大 话 设 计 模 式

大 话 设 计 模 式

   从拿到这本书的那一刻，就很喜欢这本书。这本书的排版，编辑模式就是相当的吸引人，它是以对话的形式、以故事的形式、以生活中很常见的通俗的例子引入入胜的，跟其他的书教程大有不同，这真是有一种润物细无声之境，在阅读的时候完全感觉不到枯燥。当然这样的书是能很好是适应我这种初学者、入门者，这样对于我来说第一印象，第一感觉就相当的不错，我想后面的学习才会更有趣。花了两天的时间把书大体的看了一遍，做一个宏观的初步总结。

  下面将对设计模式的 23 种模式、六大原则以及一些思考进行讲述；    

  

一、23种设计模式   

创建模式： 对类的实例化过程的抽象。一些系统在创建对象时，需要动态地决定怎样创建对象，创建哪些对象，以及如何组合和表示这些对象。创建模式描述了怎样构造和封装这些动态的决定。包含类的创建模式和对象的创建模式。

结构模式： 描述如何将类或对象结合在一起形成更大的结构。分为类的结构模式和对象的结构模式。类的结构模式使用继承把类，接口等组合在一起，以形成更大的结构。类的结构模式是静态的。对象的结构模式描述怎样把各种不同类型的对象组合在一起，以实现新的功能的方法。对象的结构模式是动态的。

行为模式： 对在不同的对象之间划分责任和算法的抽象化。不仅仅是关于类和对象的，并是关于他们之间的相互作用。类的行为模式使用继承关系在几个类之间分配行为。对象的行为模式则使用对象的聚合来分配行为。

       

创建型模式(Creational Pattern)
1、 抽象工厂模式(Abstract Factory Pattern)
提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口，而无需指定它们具体的类。

例如：女娲造人---〉（阴，阳）--〉（人，兽）----〉（男人，女人，公兽，母兽）(人和兽属于不同的产品类)

2、 建造者模式(Builder Pattern)
介绍将一个复杂对象的构建与它的表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。

例如：飞机制造

3、 原型模式(Prototype Pattern)
介绍用原型实例指定创建对象的种类，并且通过拷贝这个原型来创建新的对象。

eg: 复印技术： 1 不是同一个对象 2 属同类

      短消息（转发） 1-n个人

4、 工厂方法模式(Factory Method Pattern)
介绍定义一个用于创建对象的接口，让子类决定将哪一个类实例化。Factory Method使一个类的实例化延迟到其子类。

例如：水果园—〉（葡萄园，苹果园）--〉（葡萄，苹果）（各自生产）

5、 单例模式(Singleton Pattern)
介绍保证一个类仅有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点。

账本类：1 单一实例 2 给多个对象共享 3 自己创建

结构型模式(Structural Pattern)

6、 适配器模式(Adapter Pattern)

适配器模式:把一个类的接口变换成客户端所期待的另一种接口，从而使原本因接口原因不匹配而无法一起工作的两个类能够一起工作。适配类可以根据参数返还一个合适的实例给客户端

将两个不兼容的类纠合在一起使用，属于结构型模式,需要Adaptee(被适配者)和Adaptor(适配器)两个身份.

为何使用?
我们经常碰到要将两个没有关系的类组合在一起使用,第一解决方案是：修改各自类的接口，但是如果我们没有源代码，或者，我们不愿意为了一个应用而修改各自的接口。 怎么办? 使用Adapter，在这两种接口之间创建一个混合接口(混血儿).

如何使用?
实现Adapter方式,其实"think in Java"的"类再生"一节中已经提到,有两种方式：组合(composition)和继承(inheritance).

例如：1、充电器（手机和220V电压）

           2、jdbc-odbc桥

 7、 桥接模式(Bridge Pattern)

桥梁模式：将抽象化与实现化脱耦，使得二者可以独立的变化。也就是说将他们之间的强关联变成弱关联，也就是指在一个软件系统的抽象化和实现化之间使用组合/聚合关系而不是继承关系，从而使两者可以独立的变化。

例如：jdbc中的驱动程序

8、 组合模式(Composite Pattern)
介绍将对象组合成树形结构以表示“部分-整体”的层次结构。它使得客户对单个对象和复合对象的使用具有一致性。

例如：windows的目录树（文件系统）

9、 装饰模式(Decorator Pattern)

装饰模式：装饰模式以对客户端透明的方式扩展对象的功能，是继承关系的一个替代方案，提供比继承更多的灵活性。动态给一个对象增加功能，这些功能可以再动态的撤消。增加由一些基本功能的排列组合而产生的非常大量的功能。

使用Decorator的理由是:这些功能需要由用户动态决定加入的方式和时机.Decorator提供了"即插即用"的方法,在运行期间决定何时增加何种功能.

