设计模式

一、设计模式的分类

总体来说设计模式分为三大类：

创建型模式，共五种：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，共七种：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，共十一种：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。

其实还有两类：并发型模式和线程池模式。用一个图片来整体描述一下：

二、设计模式的六大原则

总原则：开闭原则（Open Close Principle）

开闭原则就是说对扩展开放，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，而是要扩展原有代码，实现一个热插拔的效果。所以一句话概括就是：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等，后面的具体设计中我们会提到这点。

1、单一职责原则

不要存在多于一个导致类变更的原因，也就是说每个类应该实现单一的职责，如若不然，就应该把类拆分。

2、里氏替换原则（Liskov Substitution Principle）

里氏代换原则(Liskov Substitution Principle LSP)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，只有当衍生类可以替换掉基类，软件单位的功能不受到影响时，基类才能真正被复用，而衍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。—— From Baidu 百科

历史替换原则中，子类对父类的方法尽量不要重写和重载。因为父类代表了定义好的结构，通过这个规范的接口与外界交互，子类不应该随便破坏它。

3、依赖倒转原则（Dependence Inversion Principle）

这个是开闭原则的基础，具体内容：面向接口编程，依赖于抽象而不依赖于具体。写代码时用到具体类时，不与具体类交互，而与具体类的上层接口交互。

4、接口隔离原则（Interface Segregation Principle）

这个原则的意思是：每个接口中不存在子类用不到却必须实现的方法，如果不然，就要将接口拆分。使用多个隔离的接口，比使用单个接口（多个接口方法集合到一个的接口）要好。

5、迪米特法则（最少知道原则）（Demeter Principle）

就是说：一个类对自己依赖的类知道的越少越好。也就是说无论被依赖的类多么复杂，都应该将逻辑封装在方法的内部，通过public方法提供给外部。这样当被依赖的类变化时，才能最小的影响该类。

最少知道原则的另一个表达方式是：只与直接的朋友通信。类之间只要有耦合关系，就叫朋友关系。耦合分为依赖、关联、聚合、组合等。我们称出现为成员变量、方法参数、方法返回值中的类为直接朋友。局部变量、临时变量则不是直接的朋友。我们要求陌生的类不要作为局部变量出现在类中。

6、合成复用原则（Composite Reuse Principle）

原则是尽量首先使用合成/聚合的方式，而不是使用继承。

创建型

0. Static Factory Method（简单工厂模式）

简单工厂模式模式分为三种

01、普通

就是建立一个工厂类，对实现了同一接口的一些类进行实例的创建。首先看下关系图：

举例如下：（我们举一个发送邮件和短信的例子）

 1     // 创建二者的共同接口
 2     public interface Sender
 3     {
 4         void Send();
 5     }
 6 
 7     // 其次，创建实现类
 8     public class MailSender : Sender
 9     {
10         public void Send()
11         {
12 
13         }
14     }
15 
16     public class SmsSender : Sender
17     {
18         public void Send()
19         {
20             Console.WriteLine("this is sms sender!");
21         }
22     }
23 
24     // 建工厂类
25     public class SendFactory
26     {
27         public Sender Produce(string type)
28         {
29             switch (type)
30             {
31                 case "mail":
32                     return new MailSender();
33                 case "sms":
34                     return new SmsSender();
35                 default:
36                     Console.WriteLine("请输入正确的类型!");
37                     return null;
38             }
39         }
40     }
41 
42     // 测试
43     public class FactoryTest
44     {
45         public static void Main(string[] args)
46         {
47             SendFactory factory = new SendFactory();
48             Sender sender = factory.Produce("sms");
49             sender.Send();
50         }
51     }

02、多个方法

是对普通工厂方法模式的改进，在普通工厂方法模式中，如果传递的字符串出错，则不能正确创建对象，而多个工厂方法模式是提供多个工厂方法，分别创建对象。关系图：

将上面的代码做下修改，改动下SendFactory类就行，如下：

 1     public class SendFactory
 2     {
 3         public Sender produceMail()
 4         {
 5             return new MailSender();
 6         }
 7 
 8         public Sender produceSms()
 9         {
10             return new SmsSender();
11         }
12     }
13 
14     // 测试
15     public class FactoryTest
16     {
17         public static void Main(string[] args)
18         {
19             SendFactory factory = new SendFactory();
20             Sender sender = factory.produceMail();
21             sender.Send();
22         }
23     }

