《设计模式:可复用面向对象软件的基础》摘要(下)
第四章 结构型模式
1、结构型模式设计到如何组合类和对象以获取更大的结构。它采用继承机制来组合接口或实现。不是对接口和实现进行组合,而是描述了如何对一些对象进行组合,从而实现新功能的一些方法。
2、adapter 适配器
2.1 意图:将一个类的接口转换成客户希望的另一个接口。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。
2.2 以下情况使用adapter模式:
1)你想使用一个已经存在的类,而它的接口不符合你的需求。
2)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协同工作。
3)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。
2.3 类适配器使用多重继承对一个接口与另一个接口进行匹配。
1)用一个具体的adapter类对adaptee和target进行匹配。结果是当我们想要匹配一个类以及所有它的子类时,类adapter将不能胜任工作。
2)使得adapter可以重定义adaptee的部分行为,因为adapter是adaptee的一个子类。
3)仅仅引入了一个对象,并不需要额外的指针以间接得到adaptee。
2.4 对象适配器依赖于对象组合。
1)允许一个adapter与多个adaptee,即adaptee本身以及它的所有子类同时工作。adapter也可以一次给所有的adaptee添加功能。
2)使得重定义adaptee的行为比较困难。这就需要生成adaptee的子类并且使得adapter引用这个子类而不是引用adaptee本身。
3、bridge 桥接
3.1 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。
3.2 以下情况使用bridge模式:
1)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。
2)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。
3)对一个抽象的实现部分的修改对客户不产生影响。
4)你想对客户完全隐藏抽象的实现部分。
5)你想在多个对象共享实现,但同时要求客户并不知道这一点。
3.3 优点:
1)分离接口及其实现部分
2)提高可扩展性
3)实现细节对客户透明
4、composite 组合
4.1 意图:将对象组合成树形结构以表示“部分-整体”的层次结构。composite使得用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性。
4.2 适用性:
1)你想表示对象的部分-整体层次结构
2)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。
4.3 效果:
1)定义了包含基本对象和组合对象的类层次结构。基本对象被组合成组合对象,而组合对象又可以被组合,不断递归下去。
2)简化客户代码。
3)使得更容易添加新类型的组件。
4)使你的设计变得更加一般化。
5、decorator 装饰
5.1 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。
5.2 适用性:
1)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。
2)处理那些可以撤销的职责。
3)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,为支持没一种自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。
5.3 效果:
1)比静态继承更灵活。
2)避免在层次结构高层的类有太多的特征。
3)decorator与它的component不一样。
4)有许多小对象。
6、facade 外观
6.1 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。
6.2 适用性:
1)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。
2)客户程序与抽象类的实现部分之间存在很大的依赖性。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。
3)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,从而简化了它们的依赖关系。
6.3 效果:
1)它对客户屏蔽子系统组件,因而减少了客户处理的对象的数目并使得子系统使用起来更加方便。
2)它实现了子系统与客户之间的松耦合关系,而子系统内部的功能组件往往是紧耦合的。
3)如果应用需要,它并不限制它们使用子系统类。因此你可以在系统易用性和通用性之间加以选择。
7、flyweight 享元
7.1 意图:运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象。
7.2 适用性:
1)一个应用程序使用了大量的对象。
2)完全由于使用大量的对象,造成很大的存储开销。
3)对象的大多数状态都可变为外部状态。
4)如果删除对象的外部状态,那么可以用想对较少的共享对象取代很多组对象。
5)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。
8、proxy 代理
8.1 意图:为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。
8.2 适用性:
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。
2)虚代理(virtual proxy)更具需要创建开销很大的对象。
3)保护代理(protect proxy)控制对原始对象的访问。
4)智能引用(smart reference)取代了简单的指针,它在访问对象时执行一些附件操作。
第五章 行为模式
1、行为模式不仅模式对象或类的模式,还描述它们之间的通信模式。
2、行为类模式使用继承机制在类间分派行为。行为对象模式使用对象复合而不是继承。
3、chain of responsibility 职责链
3.1 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。将这些对象连城一条链,并沿着这条链传递该请求,直到有一个对象处理它为止。
3.2 适用性:
1)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。
2)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。
3)可处理一个请求的对象集合应被动态指定。
3.3 效果:
1)降低耦合度,该模式使得一个对象无需知道是其他哪个对象处理其请求。
2)增强了给对象指派职责的灵活性。
3)不保证被接受。
4、command 命令
4.1 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;对请求排队或者记录请求日志,以及支持可撤销的操作。
4.2 适用性:
1)抽象出待执行的动作以参数化某对象。
2)在不同的时刻指定、排列和执行请求。
3)支持取消操作。
