菜鸟之路：23种设计模式+6大原则概述

r囧r小猫 2022-05-19 13:57 372阅读 0赞

**第一章**>>>>>

面向对象编程：通过封装，继承，多态把程序的耦合度降低，将重复的代码抽离出来，容易扩展，维护，复用。

简单工厂模式，工厂（Factory）：用一个单独的类来做这个类创造实例的过程，这就是工厂。

简单工厂模式解决的是对象的创建问题。

什么时候用它：都可以用于已知某些条件后，对类的选择，而这些类都是同一父类的子类。

UML类图解析：

继承关系用空心三角形\+实线来表示。

实现接口用空心三角形\+虚线来表示。

当一个类“知道”另一个类时，可以用关联。关联关系用实线箭头来表示。

聚合表示一种弱的“拥有”关系，体现的是A对象可以包含B对象，但B对象不是A对象的一部分。聚合关系用空心的菱形\+实线箭头来表示。

合成是一种强的“拥有”关系，体现了严格的部分和整体的关系，部分和整体的声明周期一样。合成关系用实心的菱形\+实线箭头来表示。

依赖关系用虚线箭头来表示。

**第二章**>>>>>

面向对象的编程，并不是类越多越好，类的划分是为了封装，但分类的基础是抽象，具有相同属性和功能的对象的抽象集合才是类。

策略模式（Strategy），它定义了算法家族，分别封装了起来，让它们之间可以互相替换，此模式让算法的变化，不会影响到使用算法的客户。

策略模式就是用来封装算法的，但是在实践中，我们发现可以用它来封装几乎任何类型的规则，只要在分析过程中听到需要在不同时间应用不同的业务规则，就可以考虑使用策略模式处理这种变化的可能性。

适用的场景：

1、如果在一个系统里面有许多类，它们之间的区别仅在于它们的行为，那么使用策略模式可以动态地让一个对象在许多行为中选择一种行为。

2、一个系统需要动态地在几种算法中选择一种。

3、如果一个对象有很多的行为，如果不用恰当的模式，这些行为就只好使用多重的条件选择语句来实现。

例子：https://www.jianshu.com/p/cda324a76160

区别：

简单工厂模式：只需要发出命令，由他人去实现。

策略模式：不知要发出命令，还得由自己亲自去做。

两个的区别非常微妙,Factory是直接创建详细的对象并用该对象去运行对应的动作，而Strategy将这个操作给了Context类。没有创建详细的对象，实现的代码的进一步封装。

第三章>>>>>

单一职责原则，就一个类而言，应该仅有一个引起它变化的原因。

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，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，当变化发生时，设计会遭到意想不到的破坏。  
软件设计真正要做的许多内容，就是发现职责并把那些职责相互分离。

如果你能够想到多于一个的动机去改变一个类，那么这个类就具有多于一个的职责。

第四章>>>>>  
开放\-封闭原则（开\-闭原则），软件实体（类、模块、函数等等）应该可以扩展，但是不可修改。

对于扩展是开放的，对于更改是封闭的。

无论模块是多么的“封闭”，都会存在一些无法对之封闭的变化。既然不可能完全封闭，设计人员必须对于他设计的模块应该对那些变化封闭做出选择。他必须先猜测出最有可能发生变化的种类，然后构造抽象来隔离那些变化。

等到变化发生时立即采取行动。

在我们最初编写代码时，假设变化不会发生。当变化发生时，我们就创建抽象来隔离以后发生的同类变化。

面对需求，对程序的改动是通过增加新代码进行的，而不是更改现有的代码。

我们希望的是在开发工作展开不久就知道可能发生的变化。查明可能发生的变化所等待的时间越长，要创建正确的抽象就越困难。

开发-封闭原则是面向对象设计的核心所在。遵循这个原则可以带来面向对象技术所声称的巨大好处，也就是可维护、可扩展、可复用、灵活性好。开发人员应该仅对程序中呈现出频繁变化的哪些部分做出抽象，然而，对于应用程序中的每个部分都可以地进行抽象同样不是一个好主意。拒绝不成熟的抽象和抽象本身一样重要。

