Design Pattern(设计模式)
设计模式描述了软件设计过程中某一类常见问题的一般性解决方案。
面向对象设计模式描述了类与相互通信的对象之间的组织关系。目的是应对变化、提高复用、减少改变。
一般而言,一个设计模式有四个基本要素:
模式名称(pattern name) 一个助记名,它用一两个词来描述模式的问题、解决方案和效果。命名一个新的模式增加了我们的设计词汇。设计模式允许我们在较高的抽象层次上进行设计。基于一个模式词汇表,我们自己以及同事之间就可以讨论模式并在编写文档时使用它们。模式名可以帮助我们思考,便于我们与其他人交流设计思想及设计结果。找到恰当的模式名也是我们设计模式编目工作的难点之一。
问题(problem) 描述了应该在何时使用模式。它解释了设计问题和问题存在的前因后果,它可能描述了特定的设计问题,如怎样用对象表示算法等。也可能描述了导致不灵活设计的类或对象结构。有时候,问题部分会包括使用模式必须满足的一系列先决条件。
解决方案(solution) 描述了设计的组成成分,它们之间的相互关系及各自的职责和协作方式。因为模式就像一个模板,可应用于多种不同场合,所以解决方案并不描述一个特定而具体的设计或实现,而是提供设计问题的抽象描述和怎样用一个具有一般意义的元素组合(类或对象组合)来解决这个问题。
效果(consequences) 描述了模式应用的效果及使用模式应权衡的问题。尽管我们描述设计决策时,并不总提到模式效果,但它们对于评价设计选择和理解使用模式的代价及好处具有重要意义。软件效果大多关注对时间和空间的衡量,它们也表述了语言和实现问题。因为复用是面向对象设计的要素之一,所以模式效果包括它对系统的灵活性、扩充性或可移植性的影响,显式地列出这些效果对理解和评价这些模式很有帮助。
《设计模式:可复用面向对象软件的基础》一书中描述了23种经典面向对象设计模式,创立了模式在软件设计中的地位,该书四位作者被人们并称为Gang of Four (GoF),“四人组”,该书描述的23种经典设计模式又被人们称为GoF23 种设计模式。这23种设计模式按照目的把它们分成创建型模式、结构型模式、行为型模式三类。
创建型模式,如何创建一个对象。这通常包括分离对象创建的细节,这样你的代码就不依赖于对象的类型,而且当加入新的类型的对象时也不必改代码。模式分别为:
Abstract Factory(抽象工厂):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。
Builder(生成器):将一个复杂对象的构件与它的表示分离,使得同样的构建过程可以创建不同的表述。
Factory Method(工厂方法):定义一个用于创建对象的接口,让子类决定将哪一个类实例化。Factory Method使一个类的实例化延迟到其子类。
Prototype(原型):用原型实例指定创建对象的种类,并且通过拷贝这个原型来创建新的对象。
Singleton(单件):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。
结构型模式,设计出满足某些工程里特定约束的对象。它的工作原理是这样的:一组对象与其它对象相关联,当系统发生变化的时候,这些对象之间的关联关系不变。模式分别为:
Adapter(适配器):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。
Bridge(桥接):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。
Composite(组合):将对象组合成树型结构以表示“部分-整体”的层次结构。Composite使得客户对单个对象和复合对象的使用具有一致性。
Decorator(装饰):动态地给一个对象添加一些额外的职责。就扩展功能而言,Decorator模式比生成子类方式更为灵活。
Façade(外观):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。
Flyweight(享元):运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象。
Proxy(代理):为其他对象提供一个代理以控制对这个对象的访问。
行为型模式,指一个程序里处理一系列特定类型操作的对象。它们封装了一系列操作,或者实现了某种算法。模式分别为:
Chain of Responsibility(职责链):为解除请求的发送者和接受者之间耦合,而使多个对象都有机会处理这个请求。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。
Command(命令):将一个请求封装为一个对象,从而使你可以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,以及支持可取消的操作。
Interpreter(解释器):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,该解释器使用该表示来解释语言中的句子。
Interator(迭代器):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。
Mediator(中介者):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,从而使器耦合松散,而且可以独立地改变它们之间的交互。
Memento(备忘录):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。这样以后就可以将该对象恢复到保存的状态。
Observer(观察者):定义对象间的一种一对多的依赖关系,以便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自动刷新。
State(状态):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所属的类。
Strategy(策略):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。本模式使得算法的变化可独立于使用它的客户。
Template Method(Template Method):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。Template Method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。
Visitor(访问者):表示一个作用于某对象结构中的各元素的操作。它使你可以在不改变各元素的类的前提下定义作用于这些元素的新操作。
