设计模式------ 简介
设计模式(Design pattern) :由软件开发人员在软件开发中面临一般问题的解决方案,是经过相当长的一段时间试验和错误中总结出来的,代表了最佳实践,通常被面向对象的软件开发人员所采用。
产生:设计模式这个术语由埃里希·伽玛(Erich Gamma)等人在1990年代从建筑设计领域引入到计算机科学的
特点:设计模式能使不稳定依赖于相对稳定、具体依赖于相对抽象,避免会引起麻烦的紧耦合,以增强软件设计面对并适应变化的能力。面向对象设计模式通常以类别或对象来描述其中的关系和相互作用,但不涉及用来完成应用程序的特定类别或对象。并非所有的软件模式都是设计模式,设计模式特指软件“设计”层次上的问题。还有其他非设计模式的模式,如架构模式。同时,算法不能算是一种设计模式,因为算法主要是用来解决计算上的问题,而非设计上的问题.
分类:一般主要分为三大类:创建型模式(Creational Patterns)、结构型模式(Structural Patterns)、行为型模式(Behavioral Patterns)
GOF(四人帮,全拼 Gang of Four): 指的是由 Erich Gamma、Richard Helm、Ralph Johnson 和 John Vlissides 四人合著出版了一本名为 Design Patterns - Elements of Reusable Object-Oriented Software(中文译名:设计模式 - 可复用的面向对象软件元素) 的书,该书首次提到了软件开发中设计模式的概念。
主要介绍了23 种设计模式:根据目的来分有创建、行为、结构三种,根据作用范围来分有类模式和对象模式两种
GoF 的 23 种设计模式的功能进行介绍。
单例(Singleton)模式:某个类只能生成一个实例,该类提供了一个全局访问点供外部获取该实例,其拓展是有限多例模式。
原型(Prototype)模式:将一个对象作为原型,通过对其进行复制而克隆出多个和原型类似的新实例。
工厂方法(Factory Method)模式:定义一个用于创建产品的接口,由子类决定生产什么产品。
抽象工厂(AbstractFactory)模式:提供一个创建产品族的接口,其每个子类可以生产一系列相关的产品。
建造者(Builder)模式:将一个复杂对象分解成多个相对简单的部分,然后根据不同需要分别创建它们,最后构建成该复杂对象。
代理(Proxy)模式:为某对象提供一种代理以控制对该对象的访问。即客户端通过代理间接地访问该对象,从而限制、增强或修改该对象的一些特性。
适配器(Adapter)模式:将一个类的接口转换成客户希望的另外一个接口,使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的那些类能一起工作。
桥接(Bridge)模式:将抽象与实现分离,使它们可以独立变化。它是用组合关系代替继承关系来实现,从而降低了抽象和实现这两个可变维度的耦合度。
装饰(Decorator)模式:动态的给对象增加一些职责,即增加其额外的功能。
外观(Facade)模式:为多个复杂的子系统提供一个一致的接口,使这些子系统更加容易被访问。
享元(Flyweight)模式:运用共享技术来有效地支持大量细粒度对象的复用。
组合(Composite)模式:将对象组合成树状层次结构,使用户对单个对象和组合对象具有一致的访问性。
模板方法(TemplateMethod)模式:定义一个操作中的算法骨架,而将算法的一些步骤延迟到子类中,使得子类可以不改变该算法结构的情况下重定义该算法的某些特定步骤。
策略(Strategy)模式:定义了一系列算法,并将每个算法封装起来,使它们可以相互替换,且算法的改变不会影响使用算法的客户。
命令(Command)模式:将一个请求封装为一个对象,使发出请求的责任和执行请求的责任分割开。
职责链(Chain of Responsibility)模式:把请求从链中的一个对象传到下一个对象,直到请求被响应为止。通过这种方式去除对象之间的耦合。
状态(State)模式:允许一个对象在其内部状态发生改变时改变其行为能力。