例如：1、在visio中文件可以使用背景进行装饰

          2、变废为宝

10、 门面模式(Facade Pattern)

门面模式：外部与一个子系统的通信必须通过一个统一的门面对象进行。门面模式提供一个高层次的接口，使得子系统更易于使用，减少复杂性。每一个子系统只有一个门面类，而且此门面类只有一个实例，也就是说它是一个单例模式。但整个系统可以有多个门面类。

1  门面角色 2 子系统角色

11、 享元模式(Flyweight Pattern)

享元模式以共享的方式高效的支持大量的细粒度对象。享元模式能做到共享的关键是区分内蕴状态和外蕴状态。内蕴状态存储在享元内部，不会随环境的改变而有所不同。外蕴状态是随环境的改变而改变的。外蕴状态不能影响内蕴状态，它们是相互独立的。将可以共享的状态和不可以共享的状态从常规类中区分开来，将不可以共享的状态从类里剔除出去。客户端不可以直接创建被共享的对象，而应当使用一个工厂对象负责创建被共享的对象。享元模式大幅度的降低内存中对象的数量。

例如：字体的26个字母和各自的斜体等

12、 代理模式(Proxy Pattern)

介绍为其他对象提供一个代理以控制对这个对象的访问。代理模式给某一个对象提供一个代理对象，并由代理对象控制对源对象的引用。代理就是一个人或一个机构代表另一个人或者一个机构采取行动。某些情况下，客户不想或者不能够直接引用一个对象，代理对象可以在客户和目标对象直接起到中介的作用。客户端分辨不出代理主题对象与真实主题对象。代理模式可以并不知道真正的被代理对象，而仅仅持有一个被代理对象的接口，这时候代理对象不能够创建被代理对象，被代理对象必须有系统的其他角色代为创建并传入。

例如：1、用代理服务器连接出网

          2、销售代理（厂商）律师代理（客户）

          3、foxmail

 

行为型模式(Behavioral Pattern)

13、 责任链模式(Chain of Responsibility Pattern)

责任链模式：执行者的不确定性 在责任链模式中，很多对象由每一个对象对其下家的引用而接起来形成一条链。请求在这个链上传递，直到链上的某一个对象决定处理此请求。客户并不知道链上的哪一个对象最终处理这个请求，系统可以在不影响客户端的情况下动态的重新组织链和分配责任。处理者有两个选择：承担责任或者把责任推给下家。一个请求可以最终不被任何接收端对象所接受。

例如：喝酒时通过成语接龙决定谁喝酒(马到成功－功不可没－没完没了)

14、 命令模式(Command Pattern)

命令模式：命令模式把一个请求或者操作封装到一个对象中。命令模式把发出命令的责任和执行命令的责任分割开，委派给不同的对象。命令模式允许请求的一方和发送的一方独立开来，使得请求的一方不必知道接收请求的一方的接口，更不必知道请求是怎么被接收，以及操作是否执行，何时被执行以及是怎么被执行的。系统支持命令的撤消 。

例如：1、MM （客户端）-- à ME （请求者）-- à 命令角色-- à （具体命令）- à 代理处（接收者）-- à MM

          2、上网 IE 输入 http地址 发送命令

15、 解释器模式(Interpreter Pattern)

解释器模式：给定一个语言后，解释器模式可以定义出其文法的一种表示，并同时提供一个解释器。客户端可以使用这个解释器来解释这个语言中的句子。解释器模式将描述怎样在有了一个简单的文法后，使用模式设计解释这些语句。在解释器模式里面提到的语言是指任何解释器对象能够解释的任何组合。在解释器模式中需要定义一个代表文法的命令类的等级结构，也就是一系列的组合规则。每一个命令对象都有一个解释方法，代表对命令对象的解释。命令对象的等级结构中的对象的任何排列组合都是一个语言。

例如：1、编译原理之编译器

            2、文言文注释：一段文言文，将它翻译成白话文

16、 迭代器模式(Iterator Pattern)
介绍提供一种方法顺序访问一个聚合对象中各个元素, 而又不需暴露该对象的内部表示。

例如：查询数据库，返回结果集（map， list， set）

17、 中介者模式(Mediator Pattern)
介绍用一个中介对象来封装一系列的对象交互。中介者使各对象不需要显式地相互引用，从而使其耦合松散，而且可以独立地改变它们之间的交互。