03、多个静态方法

将上面的多个工厂方法模式里的方法置为静态的，不需要创建实例，直接调用即可。

 1     public class SendFactory
 2     {
 3         public static Sender produceMail()
 4         {
 5             return new MailSender();
 6         }
 7 
 8         public static Sender produceSms()
 9         {
10             return new SmsSender();
11         }
12     }
13 
14     // 测试
15     public class FactoryTest
16     {
17         public static void Main(string[] args)
18         {
19             Sender sender = SendFactory.produceMail();
20             sender.Send();
21         }
22     }

总体来说，工厂模式适合：凡是出现了大量的产品需要创建，并且具有共同的接口时，可以通过工厂方法模式进行创建。在以上的三种模式中，第一种如果传入的字符串有误，不能正确创建对象，第三种相对于第二种，不需要实例化工厂类，所以，大多数情况下，我们会选用第三种——静态工厂方法模式。

1. Factory Method（工厂方法）

意图：

定义一个用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类。Factory Method 使一个类的实例化延迟到其子类。

适用性：

当一个类不知道它所必须创建的对象的类的时候。

当一个类希望由它的子类来指定它所创建的对象的时候。

当类将创建对象的职责委托给多个帮助子类中的某一个，并且你希望将哪一个帮助子类是代理者这一信息局部化的时候。

简单工厂模式有一个问题就是，类的创建依赖工厂类，也就是说，如果想要拓展程序，必须对工厂类进行修改，这违背了闭包原则，所以，从设计角度考虑，有一定的问题，如何解决？就用到工厂方法模式，创建一个工厂接口和创建多个工厂实现类，这样一旦需要增加新的功能，直接增加新的工厂类就可以了，不需要修改之前的代码。

请看例子：
 1     public interface Sender
 2     {
 3         void Send();
 4     }
 5 
 6     // 两个实现类
 7     public class MailSender : Sender
 8     {
 9         public void Send()
10         {
11 
12         }
13     }
14 
15     public class SmsSender : Sender
16     {
17         public void Send()
18         {
19             Console.WriteLine("this is sms sender!");
20         }
21     }
22 
23     // 工厂接口
24     public interface Provider
25     {
26         Sender produce();
27     }
28 
29     // 两个工厂类
30     public class SendMailFactory : Provider
31     {
32         public Sender produce()
33         {
34             return new MailSender();
35         }
36     }
37 
38     public class SendSmsFactory : Provider
39     {
40         public Sender produce()
41         {
42             return new SmsSender();
43         }
44     }
45 
46     // 测试
47     public class FactoryTest
48     {
49         public static void Main(string[] args)
50         {
51             Provider provider = new SendMailFactory();
52             Sender sender = provider.produce();
53             sender.Send();
54         }
55     }
56 }
其实这个模式的好处就是，如果你现在想增加一个功能：发及时信息，则只需做一个实现类，实现Sender接口，同时做一个工厂类，实现Provider接口，就OK了，无需去改动现成的代码。这样做，拓展性较好

