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設計模式:Java常用23種設計模式及六大原則簡介

目錄

簡介

建立型模式

結構型模式

行為型模式

簡介

設計模式(Design pattern)代表了最佳的實踐,通常被有經驗的面向物件的軟體開發人員所採用。設計模式是軟體開發人員在軟體開發過程中面臨的一般問題的解決方案。這些解決方案是眾多軟體開發人員經過相當長的一段時間的試驗和錯誤總結出來的。

設計模式的分類

建立型模式:物件例項化的模式,建立型模式用於解耦物件的例項化過程。

結構型模式:把類或物件結合在一起形成一個更大的結構。

行為型模式:類和物件如何互動,及劃分責任和演算法。

總體來說設計模式分為三大類:

  • 建立型模式,共五種:工廠方法模式、抽象工廠模式、單例模式、建造者模式、原型模式。
  • 結構型模式,共七種:介面卡模式、裝飾器模式、代理模式、外觀模式、橋接模式、組合模式、享元模式。
  • 行為型模式,共十一種:策略模式、模板方法模式、觀察者模式、迭代子模式、責任鏈模式、命令模式、備忘錄模式、狀態模式、訪問者模式、中介者模式、直譯器模式。

其實還有兩類:併發型模式和執行緒池模式。用一個圖片來整體描述一下:

各分類中模式的關鍵點

建立型模式

單例模式:某個類只能有一個例項,提供一個全域性的訪問點。

簡單工廠:一個工廠類根據傳入的參量決定創建出那一種產品類的例項。

工廠方法:定義一個建立物件的介面,讓子類決定例項化那個類。

抽象工廠:建立相關或依賴物件的家族,而無需明確指定具體類。

建造者模式:封裝一個複雜物件的構建過程,並可以按步驟構造。

原型模式:通過複製現有的例項來建立新的例項。

結構型模式

介面卡模式:將一個類的方法介面轉換成客戶希望的另外一個介面。

組合模式:將物件組合成樹形結構以表示“”部分-整體“”的層次結構。

裝飾模式:動態的給物件新增新的功能。

代理模式:為其他物件提供一個代理以便控制這個物件的訪問。

亨元(蠅量)模式:通過共享技術來有效的支援大量細粒度的物件。

外觀模式:對外提供一個統一的方法,來訪問子系統中的一群介面。

橋接模式:將抽象部分和它的實現部分分離,使它們都可以獨立的變化。

行為型模式

模板模式:定義一個演算法結構,而將一些步驟延遲到子類實現。

直譯器模式:給定一個語言,定義它的文法的一種表示,並定義一個直譯器。

策略模式:定義一系列演算法,把他們封裝起來,並且使它們可以相互替換。

狀態模式:允許一個物件在其物件內部狀態改變時改變它的行為。

觀察者模式:物件間的一對多的依賴關係。

備忘錄模式:在不破壞封裝的前提下,保持物件的內部狀態。

中介者模式:用一箇中介物件來封裝一系列的物件互動。

命令模式:將命令請求封裝為一個物件,使得可以用不同的請求來進行引數化。

訪問者模式:在不改變資料結構的前提下,增加作用於一組物件元素的新功能。

責任鏈模式:將請求的傳送者和接收者解耦,使的多個物件都有處理這個請求的機會。

迭代器模式:一種遍歷訪問聚合物件中各個元素的方法,不暴露該物件的內部結構。

設計模式的六大原則

1、開閉原則(Open Close Principle)

開閉原則就是說對擴充套件開放,對修改關閉。在程式需要進行拓展的時候,不能去修改原有的程式碼,實現一個熱插拔的效果。所以一句話概括就是:為了使程式的擴充套件性好,易於維護和升級。想要達到這樣的效果,我們需要使用介面和抽象類,後面的具體設計中我們會提到這點。

2、里氏代換原則(Liskov Substitution Principle)

里氏代換原則(Liskov Substitution Principle LSP)面向物件設計的基本原則之一。 里氏代換原則中說,任何基類可以出現的地方,子類一定可以出現。 LSP是繼承複用的基石,只有當衍生類可以替換掉基類,軟體單位的功能不受到影響時,基類才能真正被複用,而衍生類也能夠在基類的基礎上增加新的行為。里氏代換原則是對“開-閉”原則的補充。實現“開-閉”原則的關鍵步驟就是抽象化。而基類與子類的繼承關係就是抽象化的具體實現,所以里氏代換原則是對實現抽象化的具體步驟的規範。

3、依賴倒轉原則(Dependence Inversion Principle)

這個是開閉原則的基礎,具體內容:針對介面程式設計,依賴於抽象而不依賴於具體。

4、介面隔離原則(Interface Segregation Principle)

這個原則的意思是:使用多個隔離的介面,比使用單個介面要好。還是一個降低類之間的耦合度的意思,從這兒我們看出,其實設計模式就是一個軟體的設計思想,從大型軟體架構出發,為了升級和維護方便。所以上文中多次出現:降低依賴,降低耦合。

5、迪米特法則(最少知道原則)(Demeter Principle)

為什麼叫最少知道原則,就是說:一個實體應當儘量少的與其他實體之間發生相互作用,使得系統功能模組相對獨立。

6、合成複用原則(Composite Reuse Principle)

原則是儘量使用合成/聚合的方式,而不是使用繼承。繼承實際上破壞了類的封裝性,超類的方法可能會被子類修改。