软件设计原则、设计模式

参考书目：《深入浅出设计模式》

一、设计模式

创建型模式

• 简单工厂模式：又称为静态工厂方法模式，它属于类创建型模式。在简单工厂模式中，可以根据参数的不同返回不同类的实例。简单工厂模式专门定义一个类来负责创建其他类的实例，被创建的实例通常都具有共同的父类。
  

• 工厂方法模式：又称为工厂模式，也叫虚拟构造器模式或者多态工厂模式，它属于类创建型模式。在工厂方法模式中，工厂父类负责定义创建产品对象的公共接口，而工厂子类则负责生成具体的产品对象，这样做的目的是将产品类的实例化操作延迟到工厂子类中完成，即通过工厂子类来确定究竟应该实例化哪一个具体产品类。
  
  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。

• 抽象工厂模式：为创建一组相关或相互依赖的对象提供一个接口，而且无需指定它们的具体类。
  和工厂方法区别：
  工厂方法模式只有一个抽象产品类，而抽象工厂模式有多个。
  工厂方法模式的具体工厂类只能创建一个具体产品类的实例，而抽象工厂模式可以创建多个

• 建造者模式：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。

• 原型模式：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。模式的思想就是将一个对象作为原型，对其进行复制、克隆，产生一个和原对象类似的新对象。

• 单例模式：单例模式确保某一个类只有一个实例，而且自行实例化并向整个系统提供这个实例，这个类称为单例类，它提供全局访问的方法。
  好处：1、某些类创建比较频繁，对于一些大型的对象，这是一笔很大的系统开销。
  2、省去了new操作符，降低了系统内存的使用频率，减轻GC压力。
  3、有些类如交易所的核心交易引擎，控制着交易流程，如果该类可以创建多个的话，系统完全乱了。（比如一个军队出现了多个司令员同时指挥，肯定会乱成一团），所以只有使用单例模式，才能保证核心交易服务器独立控制整个流程。

结构型模式

• 适配器模式：将一个接口转换成客户希望的另一个接口，适配器模式使接口不兼容的那些类可以一起工作，其别名为包装器。适配器模式既可以作为类结构型模式，也可以作为对象结构型模式。目的是消除由于接口不匹配所造成的类的兼容性问题。
  
  核心思想就是：有一个Source类，拥有一个方法，待适配，目标接口是Targetable，通过Adapter类，将Source的功能扩展到Targetable里
• 桥接模式：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。它是一种对象结构型模式，又称为柄体模式或接口模式。
  
  桥接模式就是把事物和其具体实现分开，使他们可以各自独立的变化。桥接的用意是：将抽象化与实现化解耦，使得二者可以独立变化，像我们常用的JDBC桥DriverManager一样，JDBC进行连接数据库的时候，在各个数据库之间进行切换，基本不需要动太多的代码，甚至丝毫不用动，原因就是JDBC提供统一接口，每个数据库提供各自的实现，用一个叫做数据库驱动的程序来桥接就行了。
• 装饰器模式：动态地给一个对象增加一些额外的职责，就增加对象功能来说，装饰模式比生成子类实现更为灵活，其别名也可以称为包装器。
  Source类是被装饰类，Decorator类是一个装饰类，可以为Source类动态的添加一些功能
  顾名思义，装饰模式就是给一个对象增加一些新的功能，而且是动态的，要求装饰对象和被装饰对象实现同一个接口，装饰对象持有被装饰对象的实例
• 外观模式：外部与一个子系统的通信必须通过一个统一的外观对象进行，为子系统中的一组接口提供一个一致的界面，外观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。
  
  外观模式是为了解决类与类之家的依赖关系的，像spring一样，可以将类和类之间的关系配置到配置文件中，而外观模式就是将他们的关系放在一个Facade类中，降低了类类之间的耦合度，该模式中没有涉及到接口，如果我们没有Computer类，那么，CPU、Memory、Disk他们之间将会相互持有实例，产生关系，这样会造成严重的依赖，修改一个类，可能会带来其他类的修改，这不是我们想要看到的，有了Computer类，他们之间的关系被放在了Computer类里，这样就起到了解耦的作用，这，就是外观模式
• 亨元模式：运用共享技术有效地支持大量细粒度对象的复用。系统只使用少量的对象，而这些对象都很相似，状态变化很小，可以实现对象的多次复用。
  
  享元模式的主要目的是实现对象的共享，即共享池，当系统中对象多的时候可以减少内存的开销，通常与工厂模式一起使用。
• 代理模式：给某一个对象提供一个代 理，并由代理对象控制对原对象的引用。
  