2. Abstract Factory（抽象工厂）

意图：

提供一个创建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。
适用性：

一个系统要独立于它的产品的创建、组合和表示时。

一个系统要由多个产品系列中的一个来配置时。

当你要强调一系列相关的产品对象的设计以便进行联合使用时。

当你提供一个产品类库，而只想显示它们的接口而不是实现时。

应用程序开发中需要支持多数据库，比如支持Oracle、SqlServer等

  1     public class DBOperator
  2     {
  3         private DBFactory dbf;
  4         private IDbConnection dbconn;
  5         public DBOperator(DBFactory dbf)
  6         {
  7             this.dbf = dbf;
  8         }
  9 
 10         public void Open(string connstring)
 11         {
 12             dbconn = dbf.GetDBConnection();
 13             dbconn.ConnectionString = connstring;
 14             dbconn.Open();
 15         }
 16 
 17         public DataSet ExecSQL(string sql)
 18         {
 19             IDbCommand dbc = dbf.GetDBCommand();
 20             dbc.CommandText = sql;
 21             dbc.CommandType = CommandType.Text;
 22             dbc.Connection = dbconn;
 23             IDataAdapter ida = dbf.GetDBDataAdapter(dbc);
 24             DataSet ds = null;
 25             ida.Fill(ds);
 26             return ds;
 27         }
 28     }
 29 
 30     public abstract class DBFactory
 31     {
 32         public abstract IDbCommand GetDBCommand();
 33         public abstract IDbConnection GetDBConnection();
 34         public abstract IDataAdapter GetDBDataAdapter(IDbCommand idc);
 35     }
 36 
 37     public class SQLDBFactory : DBFactory
 38     {
 39         public SQLDBFactory()
 40         { }
 41         public override IDbCommand GetDBCommand()
 42         {
 43             return new SqlCommand();
 44         }
 45         public override IDbConnection GetDBConnection()
 46         {
 47             return new SqlConnection();
 48         }
 49         public override IDataAdapter GetDBDataAdapter(IDbCommand idc)
 50         {
 51             return new SqlDataAdapter((SqlCommand)idc);
 52         }
 53     }
 54 
 55     public class OracleDBFactory : DBFactory
 56     {
 57         //因只是表达意思，此处没有实现
 58         public override IDbCommand GetDBCommand()
 59         {
 60             throw new NotImplementedException();
 61         }
 62 
 63         public override IDbConnection GetDBConnection()
 64         {
 65             throw new NotImplementedException();
 66         }
 67 
 68         public override IDataAdapter GetDBDataAdapter(IDbCommand idc)
 69         {
 70             throw new NotImplementedException();
 71         }
 72     }
 73 
 74     public class OleDBFactory : DBFactory
 75     {
 76         //因只是表达意思，此处没有实现
 77         public override IDbCommand GetDBCommand()
 78         {
 79             throw new NotImplementedException();
 80         }
 81 
 82         public override IDbConnection GetDBConnection()
 83         {
 84             throw new NotImplementedException();
 85         }
 86 
 87         public override IDataAdapter GetDBDataAdapter(IDbCommand idc)
 88         {
 89             throw new NotImplementedException();
 90         }
 91     }
 92 
 93     //Client
 94     public class DBUse
 95     {
 96         DBFactory dbf = null;
 97         public DBUse(string dbType)
 98         {
 99             switch (dbType.ToLower())
100             {
101                 case "sql":
102                     dbf = new SQLDBFactory();
103                     break;
104                 case "oracle":
105                     dbf = new OracleDBFactory();
106                     break;
107                 default:
108                     dbf = new OleDBFactory();
109                     break;
110             }
111         }
112 
113         public DataSet GetDataSet(string sql)
114         {
115             DBOperator dbop = new DBOperator(dbf);
116             dbop.Open("connctionstring");
117             return dbop.ExecSQL(sql);
118         }
119     }
120 
121     class Program
122     {
123         static void Main(string[] args)
124         {
125             //客户程式调用
126         }
127     }

3. Builder（建造者）

意图：

将一个复杂对象的构建与它的表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。

适用性：

当创建复杂对象的算法应该独立于该对象的组成部分以及它们的装配方式时。

当构造过程必须允许被构造的对象有不同的表示时。

简单地说，就好象我要一座房子住，可是我不知道怎么盖（简单的砌墙，层次较低），也不知道怎么样设计（建几个房间，几个门好看，层次较高），于是我需要找一帮民工，他们会砌墙，还得找个设计师，他知道怎么设计，我还要确保民工听设计师的领导，而设计师本身也不干活，光是下命令，这里砌一堵墙，这里砌一扇门，这样民工开始建设，最后，我可以向民工要房子了。在这个过程中，设计师是什么也没有，除了他在脑子里的设计和命令，所以要房子也是跟民工要，记住了！

