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设计模式之概述

千行 2021-09-26 阅读 89

做软件开发,不一定都使用设计模式,但基本上都听说过,在学习设计模式系列资料中积累了些笔记,在此梳理出来与大家分享,希望阅有所获,有不足的地方多多指正,互相学习。

本篇文章主要是介绍设计模式概述,介绍设计模式是什么,有什么用,有哪些重要原则和有哪几种经常使用的设计模式。

一、设计模式是什么
设计模式是前辈们从经验中抽象和升华提炼的知识体系,是解决编程问题的方法论,把解决编程问题的方法归纳到理论高度。在这些模式的指导下可以使项目易维护、易拓展、健壮性更强。

从以下三个方面理解:

  • 抽象和升华:是前辈们经过各种趟坑和项目中遇到问题的经验总结,并将总结抽象升华为模式。给后续遇到类似问题的人提供指导思想;
  • 方法论:模式是方法论。某类问题是可以通过某种模式或者多种模式又好又快地解决,是解决某类问题的最佳方案;
  • 设计模式是思想,利用这些思想可以提高代码灵活度、提高开发效率。

二、设计模式有什么用?
1、项目设计时:

  • 考虑用各种模式搭配,充分利用设计模式,设计功能模块;
  • 利用设计模式思想,设计项目,理清关系,画好类图,为高效编码做准备。

2、项目实现中:

  • 遇到问题优先考虑是否能通过某种设计模式解决,站在设计的角度看问题;
  • 遇到问题知道用那种模式可以解决类似问题;
  • 持续重构,持续进化项目。

3、效率与成本:

  • 写出或者进化出容易维护和容易拓展的项目。
  • 利用设计模式有利于提高开发能力和开发效率。
  • 代码的灵活性和拓展性。
  • 代码复用与解耦。

三、设计模式重要原则 :单一原则、里氏替换原则、面向接口原则、开闭原则、迪米特原则和依赖倒置原则
1、单一原则(SRP:Single Responsibility Principle)

  • 英文定义1:There should never be more than one reason for class to change。类只因一个原因而改变,而不是多个原因
  • 英文定义2:A class or module should have a single responsibility 。一个类或者模块只负责完成一个职责
  • 理解:类的设计功能要单一,只处理自身相关职责,不耦合其他不相干的职责。

2、里氏替换(LSP:Liskov Substitution Principle)

  • 英文定义1:Functions that use pointers of references to base classes must be able to use objects of derived classes without knowing it) 。转述:所有引用基类的地方必须能透明地使用其子类。
  • 英文定义2:If S is a subtype of T, then objects of type T may be replaced with objects of type S, without breaking the program。转述2:如果S 是T 的子类,那么T类的对象,也就是父类对象可以在不破坏程序的情况下可以被子类S的对象替换。注意:是父类对象被子类对象替换。

里氏替换的理解:

  • 两种定义,都说明是父类对象被子类对象替换。
  • 而且父类对象被子类对象之后,不破坏程序的逻辑与设计。也就是父类对象出现的地方,可以透明地替换为其子类对象。
  • 里氏替换原则,是一种继承规范,是一种约定。design by contract,按照协议来设计 。

3、接口隔离(ISP:Interface Segregation Principle )

  • 面向接口编程,接口隔离是指接口要足够的干净。解耦,粒度化,给类赋能。调用只关注接口,不关注具体实现。
    理解:接口越干净越好,控制好粒度,粒度越小越干净越容易拓展。

4、开闭原则(OCP:Open Closed Principle )

  • 对修改关闭。对拓展开放。
  • 添加一个新的功能应该时,在已有代码基础上扩展代码(新增模块、类、方法等),而非修改已有代码(修改模块、类、方法等)。
    理解:项目做到对修改关闭、对拓展开发、通过新增模块适配新需求而不是修改现有的代码。

5、迪米特(LOD:Law of Demeter):

  • 彼此之间了解越少越好。为了解耦。彼此是指:类、模块、接口等等。

6、依赖倒置(DIP:Dependency Inversion Principle)

  • 抽象不依赖细节,细节依赖抽象。
  • 高层模块不依赖底层模块,底层模块依赖高层模块。

四、主要的设计模式有23种:

  • 创建型模式:工厂方法模式、抽象工厂模式、单例模式、建造者模式、原型模式。
  • 结构型模式:适配器模式、装饰器模式、代理模式、外观模式、桥接模式、组合模式、享元模式。
  • 行为型模式:策略模式、模板方法模式、观察者模式、迭代子模式、责任链模式、命令模式、备忘录模式、状态模式、访问者模式、中介者模式、解释器模式。

下篇文章将介绍设计模式的六个原则。

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