设计模式学习笔记(一)

这个系列是学习设计模式的过程中，整理出来的一些学习笔记，里面的内容来自其他人的博客、网站，我会列出来源供大家参考，一起学习进步。

一. 什么是设计模式
1.定义
设计模式（Design Pattern）是一种被反复使用、多数人知晓的、经过分类的、代码设计经验的总结。

2.作用
使用设计模式的目的：为了代码可重用、让代码更容易被人理解、保证代码可靠性。设计模式使代码编写真正工程化；设计模式是软件工程的基石脉络，如同大厦的结构一样。

3.四要素
模式名称、问题、解决方案、效果。
1).模式名称
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。

2).问题
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。

3).解决方案
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。

4).效果
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。

二. 设计模式的原则
1.面向对象设计的2个基本原则:
1).针对接口编程，而不是针对实现编程。
2).优先使用对象组合，而不是类继承。

2.面向对象设计的6个设计原则：
1). 单一职责原则（Single responsibility principle）
意思：一个类只负责一个功能领域中的相应职责，或者可以定义为：就一个类而言，应该只有一个引起它变化的原因。
目的：类的复杂性降低，可读性提高，可维护性提高。
2). 开闭原则（Open Close Principle）
意思：软件模块应该对扩展开放，对修改关闭。
举例：在程序需要进行新增功能的时候，不能去修改原有的代码，而是新增代码，实现一个热插拔的效果（热插拔：灵活的去除或添加功能，不影响到原有的功能）。
目的：为了使程序的扩展性好，易于维护和升级。
3). 接口隔离原则（Interface Segregation Principle）
意思：使用多个隔离的接口，比使用单个接口要好。
举例：比如：登录，注册时属于用户模块的两个接口，比写成一个接口好。
目的：提高程序设计灵活性。
4). 最少知道原则（Demeter Principle）
意思：一个实体应当尽量少的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。
举例：一个类公开的public属性或方法越多，修改时涉及的面也就越大，变更引起的风险扩散也就越大。
目的：降低类之间的耦合，减少对其他类的依赖。
5). 里氏代换原则（Liskov Substitution Principle）
意思：里氏代换原则是继承复用的基石，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。
举例：球类，原本是一种体育用品，它的衍生类有篮球、足球、排球、羽毛球等等，如果衍生类替换了基类的原本方法，如把体育用品改成了食用品（那么软件单位的功能受到影响），就不符合里氏代换原则。
目的：对实现抽象化的具体步骤的规范。
6). 依赖倒转原则（Dependence Inversion Principle）
意思：针对接口编程，而不是针对实现编程。
举例：以计算机系统为例,无论主板、CPU、内存、硬件都是在针对接口设计的，如果针对实现来设计，内存就要对应到针对某个品牌的主板，那么会出现换内存需要把主板也换掉的尴尬。
目的：降低模块间的耦合。

三. 设计模式的分类
1. 设计模式根据模式的目的，可分为三种类型，共23种。
1). 创建型模式，共5种，与对象的创建有关。
单例模式、抽象工厂模式、建造者模式、工厂模式、原型模式。

2). 结构型模式，共7种，处理类与对象的组合。
适配器模式、桥接模式、装饰模式、组合模式、外观模式、享元模式、代理模式。

3). 行为型模式，共11种，对类或对象怎样交互和怎样 分配职责进行描述。
模版方法模式、命令模式、迭代器模式、观察者模式、中介者模式、备忘录模式、解释器模式（Interpreter模式）、状态模式、策略模式、职责链模式(责任链模式)、访问者模式。

按字典序排列简介如下：
Abstract Factory（抽象工厂模式）：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。

Adapter（适配器模式）：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。

Builder（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。

Chain of Responsibility（责任链模式）：为解除请求的发送者和接收者之间耦合，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（命令模式）：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，以及支持可取消的操作。

Composite（组合模式）：将对象组合成树形结构以表示“部分-整体”的层次结构。它使得客户对单个对象和复合对象的使用具有一致性。

Decorator（装饰模式）：动态地给一个对象添加一些额外的职责。就扩展功能而言， 它比生成子类方式更为灵活。

Facade（外观模式）：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。

Factory Method（工厂模式）：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。

Flyweight（享元模式）：运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象。

Interpreter（解析器模式）：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。

Iterator（迭代器模式）：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。

Memento（备忘录模式）：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保存的状态。

Observer（观察者模式）：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。

Prototype（原型模式）：用原型实例指定创建对象的种类，并且通过拷贝这个原型来创建新的对象。

Proxy（代理模式）：为其他对象提供一个代理以控制对这个对象的访问。

Singleton（单例模式）：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。 单例模式是最简单的设计模式之一，但是对于Java的开发者来说，它却有很多缺陷。在九月的专栏中，David Geary探讨了单例模式以及在面对多线程（multi-threading）、类装载器（class loaders）和序列化（serialization）时如何处理这些缺陷。

State（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所属的类。

Strategy（策略模式）：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（模板方法模式）：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（访问者模式）：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。

四. 设计模式之间的关系

参考来源
https://www.cnblogs.com/maowang1991/archive/2013/04/15/3023236.html
https://baike.baidu.com/item/%E8%AE%BE%E8%AE%A1%E6%A8%A1%E5%BC%8F/1212549?fr=aladdin
http://blog.jobbole.com/101076/
http://www.cnblogs.com/qianxudetianxia/archive/2011/07/29/2121547.html
http://mobile.51cto.com/android-419145.htm
http://blog.jobbole.com/111799/