GOF设计模式摘要汇总

2020-06-06 本文已影响0人镏金糖豆

参考资料：图说设计模式
参考资料：java-design-patterns

关于GOF设计模式，参考资料繁多。此文档不关注模式的实现细节，仅做对比总结。

为了保持完整性:

诸如，组合、桥接、单例这些简单的模式也收录并做了简单的描述。
同理，对于FP编程大火的今天，诸如：访问者，命令这样的模式其实已经没有多大意义，还是本着完整的原则做了整理。
实在不能理解，备忘录、解释器也能被归类到设计模式，分组到莫名其妙。

删除了性能优化型的模式，[享元模式]。这根本就是优化好吧，设计理论中有性能优化么？

基本原则

单一职责原则(Single Responsibility Principle, SRP)
开闭原则(Open-Closed Principle, OCP)
- 对扩展开放，对修改关闭
- 抽象化是开闭原则的关键
里氏代换原则(Liskov Substitution Principle, LSP)
- 所有引用基类（父类）的地方必须能透明地使用其子类的对象
- 子类不要改变父类的行为
- 尽量避免Override
依赖倒转原则(Dependency Inversion Principle, DIP)
- 抽象不应该依赖于细节，细节应当依赖于抽象。换言之，要针对接口编程，而不是针对实现编程
接口隔离原则(Interface Segregation Principle, ISP)
- 使用多个专门的接口，而不使用单一的总接口，即客户端不应该依赖那些它不需要的接口
- 即每个接口承担相对独立的角色，接口尽量小而专
迪米特法则(Law of Demeter, LoD)
- 一个软件实体应当尽可能少地与其他实体发生相互作用
- 少互动，低耦合，少麻烦。

结构型模式

1对1结构型

Adapter适配器：

1 in 1 结构
A 持有B的抽象，C跟B没有直接关系，D实现B包含C，即D对C做了关于A的适配。
适配并重用已有的方法，适配第三方库降低耦合。
简单易懂，使用频繁

Decorator 装饰

1 in 1 结构
在原有对象上的包装或者增强
又是组合优于继承的好例子
一般而言，继承只用于设计抽象结构，很少会继承实类型做扩展。增强实类型，装饰是个好选择。

Proxy 代理

1 in 1 结构
动态代理的应用太多了，不解释了。

关于代理，装饰，适配器三种 1in1结构模式的对比：

	与原对象相关性	侧重点	目的
代理模式	极强，对外方法一致。	间接引用	访问控制、延迟加载、面向切面编程
装饰模式	强。类似继承的关联。	功能增强	非继承实现功能增强，灵活适配。
适配器模式	弱。只要满足适配规则即可。	兼容解耦	兼容老代码，兼容三方库。依赖适配接口而非实现。

多合一结构型

Composite 组合

n combine 1 结构
多个对象组合成一个对象来用
简单易懂

Facade 外观

n combine 1 结构
这玩意不就是对外暴露的api接口么
- 一图见真相

Bridge桥接

1 associate n 结构
以插件的方式添加功能特性或扩展属性。
面向接口而非面向实现；组合优于继承
避免类型爆炸的常用手段

关于组合，外观，桥接三种多合一结构模式的对比：

	侧重点	目的
组合模式	简单组合	实在没啥可说的了
外观模式	多子合一	对外统一接口
桥接模式	即插即用	依赖于抽象

构建型模式

1对多构建型

Simple Factory简单工厂

1 build n 型
基本的对象构建模式，构建逻辑都耦合在工厂类中
扩展产品需要修改工厂逻辑
只有工厂的产品做了抽象，工厂类自己是实类型

Factory Method工厂方法

n build n 型
对工厂的产品以及生产产品的方法都做了抽象
通过实类型的工厂子类来决定具体的产品类型
在抽象的过程中，工厂的概念被淡化，仅做为一种抽象的约束
扩展性良好，无论是产品还是工厂都可以很好的扩展。

Abstract Factory抽象工厂

1 build n build n*m 型
结合了简单工厂和工厂方法从另一个角度做了更深层次的抽象。
工厂的选择，决定了产品族。选择工厂时类似简单工厂。
产品族内部的产品生产则是实现了抽象，类似工厂方法的实现。
具体情况请参看参考资料。

1对1构建型

Builder构建器

1 build 1 型
当一个对象过于复杂时，创建一个对象就变得麻烦起来。大量的重载构造器，setter，甚至还可能有init方法，使得使用者想要得到自己想要的对象还需要了解具体的实现。这个时候最好的解决办法就是，让专业的人做专业的事。
Builder可以在最终builder的时候做校验，对构建过程中的错误给出友好的提示。
对构建参数的校验独立出来，单一职责，代码更漂亮。
lombok天天用。