例如：法院和原告，被告的关系

18、 备忘录模式(Memento Pattern)

Memento 模式：Memento对象是一个保存另外一个对象内部状态拷贝的对象，这样以后就可以将该对象恢复到原先保存的状态。模式的用意是在不破坏封装的条件下，将一个对象的状态捕捉住，并外部化，存储起来，从而可以在将来合适的时候把这个对象还原到存储起来的状态。模式所涉及的角色有三个，备忘录角色、发起人角色和负责人角色。

备忘录角色的作用：

（1）   将发起人对象的内部状态存储起来，备忘录可以根据发起人对象的判断来决定存储多少发起人对象的内部状态。

（2）   备忘录可以保护其内容不被发起人对象之外的任何对象所读取。

发起人角色的作用：

（1）   创建一个含有当前内部状态的备忘录对象。

（2）   使用备忘录对象存储其内部状态。

负责人角色的作用：

（1）   负责保存备忘录对象。

（2）   不检查备忘录对象的内容

例如：1、备份系统时使用 

           2、GHOST

  19、 观察者模式(Observer Pattern)

观察者模式：观察者模式定义了一种一队多的依赖关系，让多个观察者对象同时监听某一个主题对象。这个主题对象在状态上发生变化时，会通知所有观察者对象，使他们能够自动更新自己。发布订阅。

例如：公司邮件系统[email protected]的应用。当公司员工向这个邮箱发邮件时会发给公司的每一个员工。如果设置了Outlook则会及时收到通知。

接收到短消息

20、 状态模式(State Pattern)
状态模式允许一个对象在其内部状态改变的时候改变行为。这个对象看上去象是改变了它的类一样。状态模式把所研究的对象的行为包装在不同的状态对象里，每一个状态对象都属于一个抽象状态类的一个子类。状态模式的意图是让一个对象在其内部状态改变的时候，其行为也随之改变。状态模式需要对每一个系统可能取得的状态创立一个状态类的子类。当系统的状态变化时，系统便改变所选的子类。

例如：1、人心情不同时表现不同有不同的行为

            2、登录login logout

21、 策略模式(Strategy Pattern)
策略模式针对一组算法，将每一个算法封装到具有共同接口的独立的类中，从而使得它们可以相互替换。策略模式使得算法可以在不影响到客户端的情况下发生变化。策略模式把行为和环境分开。环境类负责维持和查询行为类，各种算法在具体的策略类中提供。由于算法和环境独立开来，算法的增减，修改都不会影响到环境和客户端。

22、 模板方法模式(Template Method Pattern)
介绍定义一个操作中的算法的骨架，而将一些步骤延迟到子类中。Template Method使得子类可以不改变一个算法的结构即可重定义该算法的某些特定步骤。模板方法模式准备一个抽象类，将部分逻辑以具体方法以及具体构造子的形式实现，然后声明一些抽象方法来迫使子类实现剩余的逻辑。不同的子类可以以不同的方式实现这些抽象方法，从而对剩余的逻辑有不同的实现。先制定一个顶级逻辑框架，而将逻辑的细节留给具体的子类去实现。

例如：使用网页设计时使用的模板架构网页（骨架） 算法的各个逻辑系统

23、 访问者模式(Visitor Pattern)

访问者模式：访问者模式的目的是封装一些施加于某种数据结构元素之上的操作。一旦这些操作需要修改的话，接受这个操作的数据结构可以保持不变。访问者模式适用于数据结构相对未定的系统，它把数据结构和作用于结构上的操作之间的耦合解脱开，使得操作集合可以相对自由的演化。访问者模式使得增加新的操作变的很容易，就是增加一个新的访问者类。访问者模式将有关的行为集中到一个访问者对象中，而不是分散到一个个的节点类中。当使用访问者模式时，要将尽可能多的对象浏览逻辑放在访问者类中，而不是放到它的子类中。访问者模式可以跨过几个类的等级结构访问属于不同的等级结构的成员类。

例如：电脑销售系统： 访问者（自己）---〉电脑配置系统（主板，CPU，内存。。。。。。）

二、设计模式之六大原则：

                 

  