第五章>>>>>

依赖倒转原则：1.高层模块不应该依赖于底层模块。两个都应该依赖抽象。2.抽象不应该依赖细节。细节应该依赖抽象。

面向对象的四个好处：可维护、可扩展、可复用、灵活性好。

强内聚，松耦合。

里氏代换原则：子类型必须能够替换掉它们的父类型。

一个软件实体如果使用的是一个父类的话，那么一定适用于其子类，而它察觉不出父类对象和子类的区别。也就是说，在软件里面，把父类都替换成它的子类，程序的行为没有变化。

依赖倒转其实是面向对象设计的标志。

第六章>>>>>

需要把所需的功能按正确的顺序串联起来进行控制。

装饰模式：动态地给一个对象添加一些额外的职责，就增加功能来说，装饰模式比生成子类更为灵活。

总结：装饰模式是为已有功能动态地添加更多功能的一种方式。

什么时候用它：当系统需要新功能的时候，是向旧的类中添加新的代码。这些新加的代码通常装饰了原有类的核心职责或主要行为。

优点：把类中的装饰功能从类中搬移去除，这样可以简化原有的类。有效地把类的核心职责和装饰功能区分开了。而且可以去除相关类中重复的装饰逻辑。

第七章>>>>>

代理模式：为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。

运用场景：

1.远程代理，也就是为一个对象在不同的地址空间提供局部代表。这样可以隐藏一个对象存在于不同地址空间的事实。

2.虚拟代理，是根据需要创建开销很大的对象。铜鼓它来存放实例化需要很长时间的真实对象。

3.安全代理，用来控制真实对象访问时的权限。

4.智能指引，是指当调用真实的对象时，代理处理另外一些事。

第八章>>>>>  
简单工厂模式的最大优点在于工厂类中包含了必要的逻辑判断，根据客户端的选择条件动态实例化相关的类，对于客户端来说，去除了与具体产品的依赖。

工厂方法模式：定义一个用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类。工厂方法使一个类的实例化延迟到其子类。

工厂方法模式实现时，客户端需要决定实例化哪一个工厂来实现运算类，选择判断的问题还是会存在的，也就是说，工厂方法把简单工厂的内部逻辑判断移到了客户端来进行。你想要加功能，本来是改工厂类的，而现在是修改客户端！

第九章>>>>>

原型模式：用原型实例指定创建对象的种类，并且通过拷贝这些原型创建新的对象。

原型模式其实就是一个对象在创建另一个可定制的对象，而且不需要知道任何创建的细节

Java提供了Cloneable接口，其中有一个唯一方法Clone()，实现这个接口就可以完成原型模式了。

什么时候用它：一般在初始化的信息不发生变化的情况下，克隆是最好的办法。既隐藏了对象创建的细节，又对性能是大大的提高。不用重新初始化对象，而是动态地获得对象运行时的状态。

如果字段是值类型的，则对该字段执行主逐位复制，如果字段是引用类型，则复制引用但不复制引用的对象；因此，原始对象及其复本引用同一对象。

浅复制：被复制对象的所有变量都含有与原来对象相同的值，而所有的对其他对象的引用度仍然指向原来的对象。

如果把要复制的对象所引用的对象都复制一遍。采取深复制。

深复制：深复制把引用对象的变量指向复制过的新对象，而不是原有的被引用的对象。

第十章>>>>>

模板方法模式：定义一个操作中的算法的骨架，而将一些个步骤延迟到子类中。模板方法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。

应用场景： 当我们要完成某一细节层次一致的一个过程或一系列步骤，但其个别步骤在更详细的层次上的实现可能不同时，我们通常考虑用模板方法模式来处理。

其特点：模板方法模式是通过把不变行为搬移到超类，去除子类中重复代码来体现它的优势。模板方法模式就是提供了一个很好的代码复用平台。当不变的和可变的行为在方法的子类实现中混合在一起的时候，不变的行为就会在子类中重复出现。我们通过模板方法模式把这些行为搬移到单一的地方，这样就帮助子类摆脱重复的不变行为的纠缠。

第十一章>>>>>

迪米特法则：如果两个类不必彼此直接同行，那么这个两个类就不应当发生直接的相互作用。如果其中一个类需要调用另一个类的某一个方法的话，可以通过第三者转发这个调用。

在类的结构设计上，每一个类都应当尽量降低成员的访问权限。迪米特法则其根本思想，是强调了类之间的松耦合。类之间的耦合越弱，越有利于复用，一个处在弱耦合的类被修改，不会对有关系的类造成波及。