 1     // 工人接口，定义了各个工人所要进行的工所作。他们负责进行具体部件如窗户，地板的建造。
 2     // 同时因为房子是民工建的，因此建设完成后由他把房子递交回房主
 3     public interface Builder
 4     {
 5         void MakeWindow();
 6 
 7         void MakeFloor();
 8 
 9         string GetRoom();
10     }
11 
12     // 设计师。他知道房子应该怎么设计，但他不会自己去建造，而是指挥民工去建造。  
13     public class Designer
14     {
15         // 指挥民工进行工作  
16         public void order(Builder builder)
17         {
18             builder.MakeWindow();
19             builder.MakeFloor();
20         }
21     }
22 
23     // 民工。负责进行具体部件如窗户，地板的建造。
24     //同时因为房子是民工建的，因此建设完成后由他把房子递交回房主  
25     public class Mingong : Builder
26     {
27         private string window = "";
28         private string floor = "";
29 
30         public void MakeWindow()
31         {
32             this.window = "window";
33         }
34 
35         public void MakeFloor()
36         {
37             this.floor = "floor";
38         }
39 
40         // 回交房子给房主  
41         public string GetRoom()
42         {
43             if (this.window != "" && this.floor != "")
44             {
45                 return "Room";
46             }
47             else
48             {
49                 return "";
50             }
51         }
52     }
53 
54     // 房主。房主的任务就是聘请一个民工，一个设计师，同时把民工给设计师指挥，督促设计师开展工作。最后从民工手上收房。    
55     public class Client
56     {
57 
58         public static void Main(string[] args)
59         {
60             Builder mingong = new Mingong();
61             Designer designer = new Designer();
62             designer.order(mingong);
63             mingong.GetRoom();
64         }
65     }

4. Prototype（原型）

意图：

用原型实例指定创建对象的种类，并且通过拷贝这些原型创建新的对象。

适用性：

当要实例化的类是在运行时刻指定时，例如，通过动态装载；或者

为了避免创建一个与产品类层次平行的工厂类层次时；或者

当一个类的实例只能有几个不同状态组合中的一种时。建立相应数目的原型并克隆它们可能比每次用合适的状态手工实例化该类更方便一些。

 1     // 1、.NET已经为实现提供了必要的基础，即System命名空间中的ICloneable接口。这个接口只有Clone这一个方法。实现这个接口的类也就具备了Clone方法，实现克隆还需要我们编写代码。
 2     // 2、实现结构：假如我们需要一个计算机类，这个类的属性包括品牌、CPU、RAM和硬盘容量等。如果克隆同配置的计算机，并希望这个类可以成为原型，则代码如下：
 3     public class Computer : ICloneable
 4     {
 5         private string m_CPU;
 6         private string m_Brand;
 7         private string m_RAM;
 8         private string m_HardDisk;
 9 
10         public string CPU => this.m_CPU;
11 
12         public string Brand => this.m_Brand;
13 
14         public string RAM => this.m_RAM;
15 
16         public string HardDisk => this.m_HardDisk;
17 
18         public object Clone()
19         {
20             Computer computer = new Computer
21             {
22                 m_CPU = this.m_CPU,
23                 m_Brand = this.m_Brand,
24                 m_RAM = this.m_RAM,
25                 m_HardDisk = this.m_HardDisk
26             };
27             return computer;
28         }
29     }

5. Singleton（单例）

意图：

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。

适用性：

当类只能有一个实例而且客户可以从一个众所周知的访问点访问它时。

当这个唯一实例应该是通过子类化可扩展的，并且客户应该无需更改代码就能使用一个扩展的实例时。

 1     /// <summary>
 2     /// Collection
 3     /// </summary>
 4     internal class Collection
 5     {
 6         /// <summary>
 7         /// 锁
 8         /// </summary>
 9         private static readonly object Locker = new object();
10 
11         /// <summary>
12         /// 实例
13         /// </summary>
14         private static Collection instance;
15 
16         /// <summary>
17         /// 单列模式(创建实例)
18         /// </summary>
19         public static Collection Instance
20         {
21             get
22             {
23                 if (null != instance)
24                 {
25                     return instance;
26                 }
27 
28                 lock (Locker)
29                 {
30                     return instance ?? (instance = new Collection());
31                 }
32             }
33         }
34 
35         /// <summary>
36         /// Prevents a default instance of the <see cref="Collection"/> class from being created.
37         /// </summary>
38         private Collection()
39         {
40         }
41     }

