设计模式

什么是设计模式？

设计模式是一套代码设计「 经验的总结 」。项目中「 合理的 」运用设计模式可以「 巧妙的解决很多问题 」。

经验的总结：抱着「代码虐我千百遍，我待代码如初恋」的心态，最终得出来的「套路」。

合理的：要对设计模式的使用场景有一定的认识后才使用，「不要滥用」。

巧妙的解决了很多问题：被广泛应用的原因。

为什么要提倡“Design Pattern呢？根本原因是为了代码复用，增加可维护性。那么怎么才能实现代码复用呢？

设计模式之六大原则

开闭原则（Open Close Principle）

1988年，勃兰特·梅耶（Bertrand Meyer）在他的著作《面向对象软件构造（Object Oriented Software Construction）》中提出了开闭原则，它的原文是这样：“Software entities should be open for extension,but closed for modification”。

意思：软件模块应该对扩展开放，对修改关闭。

举例：在程序需要进行新增功能的时候，不能去修改原有的代码，而是新增代码，实现一个热插拔的效果（热插拔：灵活的去除或添加功能，不影响到原有的功能）。

目的：为了使程序的扩展性好，易于维护和升级。

里氏代换原则（Liskov Substitution Principle）

意思：里氏代换原则是继承复用的基石，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。

举例：球类，原本是一种体育用品，它的衍生类有篮球、足球、排球、羽毛球等等，如果衍生类替换了基类的原本方法，如把体育用品改成了食用品（那么软件单位的功能受到影响），就不符合里氏代换原则。

目的：对实现抽象化的具体步骤的规范。

依赖倒转原则（Dependence Inversion Principle）

意思：针对接口编程，而不是针对实现编程。

举例：以计算机系统为例,无论主板、CPU、内存、硬件都是在针对接口设计的，如果针对实现来设计，内存就要对应到针对某个品牌的主板，那么会出现换内存需要把主板也换掉的尴尬。

目的：降低模块间的耦合。

接口隔离原则（Interface Segregation Principle）

使用多个隔离的接口，比使用单个接口要好。

举例：比如：登录，注册时属于用户模块的两个接口，比写成一个接口好。

目的：提高程序设计灵活性。

迪米特法则（最少知道原则）（Demeter Principle）

1987年秋天由美国Northeastern University的Ian Holland提出，被UML的创始者之一[Booch]等普及。后来，因为在经典著作《The Pragmatic Programmer》而广为人知。

意思：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。

举例：一个类公开的public属性或方法越多，修改时涉及的面也就越大，变更引起的风险扩散也就越大。

目的：降低类之间的耦合，减少对其他类的依赖。

单一职责原则（Single responsibility principle）

该原则由罗伯特·C·马丁（Robert C. Martin）于《敏捷软件开发：原则、模式和实践》一书中给出的。马丁表示此原则是基于 汤姆·狄马克(Tom DeMarco)和Meilir Page-Jones的著作中的 内聚性 原则发展出的。

意思：一个类只负责一个功能领域中的相应职责，或者可以定义为：就一个类而言，应该只有一个引起它变化的原因。

举例：该原则意思简单到不需要举例！

目的：类的复杂性降低，可读性提高，可维护性提高。

刚入行的时候，在想什么样的代码是好代码？看到很多前辈的文字都说好的代码要符合「高内聚，低耦合」，但是我听到这样的解释，是这样的

而现在对设计模式有了一定程度上的学习，感觉懂了一些，小伙伴们你们学会了吗？

高内聚,低耦合？

内聚是从功能角度来度量模块内的联系，一个好的内聚模块应当恰好做一件事。它描述的是模块内的功能联系；

耦合是软件结构中各模块之间相互连接的一种度量，耦合强弱取决于模块间接口的复杂程度、进入或访问一个模块的点以及通过接口的数据。

创建模式

抽象工厂模式(Abstract Factory) ,提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口，而无需指定它们具体的类。

生成器模式(Builder)，将一个复杂对象的构建与它的表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。

工厂方法模式(Factory Method)，定义一个用于创建对象的接口，让子类决定将哪一个类实例化。Factory Method使一个类的实例化延迟到其子类。

原型模式(Prototype)，用原型实例指定创建对象的种类，并且通过拷贝这个原型来创建新的对象。

单例模式(Singleton)，保证一个类仅有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点。

结构模式

适配器模式(Adapter)，将一个类的接口转换成客户希望的另外一个接口。Adapter模式使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的那些类可以一起工作。

