征
独立出一个快照类，专门封装快照的数据和存取，然后集成进原始逻辑中
使用场景
记录一个对象的内部状态
命令模式（Command Pattern）
特征
有一个命令接口和一组对应的命令实现类，根据不同条件选择不同命令类执行
使用场景
ifelse分支逻辑过多，且每个分支的目的是不同的
解释器模式（InterPreter Pattern）
特征
提供一个解释器接口和一组对应的实现类，内部封装不同的语法解析规则
使用场景
提供特定的语法解析功能
中介模式（Mediator Pattern）
特征
提供一个组件父类和一组对应的子类，将子类之间的交互封装到一个单独的对象中
使用场景
子类之间交互错综复杂，某一个子类的动作会按顺序触发其他很多子类的行为