软件设计模式概述

本节是后面各章学习的基础，从总体上介绍软件设计模式的概念与特色、软件设计模式的基本要素，以及 GoF 的 23 种设计模式简介。

软件设计模式的产生背景

“设计模式”这个术语最初并非出如今软件设计中，而是被用于建筑领域的设计中。

1977 年，美国著名建筑大师、加利福尼亚大学伯克利分校环境结构中心主任克里斯托夫·亚历山大（Christopher Alexander）在他的著做《建筑模式语言：城镇、建筑、构造（A Pattern Language: Towns Building Construction）中描述了一些常见的建筑设计问题，并提出了 253 种关于对城镇、邻里、住宅、花园和房间等进行设计的基本模式。

1979 年他的另外一部经典著做《建筑的永恒之道》（The Timeless Way of Building）进一步强化了设计模式的思想，为后来的建筑设计指明了方向。

1987 年，肯特·贝克（Kent Beck）和沃德·坎宁安（Ward Cunningham）首先将克里斯托夫·亚历山大的模式思想应用在 Smalltalk 中的图形用户接口的生成中，但没有引发软件界的关注。

直到 1990 年，软件工程界才开始研讨设计模式的话题，后来召开了屡次关于设计模式的研讨会。

1995 年，艾瑞克·伽马（ErichGamma）、理査德·海尔姆（Richard Helm）、拉尔夫·约翰森（Ralph Johnson）、约翰·威利斯迪斯（John Vlissides）等 4 位做者合做出版了《设计模式：可复用面向对象软件的基础》（Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software）一书，在本教程中收录了 23 个设计模式，这是设计模式领域里程碑的事件，致使了软件设计模式的突破。这 4 位做者在软件开发领域里也以他们的“四人组”（Gang of Four，GoF）匿名著称。

直到今天，狭义的设计模式仍是本教程中所介绍的 23 种经典设计模式。

软件设计模式的概念与意义

有关软件设计模式的定义不少，有些从模式的特色来讲明，有些从模式的做用来讲明。本教程给出的定义是大多数学者公认的，从如下两个方面来讲明。

1. 软件设计模式的概念

软件设计模式（Software Design Pattern），又称设计模式，是一套被反复使用、多数人知晓的、通过分类编目的、代码设计经验的总结。它描述了在软件设计过程当中的一些不断重复发生的问题，以及该问题的解决方案。也就是说，它是解决特定问题的一系列套路，是前辈们的代码设计经验的总结，具备必定的广泛性，能够反复使用。其目的是为了提升代码的可重用性、代码的可读性和代码的可靠性。

2. 学习设计模式的意义

设计模式的本质是面向对象设计原则的实际运用，是对类的封装性、继承性和多态性以及类的关联关系和组合关系的充分理解。正确使用设计模式具备如下优势。

• 能够提升程序员的思惟能力、编程能力和设计能力。

• 使程序设计更加标准化、代码编制更加工程化，使软件开发效率大大提升，从而缩短软件的开发周期。

• 使设计的代码可重用性高、可读性强、可靠性高、灵活性好、可维护性强。

固然，软件设计模式只是一个引导。在具体的软件幵发中，必须根据设计的应用系统的特色和要求来恰当选择。对于简单的程序开发，苛能写一个简单的算法要比引入某种设计模式更加容易。但对大项目的开发或者框架设计，用设计模式来组织代码显然更好。

软件设计模式的基本要素

软件设计模式令人们能够更加简单方便地复用成功的设计和体系结构，它一般包含如下几个基本要素：模式名称、别名、动机、问题、解决方案、效果、结构、模式角色、合做关系、实现方法、适用性、已知应用、例程、模式扩展和相关模式等，其中最关键的元素包括如下 4 个主要部分。

1. 模式名称

每个模式都有本身的名字，一般用一两个词来描述，能够根据模式的问题、特色、解决方案、功能和效果来命名。模式名称（PatternName）有助于咱们理解和记忆该模式，也方便咱们来讨论本身的设计。

2. 问题

问题（Problem）描述了该模式的应用环境，即什么时候使用该模式。它解释了设计问题和问题存在的来龙去脉，以及必须知足的一系列先决条件。

3. 解决方案

模式问题的解决方案（Solution）包括设计的组成成分、它们之间的相互关系及各自的职责和协做方式。由于模式就像一个模板，可应用于多种不一样场合，因此解决方案并不描述一个特定而具体的设计或实现，而是提供设计问题的抽象描述和怎样用一个具备通常意义的元素组合（类或对象的 组合）来解决这个问题。

4. 效果

描述了模式的应用效果以及使用该模式应该权衡的问题，即模式的优缺点。主要是对时间和空间的衡量，以及该模式对系统的灵活性、扩充性、可移植性的影响，也考虑其实现问题。显式地列出这些效果（Consequence）对理解和评价这些模式有很大的帮助。

本文参考于：http://c.biancheng.net/design_pattern/本文作学习参考使用，无商业价值，供你们一块儿学习