面向对象设计模式描述了类与相互通信的对象之间的组织关系。目的是应对变化、提高复用、减少改变。
一般而言,一个设计模式有四个基本要素:
模式名称(pattern name) 一个助记名,它用一两个词来描述模式的问题、解决方案和效果。命名一个新的模式增加了我们的设计词汇。设计模式允许我们在较高的抽象层次上进行设计。基于一个模式词汇表,我们自己以及同事之间就可以讨论模式并在编写文档时使用它们。模式名可以帮助我们思考,便于我们与其他人交流设计思想及设计结果。找到恰当的模式名也是我们设计模式编目工作的难点之一。
问题(problem) 描述了应该在何时使用模式。它解释了设计问题和问题存在的前因后果,它可能描述了特定的设计问题,如怎样用对象表示算法等。也可能描述了导致不灵活设计的类或对象结构。有时候,问题部分会包括使用模式必须满足的一系列先决条件。
解决方案(solution) 描述了设计的组成成分,它们之间的相互关系及各自的职责和协作方式。因为模式就像一个模板,可应用于多种不同场合,所以解决方案并不描述一个特定而具体的设计或实现,而是提供设计问题的抽象描述和怎样用一个具有一般意义的元素组合(类或对象组合)来解决这个问题。
效果(consequences) 描述了模式应用的效果及使用模式应权衡的问题。尽管我们描述设计决策时,并不总提到模式效果,但它们对于评价设计选择和理解使用模式的代价及好处具有重要意义。软件效果大多关注对时间和空间的衡量,它们也表述了语言和实现问题。因为复用是面向对象设计的要素之一,所以模式效果包括它对系统的灵活性、扩充性或可移植性的影响,显式地列出这些效果对理解和评价这些模式很有帮助。
《设计模式:可复用面向对象软件的基础》一书中描述了23种经典面向对象设计模式,创立了模式在软件设计中的地位,该书四位作者被人们并称为Gang of Four (GoF),“四人组”,该书描述的23种经典设计模式又被人们称为GoF23 种设计模式。这23种设计模式按照目的把它们分成创建型模式、结构型模式、行为型模式三类。
创建型模式,如何创建一个对象。这通常包括分离对象创建的细节,这样你的代码就不依赖于对象的类型,而且当加入新的类型的对象时也不必改代码。模式分别为:
Abstract Factory(抽象工厂):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。
Builder(生成器):将一个复杂对象的构件与它的表示分离,使得同样的构建过程可以创建不同的表述。
Factory Method(工厂方法):定义一个用于创建对象的接口,让子类决定将哪一个类实例化。Factory Method使一个类的实例化延迟到其子类。
Prototype(原型):用原型实例指定创建对象的种类,并且通过拷贝这个原型来创建新的对象。
Singleton(单件):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。
结构型模式,设计出满足某些工程里特定约束的对象。它的工作原理是这样的:一组对象与其它对象相关联,当系统发生变化的时候,这些对象之间的关联关系不变。模式分别为:
Adapter(适配器):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。
Bridge(桥接):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。
Composite(组合):将对象组合成树型结构以表示“部分-整体”的层次结构。Composite使得客户对单个对象和复合对象的使用具有一致性。
Decorator(装饰):动态地给一个对象添加一些额外的职责。就扩展功能而言,Decorator模式比生成子类方式更为灵活。
Façade(外观):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。
Flyweight(享元):运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象。
Proxy(代理):为其他对象提供一个代理以控制对这个对象的访问。
行为型模式,指一个程序里处理一系列特定类型操作的对象。它们封装了一系列操作,或者实现了某种算法。模式分别为:
Chain of Responsibility(职责链):为解除请求的发送者和接受者之间耦合,而使多个对象都有机会处理这个请求。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。
Command(命令):将一个请求封装为一个对象,从而使你可以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,以及支持可取消的操作。
Interpreter(解释器):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,该解释器使用该表示来解释语言中的句子。
Interator(迭代器):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。
Mediator(中介者):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,从而使器耦合松散,而且可以独立地改变它们之间的交互。
Memento(备忘录):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。这样以后就可以将该对象恢复到保存的状态。
Observer(观察者):定义对象间的一种一对多的依赖关系,以便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自动刷新。
State(状态):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所属的类。
Strategy(策略):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。本模式使得算法的变化可独立于使用它的客户。
Template Method(Template Method):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。Template Method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。
Visitor(访问者):表示一个作用于某对象结构中的各元素的操作。它使你可以在不改变各元素的类的前提下定义作用于这些元素的新操作。