设计模式与代码的结构特性

 

表 1 介绍了这 23 种设计模式的分类。

表1GoF 的 23 种设计模式的分类表
范围\目的创建型模式结构型模式行为型模式
类模式 工厂方法 (类)适配器 模板方法、解释器
对象模式 单例
原型
抽象工厂
建造者
代理
(对象)适配器
桥接
装饰
外观
享元
组合
策略
命令
职责链
状态
观察者
中介者
迭代器
访问者
备忘录

 

前面说明了 GoF 的 23 种设计模式的分类,现在对各个模式的功能进行介绍。

    1. 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。
    2. 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。
    3. 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。
    4. 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。
    5. 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。
    6. 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。
    7. 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。
    8. 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。
    9. 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。
    10. 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。
    11. 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。
    12. 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。
    13. 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。
    14. 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。
    15. 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。
    16. 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。
    17. 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。
    18. 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。
    19. 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。
    20. 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。
    21. 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。
    22. 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。
    23. 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。

 我选用的设计模式是抽象工厂设计模式。

模式的定义与特点:

抽象工厂(AbstractFactory)模式的定义:是一种为访问类提供一个创建一组相关或相互依赖对象的接口,且访问类无须指定所要产品的具体类就能得到同族的不同等级的产品的模式结构。
抽象工厂模式是工厂方法模式的升级版本,工厂方法模式只生产一个等级的产品,而抽象工厂模式可生产多个等级的产品。
使用抽象工厂模式一般要满足以下条件。

  • 系统中有多个产品族,每个具体工厂创建同一族但属于不同等级结构的产品。
  • 系统一次只可能消费其中某一族产品,即同族的产品一起使用。

抽象工厂模式主要优点如下:

  • 用户只需要知道具体工厂的名称就可得到所要的产品,无须知道产品的具体创建过程;
  • 在系统增加新的产品时只需要添加具体产品类和对应的具体工厂类,无须对原工厂进行任何修改,满足开闭原则;
  • 可以在类的内部对产品族中相关联的多等级产品共同管理,而不必专门引入多个新的类来进行管理。
  • 当增加一个新的产品族时不需要修改原代码,满足开闭原则。

其缺点是:当产品族中需要增加一个新的产品时,所有的工厂类都需要进行修改。

模式的结构与实现

抽象工厂模式同工厂方法模式一样,也是由抽象工厂、具体工厂、抽象产品和具体产品等 4 个要素构成,但抽象工厂中方法个数不同,抽象产品的个数也不同。现在我们来分析其基本结构和实现方法。

1. 模式的结构

抽象工厂模式的主要角色如下:

  1. 抽象工厂(Abstract Factory):提供了创建产品的接口,它包含多个创建产品的方法 newProduct(),可以创建多个不同等级的产品。
  2. 具体工厂(Concrete Factory):主要是实现抽象工厂中的多个抽象方法,完成具体产品的创建。
  3. 抽象产品(Product):定义了产品的规范,描述了产品的主要特性和功能,抽象工厂模式有多个抽象产品。
  4. 具体产品(ConcreteProduct):实现了抽象产品角色所定义的接口,由具体工厂来创建,它 同具体工厂之间是多对一的关系。

抽象工厂模式的结构图如图 2 所示。

抽象工厂模式的结构图
          图2 抽象工厂模式的结构图

2.模式的实现

 下面附上我实现的一个抽象工厂模式的实例代码:https://github.com/wdnmdoo/AbstractFactory.git

定义的抽象工厂的抽象类(用来生产两种产品):

 Animal类型产品的抽象类:

 Plant类型产品的抽象类:

 代码中定义了两个继承Animal的产品分别为cow和hourse(下面为cow的实现):

 两个继承Plant的产品分别为apple和banana(下面为apple的实现):

 一个工厂可以生产两种不同的产品:

 最后是调用具体的工厂生产产品的结果:

 

 

参考链接:http://c.biancheng.net/view/1320.html

posted on 2019-11-30 16:20  oranzhi  阅读(182)  评论(0)    收藏  举报

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