第十二章>>>>>

外观模式：为子系统中的一组接口提供了一个一致的界面，此模式定义了一个高层接口，这个接口使得这一子系统更加容易地使用。

何时使用外观模式：首先，再设计初期阶段，应该要有意思的将不同的两个层分离。层与层之间建立外观Facade。其次，在开发阶段，子系统往往因为不断地重构演化而变得越来越复杂。增加外观Facade可以提供一个简单的接口，减少它们之间的依赖。第三，在维护一个遗留的大型系统时，可能这个系统已经非常难以维护和扩展能力。为新系统开发一个外观Facade类，来提供设计粗糙或高度复杂的遗留代码的比较清晰简单的接口，让新系统与Facade对象交互，Facade对象交互，Facede与遗留代码交互所有复杂的工作。

第十三章>>>>>

建造者模式：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。

如果我们用了建造者模式，那么用户就只需要指定需要建造的类型就可以得到它们，而具体建造的过程和细节就不需要知道了。

什么时候使用它：主要是用于创建一些复杂的对象，这些对象内部构建间的建造顺序通常是稳定的，但对象内部的构建通常面临着复杂的变化。

建造者模式是在当创建复杂对象的算法应该独立于该对象的组成部分以及它们的装配方式时适用的模式。

第十四章>>>>>

观察者模式：定义了一种第一对多的依赖关系，让多个观察者对象同事监听某一个主题对象。这个主题对象在状态发生变化时，会通知所有观察者对象，使它们能够自动更新自己。

它的特点：将一个系统分割成一系列相互协作的类有一个很不好的副作用，那就是需要维护相关对象间的一致性。我们不希望为了维护一致性而使各类精密耦合，这样会给维护、扩展和重用都带来不便。

使用场合：当一个对象的改变需要同时改变其他对象的时候，而且它不知道具体有多少对象有待改变时，应该考虑使用观察者模式。一个抽象模型有两个方面，其中一个方面依赖于另一方面，这时用观察者模式可以将这两者封装在独立的对象中使它们各自独立地改变和复用。

观察者模式所做的工作其实就是在接触耦合。让耦合的双方都依赖于抽象，而不是依赖于具体。从而使得各自的变化都不会影响到另一边的变化。

事件委托：委托就是一种引用方法的类型。一旦为委托分配了方法，委托将与该方法具有完全相同的行为。委托方法的使用可以像其他任何方法一样，具有参数和返回值。委托可以看做是对函数的抽象，是函数的“类”，委托的实例将代表一个具体的函数。

一个委托可以搭载多个方法，所有方法被依次唤起。它可以使得委托对象所搭载的方法并不需要属于同一个类。

委托对象所搭载的所有方法必须具有相同的原形和形式，也就是拥有相同的参数列表和返回值类型。

第十五章>>>>>

工厂方法模式是定义一个用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类。

抽象工厂模式：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。

优点：1、最大的好处便是易于交换产品系列，由于具体工厂类，在一个应用中只需要在初始化的时候出现一次，这就使得改变一个应用的具体工厂变得非常容易，它只需要改变具体工厂即可使用不同的产品配置。2、它让具体的创建实例过程与客户端分离，客户端是通过它们的抽象接口操纵实例，产品的具体类名也被具体工厂的实现分离，不会出现在客户代码中。

反射+抽象工厂模式，所有在用简单工厂的地方，都可以考虑用反射技术来去除switch或if，解除分支判断带来的耦合。

第十六章>>>>>

状态模式：当一个对象的内在状态改变时允许改变其行为，这个对象看起来像是改变了其类。

面向对象设计其实就是希望做到代码的责任分解。

状态模式主要解决的是当控制一个对象状态转换的条件表达式过于复杂时的情况。把状态的判断逻辑转移到不同状态的一系列类当中，可以把复杂的判断逻辑简化。

状态模式好处：将与特定状态相关的行为局部化，并且将不同状态的行为分割开来。

什么时候用它：当一个对象的行为取决于它的状态，并且它必须在运行时刻根据状态改变它的行为时，这可以考虑使用状态模式了。

第十七章>>>>>

适配器模式：将一个类的接口转换成客户希望的另外一个接口。Adapter模式使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的那些类可以一起工作。

系统的数据和行为都正确，但接口不符时，我们应该考虑用适配器，目的是使控制范围之外的一个原有对象与某个接口匹配。适配器模式主要应用于希望复用一些现存的类，但是接口又与复用环境要求不一致的情况。

什么时候使用它：1.想使用一个存在类，但如果它的接口，也就是它的方法和你的要求不相同时，就应该考虑用适配器模式。2.客户代码可以统一调用同一接口就行了，但是具有不同的接口时要使用它。

条件：在双方都不太容易修改的时候在使用适配器模式适配。如果能实现预防接口不同的问题，不匹配问题就不会发生；在有小的接口不同意问题发生时，及时重构，问题不至于扩大；只有碰到无法改变原有设计和代码的情况时，在使用适配器模式。

