设计模式原则

设计模式的原则
  1. 依赖倒置原则(DIP 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。
  2. 开闭原则(OCP Open Close Principle)
    开闭原则的意思是:对扩展开放,对修改关闭。在程序需要进行拓展的时候,不能去修改原有的代码,实现一个热插拔的效果。简言之,是为了使程序的扩展性好,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,后面的具体设计中我们会提到这点。

  3. 单一职责原则(SRP)

  4. Liskov替换原则(LSP Liskov Substitution Principle)
    里氏代换原则是面向对象设计的基本原则之一。 里氏代换原则中说,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掉基类,且软件单位的功能不受到影响时,基类才能真正被复用,而派生类也能够在基类的基础上增加新的行为。里氏代换原则是对开闭原则的补充。实现开闭原则的关键步骤就是抽象化,而基类与子类的继承关系就是抽象化的具体实现,所以里氏代换原则是对实现抽象化的具体步骤的规范。

  5. 接口隔离原则(ISP Interface Segregation Principle)
    这个原则的意思是:使用多个隔离的接口,比使用单个接口要好。它还有另外一个意思是:降低类之间的耦合度。由此可见,其实设计模式就是从大型软件架构出发、便于升级和维护的软件设计思想,它强调降低依赖,降低耦合。

  6. 合成复用原则(Composite Reuse Principle)
    合成复用原则是指:尽量使用合成/聚合的方式,而不是使用继承。

  7. 迪米特法则,又称最少知道原则(Demeter Principle)
    最少知道原则是指:一个实体应当尽量少地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。

设计模式的应用场景

下面阐述了一些导致重新设计的一般原因,以及解决这些问题的设计模式:

  1. 通过显式地指定一个类来创建对象 在创建对象时指定类名将使你受特定实现的约束, 而不是特定接口的约束。这会使未来的变化更复杂。要避免这种情况,应该间接地创建对象。
    设计模式: Abstract Factory(3.1), Factory Method(3.3), Prototype(3.4)。
  2. 对特殊操作的依赖 当你为请求指定一个特殊的操作时,完成该请求的方式就固定下来了。为避免把请求代码写死,你将可以在编译时刻或运行时刻很方便地改变响应请求的方法。
    设计模式: Chain of Resposibility(5.1), Command(5.2)。
  3. 对硬件和软件平台的依赖 外部的操作系统接口和应用编程接口 (API)在不同的软硬件平台上是不同的。依赖于特定平台的软件将很难移植到其他平台上,甚至都很难跟上本地平台的更新。所以设计系统时限制其平台相关性就很重要了。
    设计模式: Abstract Factory(3.1), Bridge(4.2)。
  4. 对对象表示或实现的依赖 知道对象怎样表示、保存、定位或实现的客户在对象发生
    变化时可能也需要变化。对客户隐藏这些信息能阻止连锁变化。
    设计模式: Abstract Factory(3.1), Bridge(4.2),Memento(5.6),Proxy(4.7)
  5. 算法依赖 算法在开发和复用时常常被扩展、优化和替代。依赖于某个特定算法的对象在算法发生变化时不得不变化。因此有可能发生变化的算法应该被孤立起来。
    设计模式: Builder(3.2),Iterator(5.4),Strategy(5.9) ,Template Method(5.10) ,Visitor (5.11)
  6. 紧耦合 紧耦合的类很难独立地被复用,因为它们是互相依赖的。紧耦合产生单块的系统,要改变或删掉一个类,你必须理解和改变其他许多类。这样的系统是一个很难学习、移植和维护的密集体。松散耦合提高了一个类本身被复用的可能性,并且系统更易于学习、移植、修改和扩展。设计模式使用抽象耦合和分层技术来提高系统的松散耦合性。
    设计模式: Abstract Factory(3.1) , Command(5.2),Facade(4.5),Mediator(5.5),Observer(5.7) , Chain of Responsibility(5.1)。
  7. 通过生成子类来扩充功能 通常很难通过定义子类来定制对象。每一个新类都有固定的实现开销(初始化、终止处理等 )。定义子类还需要对父类有深入的了解。如,重定义一个操作可能需要重定义其他操作。一个被重定义的操作可能需要调用继承下来的操作。并且子类方法会导致类爆炸,因为即使对于一个简单的扩充,你也不得不引入许多新的子类。一般的对象组合技术和具体的委托技术,是继承之外组合对象行为的另一种灵活方法。新的功能可以通过以新的方式组合已有对象,而不是通过定义已存在类的子类的方式加到应用中去。另一方面,过多使用对象组合会使设计难于理解。许多设计模式产生的设计中,你可以定义一个子类,且将它的实例和已存在实例进行组合来引入定制的功能。
    设计模式: Bridge (4.2), Chain of Responsibility(5.1), Composite(4.3),Decorator(4.4),Observer(5.7),Strategy(5.9)。
  8. 不能方便地对类进行修改 有时你不得不改变一个难以修改的类。也许你需要源代码而又没有(对于商业类库就有这种情况 ),或者可能对类的任何改变会要求修改许多已存在的其他子类。设计模式提供在这些情况下对类进行修改的方法。
    设计模式: Adapter(4.1),Decorator(4.4),Visitor(5.11)
序号 模式 & 描述 包括
1. 创建型模式:这些设计模式提供了一种在创建对象的同时隐藏创建逻辑的方式,而不是使用 new 运算符直接实例化对象。这使得程序在判断针对某个给定实例需要创建哪些对象时更加灵活。 工厂模式(Factory Pattern)抽象工厂模式(Abstract Factory Pattern)单例模式(Singleton Pattern)建造者模式(Builder Pattern)原型模式(Prototype Pattern)
2. 结构型模式这些设计模式关注类和对象的组合。继承的概念被用来组合接口和定义组合对象获得新功能的方式。 适配器模式(Adapter Pattern)桥接模式(Bridge Pattern)过滤器模式(Filter、Criteria Pattern)组合模式(Composite Pattern)装饰器模式(Decorator Pattern)外观模式(Facade Pattern)享元模式(Flyweight Pattern)代理模式(Proxy Pattern)
3. 行为型模式这些设计模式特别关注对象之间的通信。 责任链模式(Chain of Responsibility Pattern)命令模式(Command Pattern)解释器模式(Interpreter Pattern)迭代器模式(Iterator Pattern)中介者模式(Mediator Pattern)备忘录模式(Memento Pattern)观察者模式(Observer Pattern)状态模式(State Pattern)空对象模式(Null Object Pattern)策略模式(Strategy Pattern)模板模式(Template Pattern)访问者模式(Visitor Pattern)
4. 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)
设计模式的使用
  1. 考虑设计模式是怎样解决设计问题的。设计模式怎样帮助你找到合适的对象、决定对象的粒度、指定对象接口以及设计模式解决设计问题的几个其他方法。参考这些讨论会有助于你找到合适的模式。
  2. 浏览模式的意图部分 1 . 4节列出了目录中所有模式的意图 (intent)部分。通读每个模式的意图,找出和你的问题相关的一个或多个模式。
  3. 研究模式怎样互相关联以图形方式显示了设计模式之间的关系。研究这些关系能指导你获得合适的模式或模式组。
  4. 研究目的相似的模式。
  5. 检查重新设计的原因 看一看从“设计应支持变化”小节开始讨论的引起重新设计的各种原因,再看看你的问题是否与它们有关,然后再找出哪些模式可以帮助你避免这些会导致重新设计的因素。
  6. 考虑你的设计中哪些是可变的 这个方法与关注引起重新设计的原因刚好相反。它不是考虑什么会迫使你的设计改变,而是考虑你要什么变化却又不会引起重新设计。最主要的一点是封装变化的概念,这是许多设计模式的主题。
  1. 大致浏览一遍模式 特别注意其适用性部分和效果部分,确定它适合你的问题。
  2. 回头研究结构部分、参与者部分和协作部分 确保你理解这个模式的类和对象以及它们是怎样关联的。
  3. 看代码示例部分,看看这个模式代码形式的具体例子 研究代码将有助于你实现模式。
  4. 选择模式参与者的名字,使它们在应用上下文中有意义 设计模式参与者的名字通常过于抽象而不会直接出现在应用中。然而,将参与者的名字和应用中出现的名字合并起来是很有用的。这会帮助你在实现中更显式的体现出模式来。例如,如果你在文本组合算法中使用了Strategy模式,那么你可能有名为 SimpleLayoutStrategy或TeXLayoutStrategy这样的类。
  5. 定义类, 声明它们的接口,建立它们的继承关系,定义代表数据和对象引用的实例变量。识别模式会影响到的你的应用中存在的类,做出相应的修改。
  6. 定义模式中专用于应用的操作名称 这里再一次体现出,名字一般依赖于应用。使用与每一个操作相关联的责任和协作作为指导。还有,你的名字约定要一致。例如,可以使用“ Create-”前缀统一标记Factory方法。
  7. 实现执行模式中责任和协作的操作 实现部分提供线索指导你进行实现。代码示例部分的例子也能提供帮助。
    这些只对你一开始使用设计模式起到指导作用,以后你会有自己的设计模式使用方法。
  • 通常你通过引入额外的间接层次获得灵活性和可变性的同时,你也使设计变得更复杂并 /或牺牲了一定的性能。一个设计模式只有当它提供的灵活性是真正需要的时候,才有必要使用。当衡量一个模式的得失时,它的效果部分是最能提供帮助的。
不使用设计模式的条件
  • 代码可读性很差的时候
  • 需求理解还非常浅的时候
  • 变化还没有显现的时候
  • 不是系统的关键依赖点
  • 项目没有复用价值时
  • 项目即将要发布的时候
设计模式成长之路
  1. 见模式而不知
  2. 可以识别模式,作为应用开发人员使用模式
  3. 作为框架开发人员为应用设计某些模式
  4. 忘掉模式,只有原则
文章目录
  1. 1. 设计模式的原则
  2. 2. 设计模式的应用场景
  3. 3. 设计模式的使用
  4. 4. 不使用设计模式的条件
  5. 5. 设计模式成长之路
,