设计模式概述

一 设计模式简介

定义：设计模式，即 Design Patterns，是指在软件设计中常见问题的典型解决方案。

作用：使用设计模式是为了重用代码、让代码更容易被他人理解、保证代码可靠性。

来源：上世纪 90 年代，Erich Gamma、Richard Helm、Raplh Johnson 和 Jonhn Vlissides 四位作者出版了《Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software》一书，将设计模式的概念应用到程序开发领域中。 该书提供了 23 个模式来解决面向对象程序设计中的各种问题，很快便成为了畅销书。这四位作者也被称为四人组（Gang Of Four）。

组成：大部分设计模式都有正规的描述方式，以便在不同情况下使用。 设计模式的描述通常会包括以下四个基本要素：

• 意图：简单描述问题和解决方案。
• 动机：进一步解释问题并说明模式会如何提供解决方案。
• 结构：展示模式的各个部分和它们之间的关系。
• 在不同语言中的实现：提供流行编程语言的代码示例，让读者更好地理解模式背后的思想。

部分模式介绍中还列出其他的一些实用细节，例如模式的适用性、实现步骤以及与其他模式的关系。

二 设计模式的七大原则

2.1 开闭原则（Open Close Principle）

开闭原则的意思是：对扩展开放，对修改关闭。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。模块应尽量在不修改原代码的情况下进行扩展。

2.2 单一职责原则（Single Responsibility Principle）

指一个类或者模块应该有且只有一个改变的原因。如果一个类承担的职责过多，就等于把这些职责耦合在一起了。一个职责的变化可能会削弱或者抑制这个类完成其他职责的能力。这种耦合会导致脆弱的设计，当发生变化时，设计会遭受到意想不到的破坏。而如果想要避免这种现象的发生，就要尽可能的遵守单一职责原则。此原则的核心就是解耦和增强内聚性。

2.3 里氏代换原则（Liskov Substitution Principle）

里氏代换原则是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，只有当派生类可以替换掉基类，且软件单位的功能不受到影响时，基类才能真正被复用，而派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。

2.4 依赖倒转原则（Dependence Inversion Principle）

这个原则是开闭原则的基础，具体内容：针对接口编程，依赖于抽象而不依赖于具体。

2.5 接口隔离原则（Interface Segregation Principle）

使用多个隔离的接口，比使用单个接口要好。它还有另外一个意思是：降低类之间的耦合度。由此可见，其实设计模式就是从大型软件架构出发、便于升级和维护的软件设计思想，它强调降低依赖，降低耦合。

2.6 迪米特原则（Demeter Principle）

迪米特原则是指：一个实体应当尽量少地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。

2.7 合成复用原则（Composite Reuse Principle）

合成复用原则是指：尽量使用合成/聚合的方式，而不是使用继承。

三 设计模式的类型

不同设计模式的复杂程度、 细节层次以及在整个系统中的应用范围等方面各不相同。最基础的、 底层的模式通常被称为惯用技巧。 这类模式一般只能在一种编程语言中使用。最通用的、 高层的模式是构架模式。 开发者可以在任何编程语言中使用这类模式。 与其他模式不同， 它们可用于整个应用程序的架构设计。

此外， 所有模式可以根据其意图或目的来分类：

• 创建型模式：提供创建对象的机制， 增加已有代码的灵活性和可复用性。
• 结构型模式：介绍如何将对象和类组装成较大的结构， 并同时保持结构的灵活和高效。
• 行为模式：负责对象间的高效沟通和职责委派。

序号	模式 & 描述	包括
1	创建型模式 提供了一种在创建对象的同时隐藏创建逻辑的方式， 而不是使用 new 运算符直接实例化对象。这使得程 序在判断针对某个给定实例需要创建哪些对象时 更加灵活。	工厂模式（Factory Pattern） 抽象工厂模式（Abstract Factory Pattern） 单例模式（Singleton Pattern） 建造者模式（Builder Pattern） 原型模式（Prototype Pattern）
2	结构型模式 关注类和对象的组合。继承的概念被用来组合接口 和定义组合对象获得新功能的方式。	适配器模式（Adapter Pattern） 桥接模式（Bridge Pattern） 过滤器模式（Filter、Criteria Pattern） 组合模式（Composite Pattern） 装饰器模式（Decorator Pattern） 外观模式（Facade Pattern） 享元模式（Flyweight Pattern） 代理模式（Proxy Pattern）
3	行为型模式 特别关注对象之间的通信。	责任链模式（Chain of Responsibility Pattern） 命令模式（Command Pattern） 解释器模式（Interpreter Pattern） 迭代器模式（Iterator Pattern） 中介者模式（Mediator Pattern） 备忘录模式（Memento Pattern） 观察者模式（Observer Pattern） 状态模式（State Pattern） 空对象模式（Null Object Pattern） 策略模式（Strategy Pattern） 模板模式（Template Pattern） 访问者模式（Visitor Pattern）

四 参考文献

设计模式概念和七大原则

Design Patterns