第十八章>>>>>

备忘录模式：在不破坏封装性的前提下，捕获一个对象的内部状态，并在该对象之外保存这个状态。这样以后就可将该对象回复到原先保存的状态。

如果在某个系统中使用命令模式时，需要实现命令的撤销功能，那么命令模式可以使用备忘录模式来存储可撤销操作的状态。

当角色的状态改变的时候，有可能这个状态无效，这时候就可以使用暂时存储起来的备忘录将状态复原。

第十九章>>>>>

组合模式：将对象组合成树形结构以表示“部分-整体”的层次结构。组合模式使得用户对单个对象和组合的对象的使用具有一致性。

透明方式：父类声明用来管理子对象的方法。

安全方式：父类不声明，而是在管理子类对象的里面方法里面声明，但是这样在客户端调用的时候需要做相应的判断，带来了不便。

什么地方使用它：需求中是体现部分与整体层次的结构时，以及你希望用户可以忽略组合对象与单个对象的不同，通过一地使用组合结构中的所有对象时，就应该考虑用组合模式了。

使用组合模式的好处：组合模式让客户可以一致地使用组合结构和单个对象。

第二十章>>>>>

迭代器模式：提供一种方法顺序访问一个聚合对象中各个元素，而又不是暴露该对象的内部表示。

一个聚集对象，而且不管这些对象是什么都需要遍历的时候，你就应该考虑用迭代器模式。

你需要对聚集有多种方式遍历时，可以考虑用迭代器模式。为遍历不同的聚集结构提供如开始、下一个、是否结束、当前哪一项等统一的接口。

使用迭代器的好处：当你需要对聚集有多种方式遍历时，可以考虑使用迭代器模式。

迭代器模式就是分离了集合对象的遍历行为，抽象出一个迭代器来负责，这样既可以做到不暴露内部结构，又可让外部代码透明地访问集合内部的数据。

第二十一章>>>>>

单例模式：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。

通常我们可以让一个全局变量使得一个对象被访问，但它不能防止你实例化多个对象。一个最好的办法就是，让类自身负责保存它的唯一实例。这个类可以保证没有其他实例可以被创建，并且它可以提供一个访问该实例的方法。

饿汉单例模式：静态初始化的方式是在自己被加载时就将自己实例化，所以被形象地称之为饿汉式单例模式。

懒汉单例模式：要在第一次被引用时，才会将自己实例化，所以就被称为懒汉式单例模式。

第二十二章>>>>>

对象的继承关系是在编译时就定义好了，所以无法在运行时改变从父类继承的实现。子类的实现与它的父类有非常紧密的依赖关系，以至于父类实现中的任何变化必然会导致子类发生变化。当你需要复用子类时，如果继承下来的实现不适合解决新的问题，则父类必须重写或被其他更适合的类替换。这种依赖关系限制了灵活性并最终限制了复用性。

合成/聚合复用原则：尽量使用合成/聚合，尽量不使用类继承。

好处：优先使用对象的合成/聚合将有助于你保持每个类被封装，并被集中在单个任务上。这样类和类继承层次会较小规模，并且不太可能增长为不可控制的庞然大物。

桥接模式：将抽象部分与它的实现部分分离，使它们都可以独立地变化。

什么叫抽象与它的实现分离，这并不是说，让抽象类与其派生类分离，因为这没有任何意义。实现指的是抽象类和它的派生类用来实现自己的对象。

理解：实现系统可能有多角度分类，每一种分类都有可能变化，那么就把这种多角度分离出来让它们独立变化，减少它们之间的耦合。

只要深入了地了解设计原则，很多设计模式其实就是原则的应用而已，或许在不知不觉中就在使用设计模式了。

第二十三章>>>>>

命令模式：将一个请求封装为一个对象，从而使你可用不同的请求对客户进行参数化，对请求排队或记录请求日志，以及支持可撤销的操作。

命令模式的优点：第一，它能较容易地设计一个命令队列；第二，在需要的情况下，可以较容易地将命令记录日志；第三，允许接受请求的一方决定是否要否决请求；第四可以容易地实现对请求的撤销和重做；第五，由与加进新的具体命令类不影响其他的类，因此增加新的具体命令类很容易。

