• 开发必会系列:《设计模式》读书笔记


    入门

    设计原则1:找出应用中可能需要变化之处,把它们独立出来,不要和那些不需要变化的代码混在一起。

    这个概念每个设计模式背后的精神所在,所有的模式都提供了一套方法让“系统中的某部分改变不会影响其他部分”。

    设计原则2:针对接口编程,而不是针对实现编程。

    关键就是利用多态,程序针对超类型编程,执行时会根据实际状况执行到真正的行为。

    变量的声明类型应该是超类型,通常是一个抽象类或者是一个接口,只要是具体实现此超类型的类所产生的对象,都可以指定给这个变量,这也意味着,声明类时不用理会以后执行时的真正对象类型。

    设计原则3:多用组合,少用继承。

    oo:Object Oriented 面向对象

    oo基础:抽象,封装,多态,继承

    oo原则:封装变化;多用组合,少用继承;针对接口编程,不针对实现编程。

    oo模式:就是以下要讲的所有设计模式。

    零  策略模式

      策略模式定义了算法族,分别封装起来,让它们之间可以互相替换,此模式让算法的变化独立于使用算法的客户。

    一  观察者模式

       观察者模式定义了对象之间的一对多依赖,这样一来,当一个对象改变状态时,它的所有依赖者都会收到通知并自动更新。

      设计原则:让主题和观察者之间松耦合。

      代码实现:多个对象,实现了同一个接口,当有值改变,用观察者类,去调用各个对象所实现的接口里的某个方法,就实现了一对多的通知。

    二  装饰者模式

      设计原则:开放封闭原则——类应该对扩展开放,对修改关闭。

      装饰者模式动态地将责任附加到对象上。若要扩展功能,装饰者提供了比继承更有弹性的替代方案。

      继承属于扩展形式之一,但不见得是达到弹性设计的最佳方式。除了继承,装饰者模式也可以让我们扩展行为。装饰着模式意味着一群装饰者类,这些类用来包装具体组件。装饰者可以在被装饰者的行为前面或后面加上自己的行为,甚至将被装饰者的行为整个取代掉,而达到特定的目的。

      在我们的设计中,应该允许行为可以被扩展,而无须修改现有的代码。

      详解Python的装饰器

    三  工厂模式

      工厂方法模式定义了一个创建对象的接口,但由子类决定要实例化的类是哪一个。工厂方法让类把实例化推迟到子类。

      设计原则:依赖倒置原则——要依赖抽象,不要依赖具体类。

      应该重写代码以便于我们依赖抽象类,而不依赖具体类。

      抽象工厂模式提供一个接口,用于创建相关或依赖对象的家族,而不需要明确指定具体类。

      所有工厂模式都通过减少应用程序和具体类之间的依赖促进松耦合。工厂方法允许类将实例化延迟到子类进行。抽象工厂创建相关的对象家族,而不需要依赖它们的具体类。

    四  单件模式

      单件模式确保一个类只有一个实例,并提供一个全局访问点。

      Java中实现单件模式需要私有的构造器、一个静态方法和一个静态变量。确定在性能和资源上的限制,然后小心地选择适当的方案来实现单件,以解决多线程的问题。

      

      1. 为什么用单例多例:
        之所以用单例,是因为没必要每个请求都新建一个对象,这样子既浪费CPU又浪费内存;
        之所以用单例,是为了防止并发问题;即一个请求改变了对象的状态,此时对象又处理另一个请求,而之前请求对对象状态的改变导致了对象对另一个请求做了错误的处理;
        用单例和多例的标准只有一个:
        当对象含有可改变的状态时(更精确的说就是在实际应用中该状态会改变),则多例,否则单例;
      2. 何时用单例?何时用多例?
        对于struts2来说,action必须用多例,因为action本身含有请求参数的值,即可改变的状态;
        而对于STRUTS1来说,action则可用单例,因为请求参数的值是放在actionForm中,而非action中的;
        另外要说一下,并不是说service或dao一定是单例,标准同第3点所讲的,就曾见过有的service中也包含了可改变的状态,同时执行方法也依赖该状态,但一样用的单例,这样就会出现隐藏的BUG,而并发的BUG通常很难重现和查找;

    五  命令模式

      命令模式将“请求”封装成对象,以便使用不同的请求、队列或者日志来参数化其他对象。命令模式也支持可撤销的操作。

      命令模式将发出请求的对象解耦。在被解耦的两者之间是通过命令对象进行沟通的。命令对象封装了接收者和一个或一组动作。调用者通过调用命令对象的execute()发出请求,这会使得接收者的动作被调用。

      调用者可以接受命令当作参数,甚至在运行时动态地进行。命令可以支持撤销,做法是实现一个undo()方法来回到execute()被执行前的状态。命令可以用来实现日志和事务系统。

    六  适配器与外观模式

      适配器模式将一个类的接口,转换成客户期望的另一个接口。适配器让原本接口不兼容的类可以合作无间。

      这个模式可以通过创建适配器进行接口转换,让不兼容的接口变成兼容。若以后想改变接口,适配器可以将改变的部分封装起来,客户就不必为了应对不同的接口而每次跟着修改。

      外观模式提供了一个统一的接口,用来访问子系统中的一群接口。外观定义了一个高层接口,让子系统更容易使用。

      设计原则:最少知识原则——只和你的密友谈话。

      当你正在设计一个系统,不管是任何对象,你都要注意它所交互的类有哪些,并注意它和这些类是如何交互的。这个原则希望我们在设计中,不要让太多的类耦合在一起,免得修改系统中一部分,会影响到其他部分。如果许多类之间互相依赖,那么这个系统就会变成一个易碎的系统,它需要花许多成本维护,也会因为太复杂而不容易被其他人了解。