结构型

6. Adapter Class/Object（适配器）

意图：

将一个类的接口转换成客户希望的另外一个接口。Adapter 模式使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的那些类可以一起工作。
适用性：

你想使用一个已经存在的类，而它的接口不符合你的需求。

你想创建一个可以复用的类，该类可以与其他不相关的类或不可预见的类（即那些接口可能不一定兼容的类）协同工作。

（仅适用于对象Adapter ）你想使用一些已经存在的子类，但是不可能对每一个都进行子类化以匹配它们的接口。对象适配器可以适配它的父类接口。

 1         /// <summary>
 2         /// 方形
 3         /// </summary>
 4         public interface ISquare
 5         {
 6             void DrawSuare();
 7         }
 8 
 9         public class Circle : ICircle
10         {
11             public void DrawCircle()
12             {
13                 Console.WriteLine("Draw circle");
14             }
15         }
16 
17         public class Square : ISquare
18         {
19             public void DrawSuare()
20             {
21                 Console.WriteLine("Draw square");
22             }
23         }
24 
25         /// <summary>
26         /// 既可以画圆形，又可以画方形，适配器  
27         /// </summary>
28         public class HybridShape : ICircle, ISquare
29         {
30             private ISquare square;
31             private ICircle circle;
32 
33             public HybridShape(Square square)
34             {
35                 this.square = square;
36             }
37 
38             public HybridShape(Circle circle)
39             {
40                 this.circle = circle;
41             }
42 
43             public void drawSquare()
44             {
45                 square.DrawSuare();
46             }
47             public void drawCircle()
48             {
49                 circle.DrawCircle();
50             }
51         }

7. Bridge（桥接）

意图：

将抽象部分与它的实现部分分离，使它们都可以独立地变化。

适用性：

你不希望在抽象和它的实现部分之间有一个固定的绑定关系。例如这种情况可能是因为，在程序运行时刻实现部分应可以被选择或者切换。

类的抽象以及它的实现都应该可以通过生成子类的方法加以扩充。这时Bridge 模式使你可以对不同的抽象接口和实现部分进行组合，并分别对它们进行扩充。

对一个抽象的实现部分的修改应对客户不产生影响，即客户的代码不必重新编译。

（C++）你想对客户完全隐藏抽象的实现部分。在C++中，类的表示在类接口中是可见的。

有许多类要生成。这样一种类层次结构说明你必须将一个对象分解成两个部分。Rumbaugh称这种类层次结构为“嵌套的普化”（nested generalizations ）。

你想在多个对象间共享实现（可能使用引用计数），但同时要求客户并不知道这一点。一个简单的例子便是Coplien 的String 类[ Cop92 ]，在这个类中多个对象可以共享同一个字符串表示（StringRep ）。

8. Composite（组合）

意图：

将对象组合成树形结构以表示“部分-整体”的层次结构。C o m p o s i t e 使得用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性。
适用性：

你想表示对象的部分-整体层次结构。

你希望用户忽略组合对象与单个对象的不同，用户将统一地使用组合结构中的所有对象。

9. Decorator（装饰）

意图：
动态地给一个对象添加一些额外的职责。就增加功能来说，Decorator 模式相比生成子类更为灵活。
适用性：

在不影响其他对象的情况下，以动态、透明的方式给单个对象添加职责。

处理那些可以撤消的职责。

当不能采用生成子类的方法进行扩充时。一种情况是，可能有大量独立的扩展，为支持每一种组合将产生大量的子类，使得子类数目呈爆炸性增长。另一种情况可能是因为类定义被隐藏，或类定义不能用于生成子类。

