面向对象编程的艺术「设计模式」

编程不只是一门技术，更加是一门艺术。不能只知足于程序运行正确，而要时常思考如何让代码更加容易维护，易于扩展和复用。

学习设计模式并不表明你未来会用到这些模式，更重要的意义在于让你找到“封装变化”、“对象间松散耦合”、“针对接口编程”的感受，从而设计出易维护、易扩展、易复用、灵活性好的程序。

 

面向对象五大原则

封装、继承、多态是面向对象的三大特性，但并非说在程序设计中体现出这三大特性就是面向对象，真正的面向对象须要符合下面的五大原则。

单一职责原则（SRP）、开放封闭原则（OCP）、里氏替换原则（LSP）、依赖倒置原则（DIP）、接口隔离原则（ISP）

 

单一职责原则（SRP）

• 单一职责原则，就一个类而言，应该仅有一个引发它变化的缘由。

若是一个类承担的职责过多，就等于把这些职责耦合在一块儿，一个职责的变化可能会削弱或者抑制这个类完成其余职责的能力。

软件设计的主要工做，就是发现职责并把那些职责相互分离。若是你可以想到多于一个的动机去改变一个类，那么这个类就具备多于一个的职责。

 

开放封闭原则（OCP）

• 开放封闭原则，软件模块应该能够扩展，可是不可修改。

“对于扩展是开放的，对于更改是封闭的”，这就是开放封闭原则的精神所在。

开放封闭原则是面向对象设计的核心所在，开发人员应该仅对程序中呈现出频繁变化的那些部分做出抽象。

然而，对于应用程序中的每一个部分都刻意地进行抽象一样不是一个好主意。拒毫不成熟的抽象和抽象自己同样重要。

 

里氏替换原则（LSP）

• 里氏替换原则，子类型必须可以替换掉它们的父类型。

子类经过实现父类接口，可以替代父类的做用，程序的行为不会发生变化。

只有当子类能够替换掉父类，软件单位的功能不受到影响时，父类才能真正被复用，而子类也可以在父类的基础上增长新的行为。

 

依赖倒置原则（DIP）

• 高层模块不该该依赖低层模块，两个都应该依赖抽象。
• 抽象不该该依赖细节，细节应该依赖于抽象。

依赖于抽象，就是针对接口编程，不要对实现编程，即程序中全部的依赖关系都是终止于抽象或者接口。

抽象的稳定性决定了系统的稳定性，由于抽象是不变的，依赖于抽象是面向对象设计的精髓，也是依赖倒置原则的核心。

 

接口隔离原则（ISP）

• 接口隔离原则，使用多个专门的接口，而不使用单一的总接口。

一个类对另一个类的依赖应该创建在最小的接口上，而每个接口应该承担一种相对独立的角色。

接口应该是内聚的，应该避免“胖”接口。一个类对另一个类的依赖应该创建在最小的接口上，不要强迫依赖不用的方法，这是一种接口污染。

 

设计模式简介

设计模式是一套被反复使用的、多数人知晓的、通过分类编目的、代码设计经验的总结。

设计模式是软件工程的基石，它使代码编制真正工程化。天然地使用设计模式，不要滥用用他们。

 

工厂模式

• 工厂模式，定义一个建立对象的接口，让其子类本身决定实例化哪个工厂类，工厂模式使其建立过程延迟到子类进行。

工做模式适合在须要生成复杂对象的状况下使用，而当能够直接实例化建立对象的时候，则无需使用工厂模式。

 

抽象工厂模式

• 抽象工厂模式，提供一个建立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。

抽象工厂模式是围绕一个超级工厂建立其余工厂。在抽象工厂模式中，接口是负责建立一个相关对象的工厂，不须要显式指定它们的类。

 

单例模式

• 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。

单例模式让类自身负责建立它的惟一实例，并提供一个访问该实例的方法，减小了频繁建立和销毁实例的开销，避免了对资源的多重占用。

 

建造者模式

• 建造者模式，将一个复杂的构建与其表示相分离，使得一样的构建过程能够建立不一样的表示。

建造者模式主要用于建立一些复杂的对象，这些对象内部构建间的构造顺序一般是稳定的，但对象内部的构建一般面临着复杂的变化。

 

原型模式

• 原型模式，用原型实例指定建立对象的种类，而且经过拷贝这些原型建立新的对象。

原型模式其实就是在初始化信息不发生变化的状况下，克隆一个已实例化的对象。若是字段是值类型的，则对该字段逐位复制，若是字段是引用类型，则复制引用但不复制引用的对象。

 

适配器模式

• 适配器模式，将一个类的接口转换成合适的接口，使得本来接口不兼容的类能够一块儿工做。

适配器模式主要应用于但愿复用一些现存的类，可是接口又与复用环境要求不一致的状况。适配器继承或依赖已有的对象，实现想要的目标接口。

 