4)支持修改日志。
5)用构建在原语操作上的高层操作构造一个系统。
4.3 效果:
1)将调用操作的对象与知道如何实现该操作的对象解耦。
2)command是头等的对象。它们可像其他的对象一样被操纵和扩展。
3)可将多个命令装配成一个复合命令。一般来说,复合命令是composite模式的一个实例。
4)增加新的command很容易,因为这无需改变已有的类。
5、interpreter 解释器
5.1 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。
5.2 适用性:
1)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。
2)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。
5.3 效果:
1)易于改变和扩展文法。
2)易于实现文法。
3)复杂的文法难以维护。
4)增加了新的解释表达式的方式。
6、iterator 迭代器
6.1 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。
6.2 适用性:
1)访问一个聚合对象的内容而无需暴露它的内部表示
2)支持对聚合对象的多种遍历
3)为遍历不同的聚合结构提供一个同一的接口(即支持多态迭代)
6.3 效果:
1)它支持以不同的方式遍历一个聚合。
2)迭代器简化了聚合的接口。
3)在同一个聚合上可以有多个遍历。
7、mediator 中介者
7.1 意图:用一个中介对象来封装一系列的对象交互。中介者使个对象不需要显示地相互引用,从而使其耦合度松散,而且可以独立地改变它们之间的交互。
7.2 适用性:
1)一组对象以定义良好但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。
2)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。
3)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。
7.3 效果:
1)减少了子类的生成。
2)将各个对象解耦合。
3)简化了对象协议。
4)对对象如何协作进行了抽象。
5)使控制集中化,可能使得中介者自身成为一个难于维护的庞然大物。
8、memento 备忘录
8.1 意图:在不破坏封装性的前提下,抓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。
8.2 适用性:
1)必须保存一个对象在某个时刻的(部分)状态,这样以后需要时它才能恢复到先前的状态。
2)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。
8.3 效果
1)保持封装边界。
2)简化了原发器。
3)使用备忘录可能代价很高。
4)定义窄接口和宽接口。
5)维护备忘录的潜在代价。
9、observer 观察者
9.1 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。
9.2 适用性:
1)当一个抽象模型有两个方面,其中一个方面依赖与另一方面。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。
2)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。
3)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。
9.3 效果:
1)目标和观察者间的抽象耦合。
2)支持广播通信。
3)意外的更新。
4)对已删除目标的悬挂引用。
5)在发出通知前确保目标的状态自身是一致的。
6)避免特定于观察者的更新协议——推/拉模型。
7)显示地指定感兴趣的改变。
8)封装复杂的更新语义。
9)结合目标类和观察者类。
10、state 状态
10.1 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。
10.2 适用性:
1)一个对象的行为取决于它的状态,并且它必须在允许时刻根据状态改变它的行为。
2)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个枚举常量表示。
通常,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。
10.3 效果:
1)它将与特定状态相关的行为局部化,并且将不同状态的行为分割开来。
2)它使得状态转换显式化。
3)state对象可被共享。
11、strategy 策略
11.1 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与使用它的客户而变化。
11.2 适用性:
1)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。
2)需要使用一个算法的不同变体。如,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,可以使用策略模式。
3)算法使用客户不应该知道的数据。可以使用策略模式避免暴露复杂的、与算法相关的数据结构。
4)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类中以替代这些条件语句。
11.3 效果:
1)相关算法系列。
2)一个替代继承的方法。
3)消除了一些条件语句。
4)实现的选择。
5)客户必须了解不同的strategy。
6)strategy和context之间的通信开销。
7)增加了对象的数目。
12、template method 模板方法
12.1 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。模板方法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。
12.2 适用性:
1)一次性实现一个算法的不变部分,并将可变的行为留给子类来实现。
2)各子类中公共的行为应被抽取出来并集中到一个公共父类中以避免代码重复。
3)控制子类的扩展。
12.3 效果:
1)模板方法导致一种反向结构。即父类调用子类的一个操作。
2)模板方法应该指明哪些操作是钩子操作(可以被重定义)以及哪些是抽象操作(必须被重定义)。
13、visitor 访问者
13.1 意图: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与这些元素的新操作。
13.2 适用性:
1)一个对象结构包含很对类对象,它们有不同的接口,而你想对这些对象实施一些依赖于其具体类的操作。
2)需要对一个对象结构中的对象进行很多不同的并且不相关的操作,而你想避免让这些操作污染这些对象的类。
3)定义对象结构的类很少改变,但经常需要在次结构上定义新的操作。
13.3 效果:
1)访问者模式使得易于增加新的操作。
2)访问者集中相关的操作而分离无关的操作。
3)增加新的具体元素类很困难。
4)通过类层次进行访问。
5)累积状态。
6)破坏封装。
第六章 结论
作者认为本书可能在以下几个方面影响你设计面向对象软件的方式。
1、提供了一套通用的设计词汇。
2、提供了书写文档和学习的辅助手段。
3、对现有方法的一种补充。
4、是重构的目标。