设计模式学习小结

软件的设计模式是前人总结的，对一些特定问题的一般化的解决方案。使用设计模式可以最大程度地使不同功能模块达到高内聚，低耦合，可复用的形态，另开发者以一种“正确”的方式实现那些具有相同特点的需求

三种类型：

所有的设计模式主要解决以下3大类问题
1.创建型：对象的创建
2.结构型：对象的组合
3.行为型：对象的通信

五大原则与一个法则：

五大原则：
1.单一职责：一个类应该只承担单一的职责，只有一个引起它变化的原因
2.开闭原则：对拓展开放，对修改关闭，确保在后续代码变动时原模块功能不受影响
3.里氏替换原则：子类可以替换父类，拓展了的子类可以生效。是对开闭原则的补充
4.接口隔离原则：使用多个接口，细化对行为的抽象，减少对无关行为的依赖
5.依赖倒转原则：针对接口编程，使依赖转移到接口上，减少模块间耦合。是开闭原则的基础
一个法则：
1.迪米特法则（最少了解法则）：不同实体间应该尽可能减少对其他实体的了解

23种设计模式：

一、创建型：

1.工厂模式：将对象的创建和使用解耦，隐藏创建的细节，并使用接口抽象对象
2.抽象工厂：抽象了工厂，用接口指代那些具有关联的工厂，进一步复用工厂逻辑
3.单例模式：创建一个全局对象，避免额外的重复创建、销毁消耗，并且对此对象修改将影响整个程序
例：Spring IOC容器中默认的bean构造方式
4.建造者：用接口抽象构建复杂对象需要的参数，建造者接收这些参数进行一系列复杂的构造动作
例：Jackson中自定义序列化器；Java11的HttpClient请求构造器
5.原型模式：通过特定的原型创建它的拷贝，避免重复的创建过程

二、结构型

1.适配器模式：为与原模块不兼容的新对象提供兼容层，改变了原接口类型
2.桥接模式：抽象类内部保存可替换的实现类的引用，这样此抽象类可以通过继承拓展，内部的抽象引用亦可替换，两者实现了解耦
3.过滤器模式：将“过滤”的逻辑抽象成接口并提供它的不同实现，过滤器的使用者可随时更换他们。另：Java8中的Lambda使过滤器的创建变得相当方便
例：Stream API中filter操作符的参数
4.组合模式：使用类内部的成员变量关联其他类型，对外屏蔽了这层关联关系
5.装饰器模式：当需要拓展原类型功能时，使用带有原类型作为成员变量的抽象类代替原类型而不使用继承拓展原类型，新的拓展类可被灵活继承
6.外观模式：使用外观类封装复杂的类关系，对外提供单一调用接口
7.享元模式：共享具有共同属性的对象，比如缓存已创建的对象。需要注意封装缓存逻辑，关注多线程场景下的并发问题
例：缓存多次RPC调用获取到的结果
8.代理模式：控制对已有对象的访问。区别于适配器模式：不改变被代理类的接口；区别于装饰器模式：用于控制访问而不是拓展

三、行为型

1.责任链模式：将多个消费者封装起来成为调用链，使调用链上指定的消费者消费数据，将消费者和生产者解耦
例：对Go语言中的错误处理的封装；Gin框架中context处理链
2.命令模式：将部分逻辑封装作为命令传输给接收者，接收者在执行命令前、后可进行额外的操作（重试、超时控制等），解耦了调用者和接收者
例：Hystrix的使用；RxJs中Observable操作符的使用
3.解释器模式：封装特定的表达式，应用较少
4.迭代器模式：封装通用的遍历逻辑，将游走元素的责任分离出来
例：Java中的Iterator
5.中介者模式：对于一组“职责明确”的对象，使用一个中介者来承担他们间的通讯责任，所有对象的通信均依赖这个中介者而不是相互依赖。
6.备忘录模式：使用缓存类、管理类维护同个对象在不同时间的状态，缓存类保存状态，管理类对缓存类进行读写操作，备忘录和客户端的调用实现了解耦
7.观察者模式：被观察者内储存多个观察者的引用，一旦被观察者发生变化则一次性通知他们。使用一套通知机制解耦了观察者和被观察者
8.状态模式：将对象的状态抽象为接口并提取出来，对象内部提供更新这个状态抽象和根据状态行动的方法
9.空对象模式：使用一个预定义的包含判空信息的对象来指代业务对象，将判空逻辑从业务代码中提取出来，原本的空对象将对应该模式中的“无动作”
例：Java8提供的Optional类
10.策略模式：一组特定的具有相似输入输出行为可以抽象为特定接口的实现类，使用“类”来区分，使用“接口”来统一，外部仅通过接口调用接口特定实现而不需要关注实现本身
例：重构代码时，可用特定的接口抽象将原来具有多个相似行为的对象；推荐算法中特定的计算公式
11.模板模式：抽象的个体（如抽象类、接口等）本身可以带有具体的实现，以消除它的其他具体实现中的模板代码
例：抽象类中的具体方法；Java8中的默认方法
12.访客模式：将特定数据封装起来以控制对他们的访问，提供对数据的访问的“访问者”接口，对数据的封装层将使用访问者消费数据
例：Gin框架使用HandlerFunc抽象来消费context

一些想法

接口和抽象类
我关注到了上述这设计模式的例子几乎都使用到了接口和抽象类，这两者起到了“抽象特定行为”的功能

“高内聚，低耦合”的结构是应用这些模式需要达到的目标，使用接口指代具体的实现可以降低不同方法、类间的依赖，减少耦合，外部通过接口这一形式访问对象也可以屏蔽相关对象中的无关细节

设计模式or思考设计
正如开篇提到的，这几十种设计模式更多的关注的是对象与对象间的协同的关系，但是各种语言发展到今天，各种新特性层出不穷，表达能力也日益增强，拥有正统OOP血脉的Java也并不将“对象”作为编码的起点（例如Java8中加入的Lambda可以另我们将某种行为作为参数传递，在此之前实现这一目标需要新建一个实现了抽象接口方法的匿名类的对象）

与其说应该在编码中使用“设计模式”不如说应该应该思考如何去设计。在学习完这几十种模式和相关概念后，我回头看看之前编写的代码，其实有相当一部分已经应用了某种“模式”，这一切都发生得自然而然，没有刻意也没有硬搬

学习这些对我们的代码结构设计工作有很大的启发，但是没有必要生搬硬套其中的做法到现实中去，我们必须得结合实际考虑如何去做代码的设计工作