1、前言

设计模式是一套被反复使用的、多数人知晓的、经过分类编目的、代码设计经验的总结。使用设计模式是为了重用代码、让代码更容易被人理解、保证代码可靠性。Gang of Four所提出的设计模式主要是基于以下的面向对象设计原则。

  • 对接口编程而不是对实现编程
  • 优先使用对象组合而不是继承

2、设计模式的类型

一共23种设计模式。这些模式可以分为三大类:创建型模型(Creational Patterns)、结构型模型(Structural Patterns)、行为型模型(Behavioral Patterns),由于是基于Java讨论设计模式,所以加上另为一种设计模式:J2EE设计模式。

2.1 创建型模式

这些设计模式提供了一种在创建对象的同时隐藏创建逻辑的方式,而不是使用new运算符直接实例化对象。这使得程序在判断针对某个给定实例需要创建哪些对象时更加灵活。

  • 工厂模式 Factory Pattern
  • 抽象工厂模式 Abstract Factory Pattern
  • 单例模式 Singleton Pattern
  • 建造者模式 Builder Pattern
  • 原型模式 Prototype Pattern

2.2 结构型模式

这些设计模型关注类和对象的组合。继承的概念被用来组合接口和定义组合对象获得新功能的方式。

  • 适配器模式 Adapter
  • 桥接模式 Bridge Pattern
  • 过滤器模式 Filter、Criteria Pattern
  • 组合模式 Composite Pattern
  • 装饰器模式 Decorator Pattern
  • 外观模式 Facade Pattern
  • 享元模式 Flyweight Pattern
  • 代理模式Proxy Pattern

2.3 行为型模式

这些设计模式特别关注对象之间的通信。

  • 责任链模式 Chain of Responsibility Pattern
  • 命令模式 Command Pattern
  • 解释器模式 Interpreter Pattern
  • 迭代器模式 Iterator Pattern
  • 中介模式 Mediator Pattern
  • 备忘录模式 Memento Pattern
  • 观察者模式 Observer Pattern
  • 状态模式 State Pattern
  • 空对象模式 Null Object Pattern
  • 策略模式 Strategy Pattern
  • 模版模式 Template Pattern
  • 访问者模式 Visitor Pattern

2.4 J2EE模式

这些设计模式特别关注表示层。这些模式是由Sun Java Center 鉴定的。

  • MVC模式 MVC Pattern
  • 业务代表模式 Bussiness Delegate Pattern
  • 组合实体模式 Composite Entity Pattern
  • 数据访问对象模式 Data Access Object Patern
  • 前端控制器模式 Front Controller Pattern
  • 拦截过滤器模式 Intercepting Filter Pattern
  • 服务定位器模式 Service Locator Pattern
  • 传输对象模式 Transfer Object Pattern

设计模式之间的关系:

图一

3、设计模式的六大原则

  • 1、开闭原则(Open Close Principle)

    • 开闭原则的意思是:对扩展开放,对修改关闭。在程序需要进行拓展的时候,不能去修改原有的代码,实现一个热插拔的效果。简言之,是为了使程序的扩展性好,易于维护和升级。想要达到这样的效果,我们需要使用接口和抽象类,后面的具体设计中我们会提到这点。
  • 2、里氏代换原则(Liskov Substitution Principle)

    • 里氏代换原则是面向对象设计的基本原则之一。 里氏代换原则中说,任何基类可以出现的地方,子类一定可以出现。LSP 是继承复用的基石,只有当派生类可以替换掉基类,且软件单位的功能不受到影响时,基类才能真正被复用,而派生类也能够在基类的基础上增加新的行为。里氏代换原则是对开闭原则的补充。实现开闭原则的关键步骤就是抽象化,而基类与子类的继承关系就是抽象化的具体实现,所以里氏代换原则是对实现抽象化的具体步骤的规范。
  • 3、依赖倒转原则(Dependence Inversion Principle)

    • 这个原则是开闭原则的基础,具体内容就是:针对接口编程,依赖于抽象不依赖于具体。
  • 4、接口隔离原则(Interface Segregation Principle)

    • 这个原则的意思是:使用多个隔离的接口,比使用单个接口要好。它还有另外一个意思是:降低类之间的耦合度。由此可见,其实设计模式就是从大型软件架构出发、便于升级和维护的软件设计思想,它强调降低依赖,降低耦合。
  • 5、最少知道原则(Demeter Principle)

    • 少知道原则是指:一个实体应当尽量少地与其他实体之间发生相互作用,使得系统功能模块相对独立。
  • 6、合成复用原则(Composite Reuse Principle)

    • 合成复用原则是指:尽量使用合成/聚合的方式,而不是使用继承。

4、设计模式学习笔记概要

优先使用组合,而不是继承

  • 为什么要使用设计模式?
    • 实现解藕
    • 易于理解
    • 易于维护

4.1 简单工厂

  • 用统一的函数(方法)去创建对象
  • 而不是随用随创建
  • 生产主体是一个函数(方法)
  • 严格意义上不允许增加新产品

图一

4.2 工厂模式

  • 工厂不是万能的,只能生产特定产品
  • 一种工厂只能生产一种商品
  • 可以通过增加工厂的方式来增加产品

图二

4.3 抽象工厂

  • 一个工厂可以生产多个产品
  • 方便添加产品种类和工厂

图三

4.4 单例模式

  • 一个类唯一的一个对象
  • 一般用来存储全局的数据
  • 懒汉式: 使用时再实例化
  • 饿汉式: 程序开始就实例化,不管之后会不会用到。

4.5 适配器模式

  • 系统需要使用现有的类,而这些类的接口不符合系统的需要
  • 想要建立一个可以重复使用的类,用于与一些彼此之间没有太大关联的一些类,包括一些可能在将来引进的类一起工作
  • 需要一个统一的输出接口,而输入端的类型不可预知

图四

4.6 代理模式

  • 用一个类代表另一个类的功能

图五

4.7 装饰器模式

  • 需要扩展一个类的功能,或给一个类增加附加责任
  • 需要动态的给一个对象增加功能
  • 需要增加一些基本功能的排列组合而产生的非常大量的功能,从而使继承变得不现实

图六

4.8 策略模式

  • 是指对一系列的算法定义,并将每一个算法封装起来,而且使它们还可以相互替换
  • 策略模式让算法独立于使用它的客户而独立变化

图

  • 代理 VS 策略
    • 代理和被代理源自同一个基类,代替具体的职能
    • 策略模式主体和使用者之间不是同一个继承体系,根据不同的策略完成任务

4.9 观察者模式

介绍迭代器

图八

主要参考对象黄作胜老师的GitHubopen in new windowRUNOOB教程open in new window

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