模式 与 原则
模式：每一个模式描述了一个在我们周围不断重复发生的问题，以及该问题的解决方案的核心。
比设计模式更重要：GRASP (职责分配原则)
要学习设计模式，有些基础知识是我们必须要先知道的，设计模式是关于类和对象的一种高效、灵活的使用方式，也就是说，必须先有类和对象，才能有设计模式的用武之地，否则一切都是空谈，那么类和对象是从那冒出来的呢？这时就需要比23种设计模式更重要更经典的GRASP模式登场了，嘿嘿，原来这才是老大！
GRASP(General Responsibility Assignment Software Patterns)，中文名称为“通用职责分配软件模式”，GRASP一共包括9种模式，它们描述了对象设计和职责分配的基本原则。也就是说，如何把现实世界的业务功能抽象成对象，如何决定一个系统有多少对象，每个对象都包括什么职责，GRASP模式给出了最基本的指导原则。初学者应该尽快掌握、理解这些原则，因为这是如何设计一个面向对象系统的基础。可以说，GRASP是学习使用设计模式的基础。
1. Information Expert (信息专家)
2. Creator (创造者)
3. Low coupling (低耦合)
4. High cohesion (高内聚)
5. Controller (控制器)
6. Polymorphism (多态)
7. Pure Fabrication (纯虚构)
8. Indirection (间接)
9. Protected Variations (受保护变化)
1. Information Expert (信息专家)
信息专家模式是面向对象设计的最基本原则，是我们平时使用最多，应该跟我们的思想融为一体的原则。也就是说，我们设计对象(类)的时候，如果某个类拥有完成某个职责所需要的所有信息，那么这个职责就应该分配给这个类来实现。这时，这个类就是相对于这个职责的信息专家。
例如：常见的网上商店里的购物车(ShopCar),需要让每种商品(SKU)只在购物车内出现一次，购买相同商品，只需要更新商品的数量即可。如下图：
针对这个问题需要权衡的是，比较商品是否相同的方法需要放到那里类里来实现呢？分析业务得知需要根据商品的编号(SKUID)来唯一区分商品，而商品编号是唯一存在于商品类里的，所以根据信息专家模式，应该把比较商品是否相同的方法放在商品类里。
2. Creator (创造者)
实际应用中，符合下列任一条件的时候，都应该由类Ａ来创建类Ｂ，这时Ａ是Ｂ的创建者：
a. Ａ是Ｂ的聚合
b. Ａ是Ｂ的容器
c. Ａ持有初始化Ｂ的信息(数据)
d. Ａ记录Ｂ的实例
e. Ａ频繁使用Ｂ
如 果一个类创建了另一个类，那么这两个类之间就有了耦合，也可以说产生了依赖关系。依赖或耦合本身是没有错误的，但是它们带来的问题就是在以后的维护中会产 生连锁反应，而必要的耦合是逃不掉的，我们能做的就是正确地创建耦合关系，不要随便建立类之间的依赖关系，那么该如何去做呢？就是要遵守创建者模式规定的 基本原则，凡是不符合以上条件的情况，都不能随便用A创建B。
例如：因为订单(Order)是商品(SKU)的容器，所以应该由订单来创建商品。如下图：
这里因为订单是商品的容器，也只有订单持有初始化商品的信息，所以这个耦合关系是正确的且没办法避免的，所以由订单来创建商品。
3. Low coupling (低耦合)
低耦合模式的意思就是要我们尽可能地减少类之间的连接。
其作用非常重要：
a. 低耦合降低了因一个类的变化而影响其他类的范围。
b. 低耦合使类更容易理解，因为类会变得简单，更内聚。
下面这些情况会造成类A、B之间的耦合：
a. A是B的属性
b. A调用B的实例的方法
