Java设计模式概述

设计模式概述

1. 设计模式是什么

我们在平时编写代码的过程中，会遇到各种各样的问题，细想一下很多问题的解决思路大致一样的，这时候你就可以把解决问题的思路整理清晰，成为一种解决问题的核心模式，以后你就能使用这种模式解决类似的问题，而不必绞尽脑汁寻找最优解决方案。经过多年各路大牛的贡献和实践，形成了一套系统的软件设计模式。

设计模式是软件工程的基石脉络，如同大厦的结构一样。之所以使用设计模式，根本原因是为了代码复用，增加可维护性。

2. 设计模式的类别

设计模式一共分为3种类型，共23种。

1）创建型模式：创建型模式抽象了实例化过程。他们帮助一个系统独立于如何创建、组合和表示他的对象。

属于创建型的设计模式：

单例模式(Singleton)、抽象工厂模式(Abstract Factory)、工厂模式(Factory Method)、建造者模式(Builder)、原型模式(Prototype)。

2）结构型模式：结构型模式涉及到如何组合类和对象以画的更大的结构，结构型模式采用继承或组合机制来组合接口或实现。

属于结构型的设计模式：

适配器模式(Adapter)、桥接模式(Bridge)、装饰模式(Decorator)、组合模式(Composite)、外观模式(Facade)、享元模式(Flyweight)、代理模式(Proxy)。

3）行为型模式：行为模式设计到算法和对象间职责的分配。

属于行为型的设计模式：

模块方法模式(Template Method)、命令模式(Command)、迭代器模式(Iterator)、观察者模式(Observer)、中介者模式(Mediator)、备忘录模式(Memento)、解释器模式(Interpreter)、状态模式(State)、策略模式(Strategy)、职责链模式(Chain of Responsibility)、访问者模式(Visitor)。

学习任何一种设计模式都要从以下4点入手：

A.模式名称：一个助记名，他用一两个词来描述模式的问题、解决方案和效果。

B.问题：描述了应该在何时使用设计模式。

C.解决方案：描述了设计的组成成分，它们之间的相互关系及各自的职责和协作方式。

D.效果：描述了模式的应用效果及使用模式应权衡的问题。

3. 设计模式的意图

每种设计模式都致力于解决一种问题，以下表格列举了这些设计模式的作用。

设计模式	意图/作用
创建型模式
单例模式	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。
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，而无需指定他们具体的类。
工厂模式	定义一个用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类，工厂模式使用一个类的实例化延迟到其子类。
建造者模式	将一个复杂对象的构建与他的表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。
原型模式	用原型实例指定创建对象的种类，并且通过拷贝这些原型创建新的对象。
结构型模式
适配器模式	将一个类的接口转化成客户需要的另外一个接口。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。
组合模式	将对象组合成树型结构以表示“部分-整体”的层次结构。Composite使得用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性。
代理模式	为其他对象那提供一种代理以控制对这个对象的访问。
桥接模式	将抽象部分和实现部分分离，使他们都可以独立的变化。
装饰模式	动态的给一个对象添加一些额外的职责。就增加功能来说，Decorator模式相比生成子类更为灵活。
外观模式	为子系统的一组接口提供一个一致的界面，Facade模式定义了一个高层接口，这个接口使得这一子系统更加容易使用。
享元模式	运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象。
行为模式
观察者模式	定义对象间的一种一对多的依赖关系，当一个对象的状态发生改变时，所有依赖于它的对象都得到通知并被自动更新。
中介者模式	用一个中介对象来封装一系列的对象交互。中介者使各种对象不需要显式地互相引用，从而使其耦合松散，而且可以独立地改变他们之间的交互。
职责链模式	使多个对象都有机会处理请求，从而避免请求的发送者和接收者之间的耦合关系。将这些对象连成一条链，并沿着这条链传递该请求，直到一个对象处理他为止。
命令模式	将一个请求封装成一个对象，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，以及支持可撤销的操作。
解释器模式	给定一个语言，定义它的语法的一种表示，并定义一个解释器，这个解释器使用该表示来解释语言中的句子。
迭代器模式	提供一种方法顺序访问聚合对象中各个元素，而不需暴露该对象的内部表示。
备忘录模式	在不破坏封装的前提下，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原先保存的状态。
状态模式	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的种类。
策略模式	定义一系列的算法将他们一个个的封装起来，并且使他们可相互替换。本模式使得算法可独立于使用它的客户而变化。
模板方法模式	定义一个操作中的算法的骨架，而将一些步骤延迟到子类中。TemplateMethod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。
访问者模式	表示一个作用于某对象结构中的各元素的操作。它使得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。

如果多的设计模式，初学者必须都要掌握，只需要掌握比较常用的几种：

创新型模式：单例模式、抽象工厂模式、建造者模式、工厂模式。

结构型模式：适配器模式、组合模式、代理模式。

行为型模式：观察者模式、中介者模式。

以上就是23种设计模式的概述，学习之路任重而道远啊！

4. 设计原则

除了设计模式，也需要了解一下设计原则，这里给出一些设计原则的基本介绍。

开闭原则：

开闭原则具有理想主义的色彩，它是面向对象设计的终极目标。

模块应对扩展开放，对修改关闭，模块应该在不修改源码的情况下进行扩展。

里氏代换原则：

如果调用的是父类的话，那么换成子类也完全可以运行。

Java编译程序会检查程序是否符合里氏代换原则。还记得java继承的一个原则吗？子类override方法的访问权限不能小于父类对应方法的访问权限。里氏代换原则是继承复用的一个基础。

依赖倒序原则：

所谓依赖倒序原则是要依赖于抽象，不要依赖于具体。简单的说就是要求对抽象进行编程，不要对实现进行编程，这样就降低了实现与客户之间的耦合。传递参数，或在组合聚合关系中，尽量引用层次高的类

接口隔离原则：

使用专门的接口比使用单一的总接口要好；

一个类对另一个类的依赖应该建立在最小的接口上；

一个接口代表一个角色，不应该将不用的角色交给一个接口。没有关系的接口合并在一起形成一个臃肿的大接口，这是对角色和接口的污染；

不要强迫客户使用它们不用的方法，如果强迫客户使用它们不用的方法，那么这些客户就会面临这些不使用的方法的改变而带来的改变。

合成/聚合复用原则：

合成/聚合复用原则就是在一个新的对象里面使用一些已有的对象，使之成为新对象的一部分；新的对象通过向这些对象的委派达到复用已有功能的目的。它的设计原则是：要尽量使用合成/聚合，尽量不要使用继承。

就是说要少用继承，多用组合关系来实现。否则修改父类的一个方法，各个子类都需要改动。“牵一发而动全身”！面向对象是要把波动限制在尽量小的范围。

最小知识原则（迪米特法则）：

也叫迪米特法则。不要和陌生人说话，即一个对象应对其他对象有尽可能少的了解。迪米特法则的初衷是为了降低类之间的耦合，每个类尽量减少对其他类的依赖，这样系统的功能模块才更容易独立。