  代理模式就是多一个代理类出来，替原对象进行一些操作，比如我们在租房子的时候回去找中介，为什么呢？因为你对该地区房屋的信息掌握的不够全面，希望找一个更熟悉的人去帮你做，此处的代理就是这个意思

行为型模式

• 责任链模式：责任链设计模式是一种行为设计模式， 允许你将请求沿着处理者链进行发送。 收到请求后， 每个处理者均可对请求进行处理， 或将其传递给链上的下个处理者。
  

责任链模式，有多个对象，每个对象持有对下一个对象的引用，这样就会形成一条链，请求在这条链上传递，直到某一对象决定处理该请求。但是发出者并不清楚到底最终那个对象会处理该请求，所以，责任链模式可以实现，在隐瞒客户端的情况下，对系统进行动态的调整

• 命令模式：将一个请求封装为一个对象，从而使我们可用不同的请求对客户进行参数化；对请求排队或者记录请求日志，以及支持可撤销的操作。
  
  Invoker是调用者（司令员），Receiver是被调用者（士兵），MyCommand是命令，实现了Command接口
  命令模式很好理解，举个例子，司令员下令让士兵去干件事情，从整个事情的角度来考虑，司令员的作用是，发出口令，口令经过传递，传到了士兵耳朵里，士兵去执行。这个过程好在，三者相互解耦，任何一方都不用去依赖其他人，只需要做好自己的事儿就行，司令员要的是结果，不会去关注到底士兵是怎么实现的。我们看看关系图：
• 迭代器模式：迭代器模式是一种行为设计模式，让你能在不暴露集合底层表现形式（列表、 栈和树等）的情况下遍历集合中所有的元素。
  

顾名思义，迭代器模式就是顺序访问聚集中的对象，一般来说，集合中非常常见，如果对集合类比较熟悉的话，理解本模式会十分轻松。这句话包含两层意思：一是需要遍历的对象，即聚集对象，二是迭代器对象，用于对聚集对象进行遍历访问。

• 中介模式：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。
• 备忘录模式：备忘录模式是一种行为设计模式， 允许在不暴露对象实现细节的情况下保存和恢复对象之前的状态。
  
  Original类是原始类，里面有需要保存的属性value及创建一个备忘录类，用来保存value值。Memento类是备忘录类，Storage类是存储备忘录的类，持有Memento类的实例
  主要目的是保存一个对象的某个状态，以便在适当的时候恢复对象，个人觉得叫备份模式更形象些
• 观察者模式：定义对象间的一种一对多依赖关系，使得每当一个对象状态发生改变时，其相关依赖对象皆得到通知并被自动更新。
  

观察者模式很好理解，类似于邮件订阅和RSS订阅，当我们浏览一些博客或wiki时，经常会看到RSS图标，就这的意思是，当你订阅了该文章，如果后续有更新，会及时通知你。其实，简单来讲就一句话：当一个对象变化时，其它依赖该对象的对象都会收到通知，并且随着变化！

• 状态模式：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。

• 策略模式：定义一系列算法，将每一个算法封装起来，并让它们可以相互替换。
  
  图中ICalculator提供同意的方法，
  AbstractCalculator是辅助类，提供辅助方法，接下来，依次实现下每个类

• 模板方法模式：模板方法模式是一种行为设计模式， 它在超类中定义了一个算法的框架， 允许子类在不修改结构的情况下重写算法的特定步骤。

• 访问者模式：访问者模式是一种行为设计模式， 它能将算法与其所作用的对象隔离开来。

二、设计原则

六大原则：

• 单一职责原则：就一个类而言，应该仅有一个引起它变化的原因。
• 开闭原则：软件实体 (类、模块、函数等) 应该可以扩展 , 但是不可修改。俗称 : 对于拓展是开放的，对于修改是关闭的
• 里氏替换原则：一个软件实体如果使用的是一个父类的话，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。即在程序中，把父类都替换成它的子类，程序的行为没有变化。
• 接口隔离原则：也称接口最小化原则，强调的是一个接口拥有的行为应该尽可能的小。
• 依赖反转：抽象不应该依赖细节，细节应该依赖于抽象针对接口(抽象类)编程，不要对实现编程
• 迪米特原则 :如果两个类不必彼此通信，那么这两个类就不应当发生直接的相互作用。如果其中一个类需要调用另一个类的某一个方法的话，可以通过第三者转发这个调用