c. A的方法中引用了B，例如B是A方法的返回值或参数。
d. A是B的子类，或者A实现了B
关于低耦合，还有下面一些基本原则：
a. Don’t Talk to Strangers原则：
意思就是说，不需要通信的两个对象之间，不要进行无谓的连接，连接了就有可能产生问题，不连接就一了百了啦！
b. 如果A已经和B有连接，如果分配A的职责给B不合适的话(违反信息专家模式)，那么就把B的职责分配给A。
c. 两个不同模块的内部类之间不能直接连接，否则必招报应！嘿！
例如：Creator模式的例子里，实际业务中需要另一个出货人来清点订单(Order)上的商品(SKU)，并计算出商品的总价，但是由于订单和商品之间的耦合已经存在了，那么把这个职责分配给订单更合适，这样可以降低耦合，以便降低系统的复杂性。如下图：
这里我们在订单类里增加了一个TotalPrice()方法来执行计算总价的职责，没有增加不必要的耦合。
4. High cohesion (高内聚)
高内聚的意思是给类尽量分配内聚的职责，也可以说成是功能性内聚的职责。即功能性紧密相关的职责应该放在一个类里，并共同完成有限的功能，那么就是高内聚合。这样更有利于类的理解和重用，也便于类的维护。
高内聚也可以说是一种隔离，就想人体由很多独立的细胞组成，大厦由很多砖头、钢筋、混凝土组成，每一个部分(类)都有自己独立的职责和特性，每一个部分内部发生了问题，也不会影响其他部分，因为高内聚的对象之间是隔离开的。
例如：一个订单数据存取类(OrderDAO)，订单即可以保存为Excel模式，也可以保存到数据库中；那么，不同的职责最好由不同的类来实现，这样才是高内聚的设计，如下图：
这里我们把两种不同的数据存储功能分别放在了两个类里来实现，这样如果未来保存到Excel的功能发生错误，那么就去检查OrderDAOExcel类就可以了，这样也使系统更模块化，方便划分任务，比如这两个类就可以分配个不同的人同时进行开发，这样也提高了团队协作和开发进度。
5. Controller (控制器)
用来接收和处理系统事件的职责，一般应该分配给一个能够代表整个系统的类，这样的类通常被命名为“XX处理器”、“XX协调器”或者“XX会话”。
关于控制器类，有如下原则：
a. 系统事件的接收与处理通常由一个高级类来代替。
b. 一个子系统会有很多控制器类，分别处理不同的事务。
关于这个模式更详细的论述，请参考《UML和模式应用》第16章。
6. Polymorphism (多态)
这里的多态跟OO三大基本特征之一的“多态”是一个意思。
例如：我们想设计一个绘图程序，要支持可以画不同类型的图形，我们定义一个抽象类Shape,矩形(Rectangle)、圆形(Round)分别继承这个抽象类，并重写(override)Shape类里的Draw()方法，这样我们就可以使用同样的接口(Shape抽象类)绘制出不同的图形，如下图：
这样的设计更符合高内聚和低耦合原则，虽然后来我们又增加了一个菱形(Diamond)类，对整个系统结构也没有任何影响，只要增加一个继承Shape的类就行了。
7. Pure Fabrication (纯虚构)
这 里的纯虚构跟我们常说的纯虚构函数意思相近。高内聚低耦合，是系统设计的终极目标，但是内聚和耦合永远都是矛盾对立的。高内聚以为这拆分出更多数量的类， 但是对象之间需要协作来完成任务，这又造成了高耦合，反过来毅然。该如何解决这个矛盾呢，这个时候就需要纯虚构模式，由一个纯虚构的类来协调内聚和耦合， 可以在一定程度上解决上述问题。
例如：上面多态模式的例子，如果我们的绘图程序需要支持不同的系统，那么因为不同系统的API结构不同，绘图功能也需要不同的实现方式，那么该如何设计更合适呢？如下图：