最关键的优点：命令模式把请求一个操作的对象与知道怎么执行一个操作的对象分隔开。

敏捷开发原则告诉我们，不要为代码添加基于猜测的、实际不需要的功能。如果不清楚一个系统是否需要命令模式，一般就不要着急去实现它，事实上，在需要的时候通过重构实现这个模式并不困难，只有在真正需要如撤销/回复操作等功能时，把原来的代码重构为命令模式才有意义。

第二十四章>>>>>

职责链模式：使多个对象都有机会处理请求，从而避免请求的发送者和接受者之间的耦合关系。将这个对象连成一条链，并沿着这条链传递该请求，直到有一个对象处理它为止。

职责链的好处：当客户提交一个请求时，请求时沿链传递直至有一个对象负责处理它。接受者和发送者都没有对方的明确消息，且链中的对象自己也并不知道链的结构。结果是职责链可简化对象的相互连接，它们仅需保持一个指向其后继者的引用，而不需保持它所有的时候候选接受者的引用。

随时随地增加或修改处理一个请求的结构。增强了给对象指派职责的灵活性。

一个请求极有可能到了链的末端都得不到处理，或者因为没有正确配置而得不到处理。

第二十五章>>>>>

尽管将一个系统分割成许多对象通常可以增加其可复用性，但是对象间相互连接的激增又会降低其可复用性了。

大量的连接使得一个对象不可能在没有其他对象的支持下工作，系统表现为一个不可分割的整体，所以，对系统的行为进行任何较大的改动就十分困难了。

中介者模式：用一个中介对象来封装一系列的对象交互。中介者使个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他们之间的交互。

中介者模式优缺点：中介者模式很容易在系统中应用，也很容易在系统中误用。当系统出现了“多对多”交互复杂的对象群时，不要急于使用中介者模式，而要先反思你的系统在设计上是不是合理。

由于把对象如何协作进行了抽象，将中介作为一个独立的概念并将其封装在一个对象中，这样关注的对象就从对象各自本身的行为转移到它们之间的交互上来，也就是站在一个更宏观的角度去看待系统。

中介者模式一般应用于一组对象以定义良好但是复杂的方式进行通信的场合，以及想定制一个分部在多个类中的行为，而又不想生成太多的子类的场合。

第二十六章>>>>>

享元模式：运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象。

享元模式可以避免大量非常相似类的开销。在程序设计中，有时需要生成大量细粒度的类实例来表示数据。如果能发现这些实例除了价格参数外基本上都是相同的，有时就能够受大幅度地减少需要实例化的类的数量。如果能把那些参数移到类实例的外面，在方法调用时将它们传递进来，就可以通过共享大幅度地减少单个实例的数目。

什么时候使用享元模式：

如果一个应用程序中使用了大量的对象，而大量的这些对象造成了很大的存储开销时就应该考虑使用；还有就是对象的大多数状态可以外部状态，如果删除对象的外部状态，那么可以用相对较少的共享对象取代很多组对象，此时可以考虑使用享元模式。

比如字符串比较的时候就用到了享元模式。

第二十七章>>>>>

解释器模式：给定一个语言，定义它的文法的一种表示，并定义一个解释器，这个解释器使用该表示来解释语言中的句子。

如果一种特定类型的问题发生的频率足够高，那么困难就值得将该问题的各个实例表述为一个简单语言中的句子。这样就可以构建一个解释器，该解释器通过解释这些句子来解决该问题。

什么时候用它：当有一个语言需要解释执行，并且你可将改语言中的句子表示为一个抽象语法树时，可使用解释器模式。

缺点：解释器模式为文法中的第一条规则至少定义了一个类，因此包含许多规则的文法可能难以管理和维护。建议当文法非常复杂时，使用其他的技术如语法分析程序或编译器生成器来处理。

第二十八章>>>>>

访问者模式：表示一个作用于某对象结构中的个元素的擦欧洲哦。它使你可以在不改变各元素的类的前提下定义作用于这些元素的新操作。

访问者模式适用于数据结构相对稳定的系统。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演化。

访问者模式的目的是什么：把处理从数据结构分离出来。有比较稳定的数据结构，又有易于变化的算法的话，使用访问者模式就是比较合适的，因为访问者模式使得算法操作的增加变得容易。

优点：增加新的操作很容易，因为增加新的操作就以为者增加一个新的访问者。访问者模式将有关的行为集中到一个访问者对象中。

缺点：其实也就是使增加新的数据结构变得困难了。

常用设计模式：

Proxy代理模式

Factory工厂模式

Singleton单例模式

Delegate委派模式

Strategy策略模式

Prototype原型模式

Template模板模式

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