桥接模式

• 桥接模式，将抽象部分与它的实现部分分离，使它们均可以独立变化。

桥接模式涉及到一个做为桥接的接口，使得实体类的功能独立于接口实现类。桥接是用于把抽象化与实现化解耦，使得两者能够独立变化。

 

组合模式

• 组合模式，依据树形结构来组合对象，用来表示部分以及总体层次。组合模式使得用户对单个对象和组合对象的使用具备一致性。

基本对象能够被组合成更复杂的组合对象，而这个组合对象又能够被组合，这样不断地递归下去，任何用到基本对象的地方均可以使用组合对象了。

 

装饰模式

• 装饰模式，动态的给一个对象添加一些额外的职责，就增长功能来讲，装饰模式比生成子类更为灵活。

装饰模式是为已有功能动态地添加更多功能的一种方式，它把每一个要装饰的功能放在单独的类中，从而有效地把类的核心职责和装饰功能区分开。

 

外观模式

• 外观模式，隐藏系统的复杂性，并向客户端提供了一个客户端能够访问系统的接口。

外观模式定义了一个高层接口，下降访问复杂系统的内部子系统时的复杂度，使得这一子系统更加容易使用。

 

享元模式

• 享元模式，运用共享技术尝试重用现有的同类对象，若是未找到匹配的对象，则建立新对象。

在有大量对象时，有可能会形成内存溢出，咱们把其中共同的部分抽象出来，若是有相同的业务请求，直接返回在内存中已有的对象，避免从新建立。

 

代理模式

• 代理模式，为其余对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。

远程代理，为一个对象在不一样的地址空间提供局部表明。虚拟代理，根据须要建立开销很大的对象。安全代理，用来控制真实对象访问时的权限。

 

职责链模式

• 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收者之间的耦合关系。

避免请求发送者与接收者耦合在一块儿，让多个对象都有可能接收请求，将这些对象链接成一条链，而且沿着这条链传递请求，直到有对象处理它为止。

 

命令模式

• 命令模式，将一个请求封装为一个对象，从而使你能够用不一样的请求对客户进行参数化。

请求以命令的形式传递给调用对象，调用对象寻找能够处理该命令的合适的对象，并把该命令传给相应的对象，该对象执行命令。

 

解释器模式

• 解释器模式，给定一个语言，定义它的文法表示，并定义一个解释器，这个解释器使用该标识来解释语言中的句子。

若是一种特定类型的问题发生的频率足够高，那么可能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。这样就能够构建一个解释器，该解释器经过解释这些句子来解决该问题。

 

迭代器模式

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

迭代器模式就是分离了集合对象的遍历行为，抽象出一个迭代器类来负责，这样既能够作到不暴露集合的内部结构，又可让外部代码透明地访问集合内部的数据。

 

中介者模式

• 中介者模式，用来下降多个对象和类之间的通讯复杂性。通常用于一组对象已经定义良好可是通讯复杂的场合。

中介者模式用一个中介对象来封装一系列的对象交互，中介者使各对象不须要显式地相互引用，从而使其耦合松散，并且能够独立地改变它们之间的交互。

 

备忘录模式

• 备忘录模式，捕获一个对象的内部状态，并在该对象以外保存这个状态，以便在适当的时候恢复对象。

所谓备忘录模式就是在不破坏封装的前提下，捕获一个对象的内部状态，并在该对象以外保存这个状态，这样能够在之后将对象恢复到原先保存的状态。

 

观察者模式

• 观察者模式，定义对象间的一种一对多的依赖关系，当一个对象的状态发生改变时，全部依赖于它的对象都获得通知并被自动更新。

观察者模式所作的工做其实就是在解除耦合。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另外一边的变化。

 

状态模式

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

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状况。把状态的判断逻辑转移到表示不一样状态的一系列类当中，能够把复杂的判断逻辑简化。

 

策略模式

• 策略模式，定义了算法家族，分别封装起来，让它们之间能够互相替换，减小了算法类之间的耦合。

策略模式是一种定义一系列算法的方法，它能够以相同的方式调用全部的算法，减小了各类算法类与使用算法类之间的耦合。

 

模板方法模式

• 模板方法模式，定义一个操做中的算法骨架，而将一些步骤延迟到子类中。

模板方法模式经过把不变的行为搬移到超类，使得子类能够不改变一个算法的结构便可重定义该算法的某些特定步骤。

 

访问者模式

• 访问者模式，主要将数据结构与数据操做分离，解决稳定的数据结构和易变操做的耦合问题。

访问者模式适用于数据结构相对稳定的系统，它把数据结构和做用于结构上的操做之间的耦合解脱开，使得操做集合能够相对自由地演化。