观察者(Observer)模式:多个对象间存在一对多关系,当一个对象发生改变时,把这种改变通知给其他多个对象,从而影响其他对象的行为。
中介者(Mediator)模式:定义一个中介对象来简化原有对象之间的交互关系,降低系统中对象间的耦合度,使原有对象之间不必相互了解。
迭代器(Iterator)模式:提供一种方法来顺序访问聚合对象中的一系列数据,而不暴露聚合对象的内部表示。
访问者(Visitor)模式:在不改变集合元素的前提下,为一个集合中的每个元素提供多种访问方式,即每个元素有多个访问者对象访问。
备忘录(Memento)模式:在不破坏封装性的前提下,获取并保存一个对象的内部状态,以便以后恢复它。
解释器(Interpreter)模式:提供如何定义语言的文法,以及对语言句子的解释方法,即解释器。
软件的设计模式单介绍:
1、创建型模式: 主要关注点是“怎样创建对象?”,它的主要特点是“将对象的创建与使用分离”。这样可以降低系统的耦合度,使用者不需要关注对象的创建细节,对象的创建由相关的工厂来完成。就像我们去商场购买商品时,不需要知道商品是怎么生产出来一样,因为它们由专门的厂商生产。
- 主要由两个主导思想构成。一是将系统使用的具体类封装起来,二是隐藏这些具体类的实例创建和结合的方式。
- 分为对象创建型模式和类创建型模式。对象创建型模式处理对象的创建,类创建型模式处理类的创建。详细地说,对象创建型模式把对象创建的一部分推迟到另一个对象中,而类创建型模式将它对象的创建推迟到子类中。
- 旨在将系统与它的对象创建、结合、表示的方式分离。这些设计模式在对象创建的类型、主体、方式、时间等方面提高了系统的灵活性
2、结构型模式:描述如何将类或对象按某种布局组成更大的结构。它分为类结构型模式和对象结构型模式,前者采用继承机制来组织接口和类,后者釆用组合或聚合来组合对象。由于组合关系或聚合关系比继承关系耦合度低,满足“合成复用原则”,所以对象结构型模式比类结构型模式具有更大的灵活性
3、行为型模式:用于描述程序在运行时复杂的流程控制,即描述多个类或对象之间怎样相互协作共同完成单个对象都无法单独完成的任务,它涉及算法与对象间职责的分配
行为型模式分为类行为模式和对象行为模式,前者采用继承机制来在类间分派行为,后者采用组合或聚合在对象间分配行为。由于组合关系或聚合关系比继承关系耦合度低,满足“合成复用原则”,所以对象行为模式比类行为模式具有更大的灵活性。
4、并行模式:用来处理多线程编程范式的一类设计模式;分为:主动对象、Balking pattern、双重检查锁定模式、Guarded suspension、Leaders/followers pattern、监视对象、读写锁模式、调度者模式、线程池、线程本地存储、反应堆模式
5、架构模式:软件架构中在给定环境下常遇到问题的通用的、可重用的解决方案。类似于软件设计模式但覆盖范围更广,致力于软件工程中不同问题,如计算机硬件性能限制、高可用性、业务风险极小化。一些架构模式在软件框架被实现。
一些例子:黑板 (设计模式)、Broker模式、事件驱动架构、隐式调用分层 (面向对象设计)、微服务、模型-视图-控制器(MVC), 表示-抽象-控制, Model-view-presenter, 模型-视图-视图模型、实体-组件-系统、多层架构 (通常为3层或n层)、裸对象、操作型数据存储 (ODS)、点对点网络、管线与过滤器架构、面向服务的架构(SOA)、基于空间的架构
在一些领域中的使用:
在Javaee中常见的架构设计模式:MVC 模式(MVC Pattern)、业务代表模式(Business Delegate Pattern)、组合实体模式(Composite Entity Pattern)、数据访问对象模式(Data Access Object Pattern)、前端控制器模式(Front Controller Pattern)、拦截过滤器模式(Intercepting Filter Pattern)、服务定位器模式(Service Locator Pattern)、传输对象模式(Transfer Object Pattern)