大话设计模式

前言

面像对象的好处：通过封装、继承、多态把程序的耦合度降低。设计模式的目的就是使得程序更加灵活，容易修改，易于复用。

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代码+实例参考PDF

UML基础

• 继承 （空心三角形+实线）

  类A是类B的子类， A继承于B。

  鹦鹉继承于鸟

• 实现（空心三角形+虚线）

  类A实现了接口B的方法，A实现了B。

  对于飞行的接口，鸟类实现了该接口，鸟与飞行关系为实现

• 关联（实线箭头）

  A知道B的方法或者属性，是一种比较强的关系，长期性的。

  • B作为A的属性出现A中

  • A引用了被关联类B的全局变量

• 依赖（虚线箭头）

  依赖区别于关联在于依赖是必须为单向的。偶然性，临时性，关系弱。A依赖于B，B的变化会影响A

  • 动物依赖于氧气

  • 动物与气候关联，人与汽车关联

• 聚合（空心菱形+实线箭头）

  弱拥有关系，A对象可以包含B对象，但是B对象不是A对象的一部分。B的生命周期与A不同

  大雁群 包含大雁 但大雁不是大雁群的一部分，准确的说雁群中包含大雁数组，一个大雁的离开大雁群不会结束

• 合成（实心菱形+实线箭头）

  强拥有关系，体现了严格的整体和部分的关系。部分与整体的生命周期一样。

关系说明

关联与依赖

组合与聚合是关联的特例

代码体现上的区别

• 关联

1. B作为A的属性出现在了A中

2. 关联类A引用了被关联类B的全局变量

• 聚合

通过实例变量来体现

• 组合

它的体现在代码段和聚合并没有很大的区别，唯一的区别就是：部分和整体的声明周期是一致的。

• 依赖

1. A方法的参数是B（耦合）

2. A方法的参数是B的属性（紧耦合）

3. A方法中实例化了B

4. A方法的返回值是B

导航

• 简单工厂模式

• 策略模式

• 单一指责原则

• 开放封闭原则

• 依赖倒转原则

• 装饰模式

• 代理模式

• 工厂模式

简单工厂模式

简单工厂模式解决的是，实例化对象时的问题。

通过封装工厂类，用工厂实例化出合适的对象，通过多态返回父类。

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

定义了算法家族，分别封装起来，让他们之间可以互相替换，此模式让算法的变化，不会影响道使用算法的用户。

优点

• 策略模式是一种实线一系列算法的方法，从概念上来看，所有这些算法完成的都是相同的工作，知识实现不同，它可以以相同的方式调用所有的算法，减少各种算法类与使用算法类之间的耦合

• 策略模式的Strategy类层为Context定义了一系列的可供重用的算法或行为。继承有助于析取出这些算法的公共功能

• 简化了单元测试，每一个算法都有自己的类，一颗通过自己的接口单独测试。

• 不同的行为堆砌在一个类中，很难避免使用条件语句来选择合适的行为。将这些行为封装在一个个独立的Strategy类中，可以在使用这些行为的类中消除条件语句。

• 策略模式封装了算法，实践中，我们可以用它来封装几乎任何类型的规则，需分析过程中判断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该变化的可能性。

• 基本的策略模式中，选择所用具体实现的指责由客户端对象承担，并转给策略模式的Context对象

单一职责原则

就一个类而言，应该仅有一个引起它变换的原因。

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一致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，设计会遭受到意想不到的破坏。

软件设计真正要做的内容就是发现职责并把职责相互分离。

如果一个类能有多余一个的动机改变，那么这个类就具有多余一个的职责。

开放封闭原则

软件实体（类、模块、函数等等）应该是可以扩展，但是不可修改。

对于扩展是开放的（Open for extension），对于更改是封闭的（Close for modification）

目标：设计面对需求的改变能保持相对稳定，使得系统可以不断的推出新的版本。

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，既然不能完全封闭，设计人员必须对于他设计的模块应该对哪种变化封闭作出选择。必须预测出那些可能发生的变化，然后通过构造抽象莱格里那些变化。