桥接模式(Bridge)，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。

组合模式(Composite)，将对象组合成树形结构以表示“部分-整体”的层次结构。它使得客户对单个对象和复合对象的使用具有一致性。

容器模式

修饰模式(Decorator)，动态地给一个对象添加一些额外的职责。就扩展功能而言， 它比生成子类方式更为灵活。

扩展性模式

外观模式

享元模式

管道与过滤器模式

代理模式(Proxy)，为其他对象提供一个代理以控制对这个对象的访问。

行为模式

责任链模式(Chain of Responsibility)，为解除请求的发送者和接收者之间耦合，而使多个对象都有机会处理这个请求。将这些对象连成一条链，并沿着这条链传递该请求，直到有一个对象处理它。

命令模式(Command)，将一个请求封装为一个对象，从而使你可用不同的请求对客户进行参数化；对请求排队或记录请求日志，以及支持可取消的操作。

柯里化模式

事件监听器模式

解释器模式

迭代器模式

中介者模式

备忘录模式(Memento)，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。这样以后就可将该对象恢复到保存的状态。

观察者模式(Observer)，定义对象间的一种一对多的依赖关系,以便当一个对象的状态发生改变时,所有依赖于它的对象都得到通知并自动刷新。

状态模式(State)，允许一个对象在其内部状态改变时改变它的行为。对象看起来似乎修改了它所属的类。

策略模式(Strategy)，定义一系列的算法,把它们一个个封装起来,并且使它们可相互替换。本模式使得算法的变化可独立于使用它的客户。

模板方法模式

访问者模式(Visitor)，表示一个作用于某对象结构中的各元素的操作。它使你可以在不改变各元素的类的前提下定义作用于这些元素的新操作。

知道的也就:简单工厂模式,抽象工厂模式,单例模式,原型模式

说下对单例模式的了解:

意图：

保证一个类仅有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点。

适用性：

当类只能有一个实例而且客户可以从一个众所周知的访问点访问它时。

当这个唯一实例应该是通过子类化可扩展的，并且客户应该无需更改代码就能使用一个扩展的实例时。

单例模式(Singleton Pattern)：确保某一个类只有一个实例，而且自行实例化并向整个系统提供这个实例，这个类称为单例类，它提供全局访问的方法。单例模式是一种对象创建型模式。

单例模式有三个要点：一是某个类只能有一个实例；二是它必须自行创建这个实例；三是它必须自行向整个系统提供这个实例。

单例模式是结构最简单的设计模式一，在它的核心结构中只包含一个被称为单例类的特殊类。

这里写图片描述

单例模式结构图中只包含一个单例角色：

Singleton（单例）：在单例类的内部实现只生成一个实例，同时它提供一个静态的getInstance()工厂方法，让客户可以访问它的唯一实例；为了防止在外部对其实例化，将其构造函数设计为私有；在单例类内部定义了一个Singleton类型的静态对象，作为外部共享的唯一实例。

主要优点：

1、提供了对唯一实例的受控访问。

2、由于在系统内存中只存在一个对象，因此可以节约系统资源，对于一些需要频繁创建和销毁的对象单例模式无疑可以提高系统的性能。

3、允许可变数目的实例。

主要缺点：

1、由于单利模式中没有抽象层，因此单例类的扩展有很大的困难。

2、单例类的职责过重，在一定程度上违背了“单一职责原则”。

3、滥用单例将带来一些负面问题，如为了节省资源将数据库连接池对象设计为的单例类，可能会导致共享连接池对象的程序过多而出现连接池溢出；如果实例化的对象长时间不被利用，系统会认为是垃圾而被回收，这将导致对象状态的丢失。

适用场景

在以下情况下可以考虑使用单例模式：

- (1)系统只需要一个实例对象，如系统要求提供一个唯一的序列号生成器或资源管理器，或者需要考虑资源消耗太大而只允许创建一个对象。

- (2)客户调用类的单个实例只允许使用一个公共访问点，除了该公共访问点，不能通过其他途径访问该实例。

class A:

__instance=None

__isfirst=True

def __init__(self,name):

if A.__isfirst:

self.name=name

A.__isfirst=False

def __new__(*args,**kwargs):

if args[0].__instance==None:

args[0].__instance=object.__new__(args[0])

return args[0].__instance

a2=A('老板')

a1=A('laoban')

print(a1)

print(a2)

print(a2.name)

print(a1.name)