设计模式之详解

news2025/1/22 19:08:11

概念

在软件工程中,设计模式是指软件设计问题的推荐方案。

设计模式一般是描述如何组织代码和使用最佳实践来解决常见的设计问题。

设计模式是一套被反复使用、多数人知晓的、经过分类编目的、代码设计经验的总结。

好处

设计模式可以提高代码的可重用性和可读性,增强系统的可靠性和可维护性,解决一系列的复杂问题,提高协作效率

设计模式原则

单一原则

一个类只负责一项职责,尽量做到类只有一个行为原因引起变化;业务对象和业务逻辑进行拆分。

里氏替换原则

子类可以拓展父类的功能,但是不能修改父类的功能

依赖倒置原则

面向接口编程,依赖于抽象而不是具体。抽象就是接口或者抽象类,细节就是实现类

接口隔离原则

客户端不应该依赖它不需要的接口;类之间依赖关系应该建立在最小的接口上;

迪米特原则

最少知道原则,尽量降低类与类之间的耦合;

一个对象应该对其他对象有最少的了解,即一个实体应当尽量少的与其他实体之间发生相互作用,使得系统功能模块相对独立

开闭原则

开闭原则就是说对扩展开放,对修改关闭;

一个软件实体通过扩展来实现变化,而不是通过修改原来的代码来实现变化。实现一个热插拔的效果。

开闭原则是对软件实体的未来事件而制定的对现行开发设计进行约束的一个原则

分类

创建型模式

创建型模式的作用就是创建对象,说到创建一个对象,最熟悉的就是 new 一个对象,然后 set 相关属性。但是,在很多场景下,我们需要给客户端提供更加友好的创建对象的方式,尤其是那种我们定义了类,但是需要提供给其他开发者用的时候。

工厂方法模式

提供了一种创建对象的接口,但具体的对象创建逻辑由子类来决定

抽象工厂模式

提供了一种方式来封装一组具有共同主题的单个工厂,而不需要指定它们的具体类;

单例模式

保证了一个类仅有一个实例,并提供一个全局访问点。单例模式通常用于需要对资源或者状态进行共享的情况

建造者模式

将一个复杂对象的构建与它的表示分离,使得同样的构建过程可以创建不同的表示

原型模式

用原型实例指定创建对象的种类,并且通过拷贝这些原型创建新的对象

结构型模式

通常用来处理实体之间的关系,使得这些实体能够更好地协同工作。

在解决了对象的创建问题之后,对象的组成以及对象之间的依赖关系就成了开发人员关注的焦点,

因为如何设计对象的结构、继承和依赖关系会影响到后续程序的维护性、代码的健壮性、耦合性等。

适配器模式

适配器模式是指一种接口适配技术,它可通过某个类来使用另一个接口与之不兼容的类,运用此模式,两个类的接口都无需改动

装饰器模式

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

代理模式

为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问

外观模式

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

桥接模式

将抽象部分与实现部分分离,使它们都可以独立的变化。

组合模式

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。

享元模式

运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象

行为型模式

用于在不同的实体间进行通信,为实体之间的通信提供更容易,更灵活的通信方法。

在对象的创建和对象的结构问题都解决了之后,就剩下对象的行为问题了。

如果对象的行为设计的好,那么对象的行为就会更清晰,它们之间的协作效率就会提高。

策略模式

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

模板方法模式

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

观察者模式

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

迭代器模式

提供一种方法顺序访问一个集合对象中各个元素, 而又不需暴露该对象的内部表示。

责任链模式

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。将这些对象连成一条链,并沿着这条链传递该请求,直到有一个对象处理它为止

命令模式

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;对请求排队或记录请求日志,以及支持可撤消的操作

备忘录模式

在不破坏封装性的前提下,捕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

状态模式

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

访问者模式

对象结构中对象对应的类很少改变,但经常需要在此对象结构上定义新的操作

中介者模式

用一个中介对象来封装一系列的对象交互。中介者使各对象不需要显式地相互引用,从而使其耦合松散,而且可以独立地改变它们之间的交互

解释器模式

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

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