变化发生时立即采取行动

使得面对新的需求对程序的改动是通过增加新的代码进行的，而不是更改现有的代码。

变化知道的越晚，想要创建正确的抽象越困难

开放封闭是面向对象的核心，遵循该原则可以带来面向对象技术所声称的好处（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那部分作出抽象，然而，对于应用程序中的每个部分都刻意地进行抽象不是一个好的主意。拒绝不成熟的抽象。

不做过度设计/优化。

依赖倒转原则

高层模块不该依赖于底层模块，应该都依赖于抽象模块（抽象不应该依赖细节，细节应该依赖于抽象，针对接口编程，不要对实现编程）

面向过程开发：代码复用时，常用代码封为函数库，业务逻辑代码嗲用底层的这些函数时，成为高层模块依赖底层模块，当我们修改底层的逻辑时，如更改存储方式时，因为高层斗鱼底层的访问数据库绑定在一起，就无法复用高层模块。

里氏代换原则

子类行必须能够替换掉它们的父类型

一个软件实体如果使用父类的话，那么一定适用于其子类，而且它察觉不出父类对象和子类对象的区别。也就是说，在软件里，把父类都替换成它的子类，程序的行为没有发生变化

基于里氏代换原则，因为子类行的可替换行使得使用父类类型的模块在无需修改的情况下可以扩展。

依赖倒转可以说是面向对象设计的标志，使用哪种语言来编写程序不重要，如果编写时考虑的都是如何针对抽象编程而不是针对细节编程，即程序中所有的依赖关系都是终止于抽象类或者接口，那就是面向对象的设计，反之那就是过程化的设计。

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，装饰模式比声称子类更为灵活。

Component定义一个对象接口，可以给对象动态的添加职责。ConCreteComponent是定义了一个具体的对象，也可以给这个对象添加一些职责。Decorator，装饰抽象类，继承了Component，从外类来扩展Compient类的功能，但对于Component来说，是无需知道Decorator的存在的。至于ConcreteDecorator就是具体的装饰对象，起到给Componnent添加职责的功能。

装饰模式利用SetComponnent对对象进行包装，这样每个装饰的实现于该对象的使用分离开了，每个装饰对象只关心自己的功能，不需要关系如何被添加道对象链当中。

灵活Tips：

如果只有一个ConcreateComponent类而没有抽象的Component类，那么Decorator类可以是ConcreteComponent的一个子类。同样道理，如果只有一个ConcreteDecorator类，那么就没有任何必要建立一个单独的Decoraror类，而可以把Decorator和ConcreateDecorator的责任合并为一个类。

书本中对于人穿衣服这个Case的结构图如下：

装饰模式目的：为已有功能动态的添加更多功能的一种方式。

使用场景：开始时，当系统需要新的功能，是向旧的类中添加新的代码。这些新建的代码通常装饰了原有类的核心职责或者主要行为。在祝类中增加新的方法/字段/逻辑，会增加主类的复杂度。当新加入的东西仅仅是为了满足一些特定情况下才会执行的特殊行为的需要，装饰模式提供了很好的解决方案：把每个要装饰的功能放在单独的类中，并让这个类包装它所要的装饰对象，因此，当需要执行特殊行为时，客户代码就可以有选择的，按顺序使用装饰功能包装对象了。

优点：把类中的装饰功能从类中搬移去除，简化原有的类，有效的分离类的核心职责和装饰功能，去除相关类中重复的装饰逻辑。

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。

使用场景：

• 远程代理，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。（.Net中饮用WebService）

• 虚拟代理，根据需要创建开销很大的对象。通过它来存放实例化需要很长时间的真实对象。（优化网页的下载）

• 安全代理，控制真实对象的访问权限。（对象应该有不同的访问权限）

• 智能指引，调用真实的对象的时，代理不处理另外一些事。

工厂方法模式

简单工厂在设计原理违背了开放-封闭原则，根据依赖倒转原则，我们可以把工厂抽象成接口，该接口只有一个方法，就是创建抽象产品的工厂方法。所有要生产具体类的工厂都要实现该接口。

在算法运算的Case中与简单工厂模式的区别

回顾简单工厂模式

对比工厂方法模式

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

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

结构图

对于算法运算Case

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代码来进行。要想加功能，本来是要改工厂类的，现在是修改客户端。