设计模式设计模式绪论与七大原则

什么是设计模式

• 软件设计模式（Design pattern），又称设计模式，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。使用设计模式是为了可重用代码、让代码更容易被他人理解、保证代码可靠性、程序的重用性。

• 设计模式(英语 design pattern)是对面向对象设计中反复出现的问题的解决方案。这个术语是在1990年代由Erich Gamma等人从建筑设计领域引入到计算机科学中来的。这个术语的含义还存有争议。算法不是设计模式，因为算法致力于解决问题而非设计问题。设计模式通常描述了一组相互紧密作用的类与对象。设计模式提供一种讨论软件设计的公共语言，使得熟练设计者的设计经验可以被初学者和其他设计者掌握。设计模式还为软件重构提供了目标。

• 随着软件开发社群对设计模式的兴趣日益增长，已经出版了一些相关的专著，定期召开相应的研讨会，而且Ward Cunningham为此发明了WikiWiki用来交流设计模式的经验。

设计模式的七大原则

开闭原则 （Open Close Principle）

• 开闭原则的意思是：对拓展开放，对修改关闭。
• 在程序需要拓展的时候，不能去修改原来的代码。实现一个热拔插的效果，简言之，是为了是程序的扩展性更好，易于维护和升级。
• 想要达到这样的效果，我们需要使用接口和抽象类，后面的具体设计模式会提到这点。

里氏替换原则 （Liskov Substitution Principle）

• 里氏替换原则是面向对象设计的基本原则之一。
• 里氏替换原则中说：任何基类可以出现的地方，子类一定可以出现。LSP是继承复用的基石，只有当派生类可以替换基类，且软件单位的功能不受到影响的时候，基类才能被真正复用，而派生类也能够在积累的基础上增加新的行为。
• 里氏替换原则是对开闭原则的补充。实现开闭原则的关键步骤是抽象化，而基类与子类的继承关系就是抽象化的具体实现
• 所以里氏替换原则是对实现抽象化的具体步骤的规范

依赖倒转原则（Dependence Inversion Principle）

• 这个原则是开闭原则的基础
• 具体内容：针对接口编程。依赖于抽象而不依赖于具体

接口隔离原则 （Interface Segregation Principle）

• 这个原则的意思是：使用多个隔离的接口，比使用的单个接口要好。
• 另外一个意思：降低类之间的耦合
• 由此可见，设计模式就是从大型软件架构出发、便于升级和维护得软件设计思想，强调降低依赖和耦合

迪米特法则，又称最少知道原则（Demeter Principle）

• 最少知道原则：一个实体应当尽量少地与其他实体发生相互作用，是的系统模块相对独立

合成复用原则 （Composite Reuse Principle）

• 指的是：尽量使用合成/聚合的方式。而不是使用继承

单一职责原则 ( Single Responsibility Principle)

• 一个类被改变的原因不能超过一个，也就是说，一个类的职责只有一个，如果职责过多，代码就会臃肿，可读性更差，也就更难以维护
• 事实上单一职责和原则和接口隔离原则有一定的关系，接口隔离之后，职责就单一了，实现这个接口的类的职责就单一了。
• 但是接口隔离关注的是抽象层，单一职责关注的是两者兼而有之，偏重于实现。

什么是 GOF（四人帮，全拼 Gang of Four）

• 在 1994 年，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。

• 四位作者合称 GOF（四人帮，全拼 Gang of Four）。他们所提出的设计模式主要是基于以下的面向对象设计原则。

• 对接口编程而不是对实现编程。

• 优先使用对象组合而不是继承。

设计模式的类型

• 总共有 23 种设计模式。这些模式可以分为三大类：创建型模式（Creational Patterns）、结构型模式（Structural Patterns）、行为型模式（Behavioral Patterns）。另外后续讨论另一类设计模式：J2EE 设计模式。

• 创建型模式：对象实例化的模式，创建型模式用于解耦对象的实例化过程。

  • 单例模式 抽象工厂模式 原型模式 建造者模式 工厂模式

• 结构型模式：把类或对象结合在一起形成一个更大的结构。

  • 适配器模式 桥接模式 装饰模式 组合模式 外观模式 享元模式 代理模式

• 行为型模式：类和对象如何交互，及划分责任和算法。

  • 模板方法模式 命令模式 访问者模式 迭代器模式 观察者模式 中介者模式 备忘录模式 解析器模式(Interpreter模式) 状态模式 策略模式 职责链模式(责任链模式)

J2EE 模式：这些设计模式特别关注表示层。这些模式是由 Sun Java Center 鉴定的。

• 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）

设计模式的作用

• 代码重用性(相同功能的代码,不需要多次编写)

• 代码可读性(也就是编程规范性)

• 代码可拓展性(当需要增加新的功能的时候,非非常的方便,也就是可维护性)

• 代码可靠性(当我们增加新的功能后,对原有的功能没有影响)

• 使得程序呈现高内聚低耦合的特性

设计模式的好处

• 帮助我们将应用组织成容易了解，容易维护，具有弹性的架构，建立可维护的OO系统，要诀在于随时想到系统以后可能需要的变化以及应付变化的原则。

掌握设计模式的层次

• 第一层:刚开始学习编程不久,听说过什么是设计模式
• 第二层:有很长时间的编程经验,自己写了很多代码,其中用到了很多设计模式,但是自己不知道
• 第三层:学习了设计模式,发现自己已经在使用了,并且发现的了一些新的设计模式挺好用的
• 第四层:阅读了很多别人写的源码和框架,在其中看到别人的设计模式,并且能够理会到设计模式的精妙和带来的好处
• 第五层:代码写着写着,自己都没有意识到使用到了设计模式,并且熟练的写了出来

总结

• 设计模式事是程序员在面对同类软件工程设计问题所总结出来的有用的经验,模式不是代码,是某类问题的解决方案,设计模式代表了 最佳实践 这些解决方案是众多软件开发人员经过相当长的一段时间的实验和错误总结出来的 设计模式的本质提高 软件的维护性 通用性 和扩展性 并降低软件的复杂度 设计模式埠局限于某种语言