10. Facade（外观）

意图：

为子系统中的一组接口提供一个一致的界面，Facade模式定义了一个高层接口，这个接口使得这一子系统更加容易使用。

适用性：

当你要为一个复杂子系统提供一个简单接口时。子系统往往因为不断演化而变得越来越复杂。大多数模式使用时都会产生更多更小的类。这使得子系统更具可重用性，也更容易对子系统进行定制，但这也给那些不需要定制子系统的用户带来一些使用上的困难。Facade 可以提供一个简单的缺省视图，这一视图对大多数用户来说已经足够，而那些需要更多的可定制性的用户可以越过facade层。

客户程序与抽象类的实现部分之间存在着很大的依赖性。引入facade 将这个子系统与客户以及其他的子系统分离，可以提高子系统的独立性和可移植性。

当你需要构建一个层次结构的子系统时，使用facade模式定义子系统中每层的入口点。如果子系统之间是相互依赖的，你可以让它们仅通过facade进行通讯，从而简化了它们之间的依赖关系。

11. Flyweight（享元）

意图：

运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象。

适用性：

一个应用程序使用了大量的对象。

完全由于使用大量的对象，造成很大的存储开销。

对象的大多数状态都可变为外部状态。

如果删除对象的外部状态，那么可以用相对较少的共享对象取代很多组对象。

应用程序不依赖于对象标识。由于Flyweight 对象可以被共享，对于概念上明显有别的对象，标识测试将返回真值。

12. Proxy（代理）

意图：

为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。

适用性：

在需要用比较通用和复杂的对象指针代替简单的指针的时候，使用Proxy模式。下面是一些可以使用Proxy 模式常见情况：
1) 远程代理（Remote Proxy ）为一个对象在不同的地址空间提供局部代表。NEXTSTEP[Add94] 使用NXProxy 类实现了这一目的。Coplien[Cop92] 称这种代理为“大使” （Ambassador ）。
2 )虚代理（Virtual Proxy ）根据需要创建开销很大的对象。在动机一节描述的ImageProxy就是这样一种代理的例子。
3) 保护代理（Protection Proxy ）控制对原始对象的访问。保护代理用于对象应该有不同的访问权限的时候。例如，在Choices 操作系统[ CIRM93]中KemelProxies为操作系统对象提供了访问保护。
4 )智能指引（Smart Reference ）取代了简单的指针，它在访问对象时执行一些附加操作。它的典型用途包括：

对指向实际对象的引用计数，这样当该对象没有引用时，可以自动释放它(也称为SmartPointers[Ede92 ] )。

当第一次引用一个持久对象时，将它装入内存。

在访问一个实际对象前，检查是否已经锁定了它，以确保其他对象不能改变它。

行为型

13. Interpreter（解释器）

意图：

给定一个语言，定义它的文法的一种表示，并定义一个解释器，这个解释器使用该表示来解释语言中的句子。

适用性：

当有一个语言需要解释执行, 并且你可将该语言中的句子表示为一个抽象语法树时，可使用解释器模式。而当存在以下情况时该模式效果最好：

该文法简单对于复杂的文法, 文法的类层次变得庞大而无法管理。此时语法分析程序生成器这样的工具是更好的选择。它们无需构建抽象语法树即可解释表达式, 这样可以节省空间而且还可能节省时间。

效率不是一个关键问题最高效的解释器通常不是通过直接解释语法分析树实现的, 而是首先将它们转换成另一种形式。例如，正则表达式通常被转换成状态机。但即使在这种情况下, 转换器仍可用解释器模式实现, 该模式仍是有用的。

14. Template Method（模板方法）

意图：

定义一个操作中的算法的骨架，而将一些步骤延迟到子类中。TemplateMethod 使得子类可以不改变一个算法的结构即可重定义该算法的某些特定步骤。

适用性：

一次性实现一个算法的不变的部分，并将可变的行为留给子类来实现。

各子类中公共的行为应被提取出来并集中到一个公共父类中以避免代码重复。这是Opdyke 和Johnson 所描述过的“重分解以一般化”的一个很好的例子[ OJ93 ]。首先识别现有代码中的不同之处，并且将不同之处分离为新的操作。最后，用一个调用这些新的操作的模板方法来替换这些不同的代码。