  设计模式六大原则（1）：单一职责原则

定义：不要存在多于一个导致类变更的原因。通俗的说，即一个类只负责一项职责。 

问题由来：类T负责两个不同的职责：职责P1，职责P2。当由于职责P1需求发生改变

而需要修改类T时，有可能会导致原本运行正常的职责P2功能发生故障。

设计模式六大原则（2）：里氏替换原则

肯定有不少人跟我刚看到这项原则的时候一样，对这个原则的名字充满疑惑。其实原因就是这项原则最早是在1988年，由麻省理工学院的一位姓里的女士（Barbara Liskov）提出来的。

定义1：如果对每一个类型为 T1的对象 o1，都有类型为 T2 的对象o2，使得以 T1定义的所有程序 P 在所有的对象 o1 都代换成 o2 时，程序 P 的行为没有发生变化，那么类型 T2 是类型 T1 的子类型。

定义2：所有引用基类的地方必须能透明地使用其子类的对象。

设计模式六大原则（3）：依赖倒置原则

定义：高层模块不应该依赖低层模块，二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。

设计模式六大原则（4）：接口隔离原则

定义：客户端不应该依赖它不需要的接口；一个类对另一个类的依赖应该建立在最小的接口上。 
问题由来：类A通过接口I依赖类B，类C通过接口I依赖类D，如果接口I对于类A和类B来说不是最小接口，则类B和类D必须去实现他们不需要的方法。

设计模式六大原则（5）：迪米特法则

定义：一个对象应该对其他对象保持最少的了解。

问题由来：类与类之间的关系越密切，耦合度越大，当一个类发生改变时，对另一个类的影响也越大。

解决方案：尽量降低类与类之间的耦合。

 

设计模式六大原则（6）：开闭原则 

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。

三、对设计模式的思考

1、设计模式是规则吗？

     地上本没有路，走得人多了也就成了路。设计模式如同此理，它是经验的传承，并非体系；是被前人发现，经过总结形成了一套某一类问题的一般性解决方案，而不是被设计出来的定性规则；它不像算法那样可以照搬照用。

2、设计模式是架构吗？

     架构和模式应该是一个属于相互涵盖的过程，但是总体来说架构更加关注的是所谓的High-Level Design,而模式关注的重点在于通过经验提取的“准则或指导方案”在设计中的应用，因此在不同层面考虑问题的时候就形成了不同问题域上的模式。模式的目标是，把共通问题中的不变部分和变化部分分离出来。不变的部分，就构成了模式，因此，模式是一个经验提取的“准则”，并且在一次一次的实践中得到验证，在不同的层次有不同的模式，小到语言实现，大到架构。在不同的层面上，模式提供不同层面的指导。

3、设计模式，软件的永恒之道？

      这个问题没有准确答案，有的只是讨论，听过一位教授前辈结合建筑学得出的几点心得吧：

和建筑结构一样，软件中亦有诸多的“内力”。和建筑设计一样，软件设计也应该努力疏解系统中的内力，使系统趋于稳定、有生气。一切的软件设计都应该由此出发。

任何系统都需要有变化，任何系统都会走向死亡。作为设计者，应该拥抱变化、利用变化，而不是逃避变化。

好的软件只能“产生”而不能“创造”，我们所能做的只是用一个相对好的过程，尽量使软件朝向好的方向发展。

4、需要设计模式吗？

      你觉得呢？ 答案当然是肯定的，但你需要确定的是模式的应用是否过度？我得承认，世界上有很多天才的程序员，他可以在一段代码中包含多种甚至 6 种设计模式，也可以不用模式而把设计做得很好。但我们的目标是追求有效的设计，而设计模式可以为这个目标提供某种参考模型、设计方法。

      我们不需要奉GOF的设计模式为圭臬，但合理的运用设计模式，才是正确的抉择。很多人看过GOF的《Design Patterns》，对这23 种模式也背得滚瓜烂熟。但重要的不是我们熟记了多少个模式的名称，关键还在于付诸实践的运用。为了有效地设计，而去熟悉某种模式所花费的代价是值得的，因为很快你会在设计中发现这种模式真的很好，很多时候它令得你的设计更加简单了。

      其实在软件设计人员中，唾弃设计模式的可能很少，盲目夸大设计模式功用的反而更多。言必谈“模式”，并不能使我们成为优秀的架构师。真正出色的设计师，懂得判断运用模式的时机。还有一个问题是，很多才踏入软件设计领域的人员，往往对设计模式很困惑。对于我这菜鸟来说，由于没有项目的实际经验，OO 的思想也还未曾建立，设计模式未免过于高深了。其实，即使是非常有经验的程序员，也不敢夸口对各种模式都能合理应用。在后续的学习中不断的实践和总结，不畏惧前方的道路有多远，只需向前去做就行。