      当需要一个现有的类而其接口并不符合你的需要时,就使用适配器。当需要简化并统一一个很大的接口或者一群复杂的接口时,使用外观。

      适配器改变接口以符合客户的期望。外观将客户从一个复杂的子系统中解耦。

      实现一个适配器可能需要一番功夫,也可能不费功夫,视目标接口的大小和复杂度而定。实现一个外观,需要将子系统组合进外观中,然后将工作委托给子系统执行。

      适配器模式有两种形式:对象适配器和类适配器。类适配器需要用到多重继承。

      可以为一个子系统实现一个以上的外观。

      适配器将一个对象包装起来以改变其接口。装饰者将一个对象包装起来以增加新的行为和责任。而外观将一群对象“包装”起来以简化其接口。

    七  模板方法模式

      模板方法模式在一个方法中定义一个算法的骨架,而将一些步骤延迟到子类中。模板方法使得子类可以在不改变算法结构的情况下,重新定义算法中的某些步骤。

      这个方法将算法定义成一组步骤,其中的任何步骤都可以是抽象的,由子类负责实现。这可以确保算法的结构保持不变,同时由子类提供部分实现。

      设计原则:好莱坞原则——别调用我们,我们会调用你。

      当高层组件依赖低层组件,而低层组件又依赖高层组件,而高层组件又依赖边侧组件,而边侧组件又依赖低层组件时,依赖腐败就发生了。但这个原则,允许低层组件将自己挂钩到系统之上,但高层组件会决定什么时候和怎样使用这些低层组件。

      

      模板方法定义了算法的步骤,把这些步骤的实现延迟到子类。模板方法模式为我们提供了一种代码复用的重要技巧。

      模板方法的抽象类可以定义具体方法、抽象方法和钩子。抽象方法由子类实现。钩子是一种方法,它在抽象类中不做事,或者只做默认的事情,子类可以选择要不要去覆盖它。

      为了防止子类改变模板方法中的算法,可以将模板方法声明为final。

      好莱坞原则将决策权放在高层模板中,以便决定如何以及何时调用低层模板。

      策略模式和模板方法模式都封装算法,一个用组合,一个用继承。工厂方法是模板方法的一种特殊版本。

    八  迭代器与组合模式

      迭代器模式提供一种方法顺序访问一个聚合对象中的各个元素,而又不暴露其内部的表示。这个模式给你提供了一种方法,可以顺序访问一个聚集对象中的元素,而又不用知道内部是如何表示的。

      设计原则:单一责任——一个类应该只有一个引起变化的原因。

      组合模式允许你将对象组合成树形结构来表现“整体/部分”层次结构。组合能让客户以一致的方式处理个别对象以及对象组合。

      

      迭代器允许访问聚合的元素,而不需要暴露它的内部机构。迭代器将遍历聚合的工作封装进一个对象中。当使用迭代器的时候,我们依赖聚合提供遍历。迭代器提供了一个通用的接口,让我们遍历聚合的项,当我们编码使用聚合的项时,就可以使用多态机制。

      组合模式提供一个结构,可同时包容个别对象和组合对象。组合模式允许客户对个别对象以及组合对象一视同仁。组合结构内的任意对象称为组件,组件可以是组合,也可以是叶节点。在实现组合模式时,有许多设计上的折衷,你要根据需要平衡透明性和安全性。

    九  状态模式

      状态模式允许对象在内部状态改变时改变它的行为,对象看起来好像修改了它的类。

      状态模式允许一个对象基于内部状态而拥有不同的行为。状态模式用类代表状态。通过将每一个状态封装进一个类,我们把以后需要做的任何改变局部化了。使用状态模式通常会导致设计中类的数目大量增加。

    十  代理模式

      代理模式为另一个对象提供一个替身或占位符以控制对这个对象的访问。

      远程代理是一般代理模式的一种实现。远程代理可以作为另一个JVM上对象的本地代表。调用代理的方法,会被代理利用网络转发到远程执行,并且结果会通过网络返回给代理,再由代理将结果转给客户。

      虚拟代理作为创建开销大的对象代表。虚拟代理经常直到我们真正需要一个对象的时候才创建它。当对象在创建前和创建中时,由虚拟机代理来扮演对象的替身。对象创建后,代理就会将请求直接委托给对象。

    十一  复合模式

      MVC是复合模式,结合了观察者模式、策略模式和组合模式。

    其他

      模式是在某情境(context)下,针对某问题的某种解决方案。

    桥接:使用桥接模式不只改变你的实现,也改变你的抽象。

    生成器:封装一个产品的构造过程,并允许按步骤构造。

    责任链:让一个以上的对象有机会能够处理某个请求。

    蝇量:让某个类的一个实例能用来提供许多“虚拟实例”。

    解释器:为语言创建解释器。

    中介者:集中相关对象之间复杂的沟通和控制方式。

    备忘录……

    原型……

    访问者……

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