控制子类扩展。模板方法只在特定点调用“hook ”操作（参见效果一节），这样就只允许在这些点进行扩展。

15. Chain of Responsibility（责任链）

意图：

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。将这些对象连成一条链，并沿着这条链传递该请求，直到有一个对象处理它为止。

适用性：

有多个的对象可以处理一个请求，哪个对象处理该请求运行时刻自动确定。

你想在不明确指定接收者的情况下，向多个对象中的一个提交一个请求。

可处理一个请求的对象集合应被动态指定。

16. Command（命令）

意图：

将一个请求封装为一个对象，从而使你可用不同的请求对客户进行参数化；对请求排队或记录请求日志，以及支持可撤消的操作。

适用性：

抽象出待执行的动作以参数化某对象，你可用过程语言中的回调（call back）函数表达这种参数化机制。所谓回调函数是指函数先在某处注册，而它将在稍后某个需要的时候被调用。Command 模式是回调机制的一个面向对象的替代品。

在不同的时刻指定、排列和执行请求。一个Command对象可以有一个与初始请求无关的生存期。如果一个请求的接收者可用一种与地址空间无关的方式表达，那么就可将负责该请求的命令对象传送给另一个不同的进程并在那儿实现该请求。

支持取消操作。Command的Excute 操作可在实施操作前将状态存储起来，在取消操作时这个状态用来消除该操作的影响。Command 接口必须添加一个Unexecute操作，该操作取消上一次Execute调用的效果。执行的命令被存储在一个历史列表中。可通过向后和向前遍历这一列表并分别调用Unexecute和Execute来实现重数不限的“取消”和“重做”。

支持修改日志，这样当系统崩溃时，这些修改可以被重做一遍。在Command接口中添加装载操作和存储操作，可以用来保持变动的一个一致的修改日志。从崩溃中恢复的过程包括从磁盘中重新读入记录下来的命令并用Execute操作重新执行它们。

用构建在原语操作上的高层操作构造一个系统。这样一种结构在支持事务( transaction)的信息系统中很常见。一个事务封装了对数据的一组变动。Command模式提供了对事务进行建模的方法。Command有一个公共的接口，使得你可以用同一种方式调用所有的事务。同时使用该模式也易于添加新事务以扩展系统。

