精通24种设计模式与六大原则

需积分: 10 1 下载量 16 浏览量 更新于2024-07-24 收藏 1.5MB PDF 举报
"本书涵盖了24种经典的软件设计模式,并结合6大设计原则进行深入讲解。书中详细介绍了如策略模式、代理模式、单例模式等,旨在帮助不同层次的开发者提升代码设计能力,无论是初级程序员还是资深系统分析师,都能从中获益。全书通过丰富的示例和详细的解释,阐述了各种模式的应用场景和实现方式,旨在促进代码的可维护性、扩展性和复用性。此外,书中还包含了设计模式的比较分析和六大设计原则的概述,如单一职责原则,开闭原则等,帮助读者构建更优雅、更健壮的软件系统。" 在软件开发领域,设计模式是经过时间和实践验证的解决方案,用于解决常见的设计问题。以下是一些主要设计模式的简要说明: 1. **策略模式**:允许在运行时选择算法或策略,使代码更具灵活性,降低了算法的耦合度。 2. **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,常用于增加安全性、远程代理或者缓存等场景。 3. **单例模式**:确保一个类只有一个实例,并提供全局访问点,通常用于管理共享资源,如数据库连接池。 4. **多例模式**:与单例模式类似,但允许多个实例存在,通常用于需要多个相似但不完全相同实例的情况。 5. **工厂方法模式**:定义一个创建对象的接口,但由子类决定要实例化的类,将对象的创建延迟到子类中。 6. **抽象工厂模式**:提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口,而无需指定它们的具体类。 7. **门面模式**:为复杂的子系统提供一个简单的统一接口,简化客户端与其交互。 8. **适配器模式**:将两个不兼容的接口转换为可协作的形式,使得原本不能一起工作的类可以协同工作。 9. **模板方法模式**:定义一个操作中的算法骨架,而将一些步骤延迟到子类中,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。 10. **建造者模式**:将复杂对象的构建与其表示分离,使得同样的构建过程可以创建不同的表示。 11. **桥梁模式**:将抽象部分与它的实现部分分离,使它们都可以独立地变化。 12. **命令模式**:将请求封装为一个对象,以便使用不同的请求、队列请求、记录请求日志,或者支持可撤销的操作。 13. **装饰模式**:动态地给一个对象添加一些额外的职责,既扩展了功能又不破坏封闭原则。 14. **迭代器模式**:提供一种方法顺序访问聚合对象的元素,而又不暴露其底层表示。 15. **组合模式**:允许你将对象组合成树形结构来表现“整体-部分”关系,同时还能像处理单个对象一样处理整个组合。 16. **观察者模式**:定义对象间的一种一对多依赖关系,当一个对象的状态发生改变时,所有依赖于它的对象都会得到通知并自动更新。 17. **责任链模式**:将请求沿着处理者链传递,直到某个处理者处理请求,避免请求发送者和接收者之间的耦合。 18. **访问者模式**:在不改变集合元素的前提下,为对象增加新的操作和行为。 19. **状态模式**:允许对象在其内部状态改变时改变它的行为,看起来好像对象改变了它的类。 20. **原型模式**:用原型实例指定创建对象的种类,并且通过复制这些原型创建新的对象。 21. **中介者模式**:定义一个中介对象来简化原本复杂的对象间交互,减少类之间的耦合。 22. **解释器模式**:为特定语言提供解析规则,实现简单的语言解析。 23. **亨元模式**:通过共享技术,有效地支持大量细粒度的对象,减少内存消耗。 24. **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,以便以后恢复对象的状态。 六大设计原则包括: 1. **单一职责原则**:一个类只做一件事情,保持职责单一。 2. **开闭原则**:对扩展开放,对修改关闭,即在扩展功能时,不修改已有代码。 3. **里氏替换原则**:子类必须能够替换掉它们的基类,不破坏原有程序的行为。 4. **依赖倒置原则**:依赖于抽象,而不是具体实现。 5. **接口隔离原则**:尽量降低接口间的耦合,避免过胖接口。 6. **迪米特法则**(最少知道原则):一个对象应该对其他对象有最少的了解,只和朋友交流,不和陌生人说话。 这些设计模式和原则的掌握,能帮助开发者编写出更加灵活、可维护和可扩展的代码,是成为优秀软件工程师的必经之路。
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总体来说设计模式分为三大类: 创建型模式,共五种:工厂方法模式、抽象工厂模式、单例模式、建造者模式、原型模式。 结构型模式,共七种:适配器模式、装饰器模式、代理模式、外观模式、桥接模式、组合模式、享元模式。 行为型模式,共十一种:策略模式、模板方法模式、观察者模式、迭代子模式、责任链模式、命令模式、备忘录模式、状态模式、访问者模式、中介者模式、解释器模式。 二、设计模式的六大原则 1、开闭原则(Open Close Principle) 开闭原则就是说对扩展开放,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。所以一句话概括就是: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。 2、里氏代换原则(Liskov Substitution Principle) 里氏代换原则(Liskov Substitution Principle LSP)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,只有当衍生类可以替换掉基类,软件单位的功能不受到影响时,基类才能真正被复用,而衍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。—— From Baidu 百科 3、依赖倒转原则(Dependence Inversion Principle) 这个是开闭原则的基础,具体内容:真对接口编程,依赖于抽象而不依赖于具体。 4、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,比使用单个接口要好。还是一个降低类之间的耦合度的意思,从这儿我们看出,其实设计模式就是一个软件的设计思想,从大型软件架构出发,为了升级和维护方便。所以上文中多次出现:降低依赖,降低耦合。 5、迪米特法则(最少知道原则)(Demeter Principle) 为什么叫最少知道原则,就是说: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。 6、合成复用原则(Composite Reuse Principle) 原则是尽量使用合成/聚合的方式,而不是使用继承。