Prototype原型

1build1 型
创建对象最快捷的方法：有一个创建好的对象供复制。
想想我们做model的转换，BeanUtil copy，然后稍微改改属性。
作为原型的对象应该拥有，最抽象、最纯粹、最稳定不易变的属性。若使用原型创建对象之后还要大量覆盖之前的属性，

Singleton单例

1 build 1型
只有一个实例。
面试问的最多的设计模式。该模式概念及其简单，以至于问题的侧重点跑偏的如何保证实例的唯一性。
final类，private构造器，privite static instance，public getter 最简单的解决方案。
其实一个全静态的类是不是也是单例呢？

行为型模式

1对1交互行为

Command命令

1notify 1
别名：动作(Action)模式，或事务(Transaction)模式
对消息指令做了抽象封装。消息指令本身包含了接受者，调用者本身不用关心接受者。
重点在于命令的undo，redo，命令组。也是为啥有事务别名的原因。

1对多交互行为

Observer 观察者

1 notify n
别名很多：发布-订阅（Publish/Subscribe）、模型-视图（Model/View）、源-监听器（Source/Listener）或从属者（Dependents）
适用于消息事件通知的模型，广泛用于各大框架，中间件，想不了解都难。
解耦神器，居家必备

Chain of responsibility责任链

1notify n
通过给多个对象处理请求的机会，避免请求的发送方与接收方耦合。将接收对象链起来，并沿着链传递请求。
链条上的每一个接收方自己决定是否处理请求，是否继续将链条传递下去。
责任链对比于观察者的不同点：处理逻辑与接收者顺序相关；可以截断消息；关心处理结果。

关于观察者，责任链，命令三种通知型模式的对比：

模式	通知方式	是否有反馈	侧重点
观察者	广播，每一个订阅者都通知	无	解耦，1对n广播式通知
责任链	链式传播，可能会中途返回	有返回信息	层级式链条传播，寻找责任人，接收反馈
命令	一对一精准	无	动作的undo，redo，整体命令序列的控制

多对多交互行为

Mediator 中介者

n notify n
多个同事对象的交互通通过中介方中转，而非直接交互。
同时对象关联中介的方式类似于注册。同事对象与中介者互相引用。
网状结构转化为星型结构，降低结构复杂度。
同事之间通过中介使用代号进行精准交互，或者不使用代号进行群组动作。

抽象

Strategy 策略

策略模式不关注行为动作的目标，而是关心行为本身的封装
简单来说就是对行为统一封装，上层依赖抽象
代码上很像很像桥接，只不过逻辑侧重点不相同
策略的装配仍然需要硬编码，与其定义一堆策略实体，直接使用Lambda传递策略函数或许是更好的选择。

Template-Method模板方法

做继承抽象时经常使用的设计模式，十分常用，十分有效，重点理解。
共性方法抽象到父类，具体实现留给子类扩展，以便最大程度的复用代码，更能精简逻辑。
不多说了，各大框架都有例子。

Iterator 迭代器

提供按顺序访问聚合对象的元素而不公开其底层表示的方法。
Collection的迭代器基于此模式设计，烂熟于心了。
同上，不解释了。

State 状态

对状态做封装，即状态改变的伴生行为与不同状态下的行为被封装在状态类中。
我们经常用枚举或者直接用字符串做状态，实际上对状态的处理都放到状态拥有者中去做。这样对于 单据状态、审批状态这种通用性状态就会出现很多重复的代码逻辑。对于这种情况就可以使用状态模式做封装。

Visitor 访问者

动态的扩展对象的行为而不用修改对象本身。
通过在对象中定义通用的accept方法接受抽象的visitor来实现方法的动态扩展。同样的accept方法调用传入不同的visitor会有不同的行为。
vistitor中会持有对象的实引用，使用不慎会产生循环调用。
随着fp编程的普及，访问者模式估计也会逐渐消失吧。

莫名其妙

Memento备忘录

存储状态以便恢复。。。
这玩意也能单独拿出来叫做设计模式么？
最保险的备忘方法还是持久化吧，这东西现在还能拿来干嘛。

Interpreter 解释器

DSL的解析
正则表达式，各种format，语法解释器。
这东西也放到设计模式里么。。。。

结语

断断续续的整理完稿，回过头来看关于GOF23其实还是蛮简单的。

简单的模式，只要你有oo思想就能设计出来，不必学习也知道。

经久不衰的模式各大框架现在还在用，在实践中学习深化；

被编程模型淘汰的模式看看就好，不必深究；

莫名其妙的糟粕不理会就好，谁知道是什么历史原因遗留下来的。