【设计模式】1. 初识设计模式
设计模式是软件设计中常见问题的典型解决方案,是无数先驱和前辈总结的编码设计经验。
# 设计模式特征
设计模式与方法或库的使用方式不同,你很难直接在自己的程序中套用某个设计模式。模式并不是一段特定的代码,而是解决特定问题的一般性概念。你可以根据模式来实现符合自己程序实际所需的解决方案。
设计模式和算法的区别
- 算法更像是菜谱:提供达成目标的明确步骤。
- 模式更像是蓝图:你可以看到最终的结果和模式的功能,但需要自己确定实现步骤。
设计模式分类:
- 创建型模式:提供创建对象的机制,增加已有代码的灵活性和可复用性。
- 结构型模式:介绍如何将对象和类组装成较大的结构,并同时保持结构的灵活和高效。
- 行为模式:负责对象间的高效沟通和职责委派。
设计模式的作用:
- 设计模式是针对软件设计中常见问题的工具箱,其中的工具就是各种经过实践验证的解决方案。
- 设计模式定义了一种让你和团队成员能够更高效沟通的通用语言。
# 软件设计原则- SOLID原则
- SOLID 是让软件设计更易于理解、更加灵活和更易于维护的五个原则的简称。
# 1. S 单一职责原则
Single Responsibility Principle 一个方法只完成一件事
尽量让每个类只负责软件中的一个功能,并将该功能完全封装(你也可称之为隐藏)在该类中。
这条原则的主要目的是减少复杂度。你不需要费尽心机地去构思如何仅用 200 行代码来实现复杂设计,实际上完全可以使用十几个清晰的方法。
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修改前:
修改后:
# 2. O 开闭原则
pen/Closesd Principle 对扩展开发,对修改关闭(常见做法:多态、基于接口实现、依赖注入)。
本原则的主要理念是在实现新功能时能保持已有代码不变。
如果你可以对一个类进行扩展, 可以创建它的子类并对其做 任何事情(如新增方法或成员变量、 重写基类行为等), 那 么它就是开放的。 有些编程语言允许你通过特殊关键字(例 如 final ) 来限制对于类的进一步扩展, 这样类就不再是 “开放”的了。 如果某个类已做好了充分的准备并可供其他 类使用的话(即其接口已明确定义且以后不会修改), 那么该类就是封闭(你可以称之为完整)的。
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你的电子商务程序中包含一个计算运输费用的 订单 Order 类, 该类中所有运输方法都以硬编码的方式实现。 如果你需 要添加一个新的运输方式, 那就必须承担对 订单 类造成破 坏的可能风险来对其进行修改。
可以通过应用策略模式来解决这个问题。 首先将运输方法 抽取到拥有同样接口的不同类中。
# 3. L 里氏替换原则
Liskov Substitution Principle 子类可以扩展父类的功能,但不能改变父类原有的功能。也就是说:子类继承父类时,除添加新的方法完成新增功能外,尽量不要重写父类的方法。
- 替换原则是用于预测子类是否与代码兼容, 以及是否能与其 超类对象协作的一组检查。 这一概念在开发程序库和框架时 非常重要, 因为其中的类将会在他人的代码中使用——你是 无法直接访问和修改这些代码的。
- 替换原则要求:
- 子类方法的参数类型必须与其超类的参数类型相匹配或更加 抽象。
- 子类方法的返回值类型必须与超类方法的返回值类型或是其 子类别相匹配。
- 子类中的方法不应抛出基础方法预期之外的异常类型。
- 子类不应该加强其前置条件。
- 子类不能削弱其后置条件。
- 子类不能修改超类中私有成员变量的值。
# 4. I 接口隔离原则
Interface Segregation Principle 客户端不应被强迫依赖于其不使用的方法。
根据接口隔离原则, 你必须将“臃肿”的方法拆分为多个颗 粒度更小的具体方法。 客户端必须仅实现其实际需要的方法。 否则, 对于“臃肿”接口的修改可能会导致程序出错, 即使 客户端根本没有使用修改后的方法。
继承只允许类拥有一个超类, 但是它并不限制类可同时实现 的接口的数量。 因此, 你不需要将大量无关的类塞进单个接 口。 你可将其拆分为更精细的接口, 如有需要可在单个类中 实现所有接口, 某些类也可只实现其中的一个接口。
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# 5. D 依赖倒置原则
Dependency Inversion Principle 高层次的类不应该依赖于低层次的类。 两者都应该依 赖于抽象接口。 抽象接口不应依赖于具体实现。 具体 实现应该依赖于抽象接口。依赖倒置原则是实现开闭原则的重要途径之一,它降低了客户与实现模块之间的耦合。
低层次的类实现基础操作(例如磁盘操作、传输网络数据和连接数据库等)。
高层次类包含复杂业务逻辑以指导低层次类执行特定操作。
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# 设计模式分类
# 1. 创建型模式
- 工厂方法
- 抽象工厂
- 生成器
- 原型
- 单例
# 2. 结构型模式
- 适配器
- 桥接
- 组合
- 装饰
- 外观
- 亨元
- 代理
# 3. 行为型模式
- 责任链
- 命令模式
- 迭代器
- 中介者
- 备忘录
- 观察者
- 状态
- 策略
- 模板方法
- 访问者