这里我们可以看到，因为增加了纯虚构类AbstractShape，不论是哪个系统都可以通过AbstractShape类来绘制图形，我们即没有降低原来的内聚性，也没有增加过多的耦合，可谓鱼肉和熊掌兼得，哈哈哈！
8. Indirection (间接)
“间 接”顾名思义，就是这个事不能直接来办，需要绕个弯才行。绕个弯的好处就是，本来直接会连接在一起的对象彼此隔离开了，一个的变动不会影响另一个。就想我 在前面的低耦合模式里说的一样，“两个不同模块的内部类之间不能直接连接”，但是我们可以通过中间类来间接连接两个不同的模块，这样对于这两个模块来说， 他们之间仍然是没有耦合/依赖关系的。
9. Protected Variations (受保护变化)
预先找出不稳定的变化点，使用统一的接口封装起来，如果未来发生变化的时候，可以通过接口扩展新的功能，而不需要去修改原来旧的实现。也可以把这个模式理解为OCP(开闭原则)原则，就是说一个软件实体应当对扩展开发，对修改关闭。在设计一个模块的时候，要保证这个模块可以在不需要被修改的前提下可以得到扩展。这样做的好处就是通过扩展给系统提供了新的职责，以满足新的需求，同时又没有改变系统原来的功能。关于OCP原则，后面还会有单独的论述。
比设计模式更重要：设计原则
1. 单一职责原则(SRP)
2. 开放—封闭原则(OCP)
3. 依赖倒置原则(DIP)
4. 接口隔离原则(ISP)
5. 替换原则(LSP)
我 们生活在一个充满规则的世界里，在复杂多变的外表下，万事万物都被永恒的真理支配并有规律的运行着。模式也是一样，不论那种模式，其背后都潜藏着一些“永 恒的真理”，这个真理就是设计原则。记得一次参加微软的架构师培训，期间讲到设计模式，有人问了老师一个问题：“什么东西比设计模式更重要？”，老师是一 位有多年丰富实践经验的开发者，他毫不犹豫地回答到：“比模式更重要的是原则”。这句话我时常能够想起，越来越觉得这是一个伟大的答案。的确，还有什么比 原则更重要呢？就像人的世界观和人生观一样，那才是支配你一切行为的根本，而对于设计模式来说，为什么这个模式要这样解决这个问题，而另一个模式要那样， 它们背后都遵循的就是永恒的设计原则。可以说，设计原则是设计模式的灵魂。
对于设计原则的深入探讨我还没有那个深度，推荐大家去看《敏捷软件开发—原则、模式与实践》，下面仅对部分常用的设计原则做些简单的讲解：
1. 单一职责原则(SRP)
“就一个类而言，应该仅有一个引起它变化的原因。”也就是说，不要把变化原因各不相同的职责放在一起，因为不同的变化会影响到不相干的职责。再通俗一点地说就是，不该你管的事情你不要管，管好自己的事情就可以了，多管闲事害了自己也害了别人。(当然这里说的多管闲事跟见义勇为是两回事，我们提倡见义勇为！)
例如：参考下图中的设计，图形计算程序只使用了正方形的Area()方法，永远不会使用Draw()方法，而它却跟Draw方法关联了起来。这违反了单一原则，如果未来因为图形绘制程序导致Draw()方法产生了变化，那么就会影响到本来毫不关系的图形计算程序。
那么我们该怎么做呢？如下图，将不同的职责分配给不同的类，使单个类的职责尽量单一，就隔离了变化，这样他们也不会互相影响了。
2. 开放—封闭原则(OCP)
“软件实体(类、模块、函数等)应该是可以扩展的，但是不可修改。”嘿！多么朴实的话语，第一次看这个原则的时候我都看傻了，我当时在想“这不是&#%做白日梦吗！不修改怎么扩展啊？”但是随着学习的深入，理解了这个“不修改”是什么意思，意思是“你可以随便增加新的类，但是不要修改原来的类”。从这个角度去理解就好多了，其实这里还是一个隔离变化的问题。