17. Iterator（迭代器）

意图：

提供一种方法顺序访问一个聚合对象中各个元素, 而又不需暴露该对象的内部表示。

适用性：

访问一个聚合对象的内容而无需暴露它的内部表示。

支持对聚合对象的多种遍历。

为遍历不同的聚合结构提供一个统一的接口(即, 支持多态迭代)。

18. Mediator（中介者）

意图：

用一个中介对象来封装一系列的对象交互。中介者使各对象不需要显式地相互引用，从而使其耦合松散，而且可以独立地改变它们之间的交互。

适用性：

一组对象以定义良好但是复杂的方式进行通信。产生的相互依赖关系结构混乱且难以理解。

一个对象引用其他很多对象并且直接与这些对象通信,导致难以复用该对象。

想定制一个分布在多个类中的行为，而又不想生成太多的子类。

19. Memento（备忘录）

意图：

在不破坏封装性的前提下，捕获一个对象的内部状态，并在该对象之外保存这个状态。这样以后就可将该对象恢复到原先保存的状态。

适用性：

必须保存一个对象在某一个时刻的(部分)状态, 这样以后需要时它才能恢复到先前的状态。

如果一个用接口来让其它对象直接得到这些状态，将会暴露对象的实现细节并破坏对象的封装性。

20. Observer（观察者）

意图：

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, 所有依赖于它的对象都得到通知并被自动更新。

适用性：

当一个抽象模型有两个方面, 其中一个方面依赖于另一方面。将这二者封装在独立的对象中以使它们可以各自独立地改变和复用。

当对一个对象的改变需要同时改变其它对象, 而不知道具体有多少对象有待改变。

当一个对象必须通知其它对象，而它又不能假定其它对象是谁。换言之, 你不希望这些对象是紧密耦合的。

21. State（状态）

意图：

允许一个对象在其内部状态改变时改变它的行为。对象看起来似乎修改了它的类。

适用性：

一个对象的行为取决于它的状态, 并且它必须在运行时刻根据状态改变它的行为。

一个操作中含有庞大的多分支的条件语句，且这些分支依赖于该对象的状态。这个状态通常用一个或多个枚举常量表示。通常, 有多个操作包含这一相同的条件结构。State模式将每一个条件分支放入一个独立的类中。这使得你可以根据对象自身的情况将对象的状态作为一个对象，这一对象可以不依赖于其他对象而独立变化。

22. Strategy（策略）

意图：

定义一系列的算法,把它们一个个封装起来, 并且使它们可相互替换。本模式使得算法可独立于使用它的客户而变化。

适用性：

许多相关的类仅仅是行为有异。“策略”提供了一种用多个行为中的一个行为来配置一个类的方法。

需要使用一个算法的不同变体。例如，你可能会定义一些反映不同的空间/时间权衡的算法。当这些变体实现为一个算法的类层次时[H087] ,可以使用策略模式。

算法使用客户不应该知道的数据。可使用策略模式以避免暴露复杂的、与算法相关的数据结构。

一个类定义了多种行为, 并且这些行为在这个类的操作中以多个条件语句的形式出现。将相关的条件分支移入它们各自的Strategy类中以代替这些条件语句。

23. Visitor（访问者）

意图：

定义一个操作中的算法的骨架，而将一些步骤延迟到子类中。TemplateMethod 使得子类可以不改变一个算法的结构即可重定义该算法的某些特定步骤。

适用性：

一次性实现一个算法的不变的部分，并将可变的行为留给子类来实现。

各子类中公共的行为应被提取出来并集中到一个公共父类中以避免代码重复。这是Opdyke和Johnson所描述过的“重分解以一般化”的一个很好的例子[OJ93]。首先识别现有代码中的不同之处，并且将不同之处分离为新的操作。最后，用一个调用这些新的操作的模板方法来替换这些不同的代码。

控制子类扩展。模板方法只在特定点调用“hook ”操作（参见效果一节），这样就只允许在这些点进行扩展。

http://blog.csdn.net/longyulu/article/details/9159589

http://www.cnblogs.com/beijiguangyong/archive/2010/11/15/2302807.html

posted @ 2015-07-30 15:31 刘小吉阅读(1089) 评论(0) 编辑收藏举报

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刘小吉

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设计模式

一、设计模式的分类

二、设计模式的六大原则

总原则：开闭原则（Open Close Principle）

1、单一职责原则

2、里氏替换原则（Liskov Substitution Principle）

3、依赖倒转原则（Dependence Inversion Principle）

4、接口隔离原则（Interface Segregation Principle）

5、迪米特法则（最少知道原则）（Demeter Principle）

6、合成复用原则（Composite Reuse Principle）

创建型

0. Static Factory Method（简单工厂模式）

01、普通

02、多个方法

03、多个静态方法

1. Factory Method（工厂方法）

2. Abstract Factory（抽象工厂）

3. Builder（建造者）

4. Prototype（原型）

5. Singleton（单例）

结构型

6. Adapter Class/Object（适配器）

7. Bridge（桥接）

8. Composite（组合）

9. Decorator（装饰）

10. Facade（外观）

11. Flyweight（享元）

12. Proxy（代理）

行为型

13. Interpreter（解释器）

14. Template Method（模板方法）

15. Chain of Responsibility（责任链）

16. Command（命令）

17. Iterator（迭代器）

18. Mediator（中介者）

19. Memento（备忘录）

20. Observer（观察者）

21. State（状态）

22. Strategy（策略）

23. Visitor（访问者）

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