例如：如下图，有一个客户端程序通过数据访问接口操作数据，对于这套系统来说，一开始计划使用的是SQL Server或Oracle数据库，但是后来考虑到成本，改用免费的MySQL；那么对于客户端程序来说，后来数据的扩展对它没有任何影响，它在不知不觉间就用上了免费好用的MySQL数据库，这全要感谢OCP原则。
3. 依赖倒置原则(DIP)
“抽象不应该依赖于细节。细节应该依赖于抽象。”关于这个原则，还有种说法是.“高层不应该依赖于底层，两者都应该依赖于抽象。”其实怎么说都是对的，关键就是要理解一点，只有抽象的东西才是最稳定的，也就是说，我们依赖的是它的稳定。如果将来“抽象”也不稳定了，那么谁稳定我跟谁，其实说白了不就是傍大款吗！哈哈！
例如：参考下图的设计，一个开关跟灯直接连接在一起了，也就是说开关依赖于灯的打开和关闭方法，那么如果我想用这个开关也可以打开其他东西呢，比如电视、音响。显然这个设计是无法满足这个要了，因为我们依赖了细节而不是抽象，这个开关已经等价于“灯的开关”。
那么我们该如何来设计一个通用的开关呢？参考下图的设计，OK！现在我们不仅可以打开灯，还可以打开电视和音响，甚至未来任何实现了“开关接口”的任何东西。
4. 接口隔离原则(ISP)
“不应该强迫客户依赖于它们不用的方法。接口属于客户，不属于它所在的类层次结构。”这个说得很明白了，再通俗点说，不要强迫客户使用它们不用的方法，如果强迫用户使用它们不使用的方法，那么这些客户就会面临由于这些不使用的方法的改变所带来的改变。
例如：参考下图的设计，在这个设计里，取款、存款、转帐都使用一个通用界面接口，也就是说，每一个类都被强迫依赖了另两个类的接口方法，那么每个类有可能因为另外两个类的方法(跟自己无关)而被影响。拿取款来说，它根本不关心“存款操作”和“转帐操作”，可是它却要受到这两个方法的变化的影响，真是土鳖！！！
那么我们该如何解决这个问题呢？参考下图的设计，为每个类都单独设计专门的操作接口，使得它们只依赖于它们关系的方法，这样就不会互相影响，也就不会在发生土鳖的事情了！
5. 替换原则(LSP)
“子类型必须能够替换掉它们的基类型。”也就是说继承中的“IS A”关系是必须保证的，否则还算什么继承啊！如果违反了LSP原则，常会导致在运行时(RTTI)的类型判断违反OCP原则。
例如：函数A的参数是基类型，调用时传递的对象是子类型，正常情况下，增加子类型都不会影响到函数A的，如果违反了LSP，则函数A必须小心的判断传进来的具体类型，否则就会出错，这就已经违反了OCP原则。
关于模式学习
深刻理解面向对象是学好设计模式的基础，掌握一定的面向对象设计原则才能掌握面向对象设计模式的精髓，从而实现灵活运用设计模式。仅知道OO的语言机制是不够的，懂得语言里的封装、继承、多态，只是满足了最最基础的条件，要真正发挥OO的强大的作用，关键是要深刻理解以上的GRASP模式和设计原则，在此基础上去再深入理解设计模式，并在实践中不断磨练。
模式跟OO原则相比其实并不重要，如果你能设计出基本符合以上原则的程序，那么可能就已经总结出了新的模式，所以学习模式的根本是为了深入理解OO思想和原则，使我们可以写出高内聚低耦合的程序。
另外最近在学习李建忠老师的“C#面向对象设计模式纵横谈系列课程”时候，李老师提出了一个“重构到模式”的理论，感觉十分有道理，模式不完全是供我们套用的模版，在特定的业务环境下，我们实现的可能只是“类似XX模式”的设计模式，因为针对这个环境，这么使用就是最合适的，而不是什么时候都必须完全照搬GOF的23种设计模式的格式，模式是死的，而人是活的，找到最合适的实现方式就好，不要为了设计模式而使用设计模式。
