设计模式的理解

设计模式的理解

Adams Wang


面向对象指使用离散的对象来构建软件系统；设计模式利用了对象的继承、组合和代理（delegation），在较OOP高的层次上考虑问题。尤其是使用代理来对任何不稳定或不确定的方面，如状态、对象的创建、应用平台等等，进行封装，从而保证了源代码的重用和设计的稳定。实际上可以理解成为是OOP中虚函数、多态概念的延伸。即OOP中的虚函数和多态实现的是方法、对象行为上的多态，而设计模式的则对创建、结构和高层次的行为进行了多态。

Creation Pattern
当系统演化成依赖于对象的组合、聚集时，创建性模式带来了更大的灵活性。

Abstract Factory：抽象工厂是创建对象族。它能确保被创建对象家族的一致性，和对象家族发生改变的灵活性，在跨平台的设计中可以得到应用。

Prototype：一种将对象生成的责任代理给自己的模式。它与C++中的拷贝函数不同，C++不支持拷贝函数的多态，即当对象使用基类的指针进行引用时，无法按照子类进行拷贝，会造成切割。Prototype在Java中得到大量的应用。

Builder：侧重点在于对象创建的过程中，避免在code中出现大量的硬代码。当被创建对象结构发生改变时。避免了对散布在程序中大量new语句的修改。

Factory Method：实现了生成对象不确定时的解决方案。实际上在C++和Java中，对于虚函数的理解比较容易，即某个方法不确定时，使用虚函数来声明，而将具体的实现交给子类。Factory Method它实现了对象创建时的多态。

Singleton类似于一种技巧，利用OOP的技术，强制实现了有限、定量对象的产生。

对比：Factory Method实现了创建的多态；Prototype实现了拷贝的多态；Builder实现了对象创建过程的多态。

Structural Pattern
结构性模式关注于如何将类和对象组成的更大结构，它带来了对象组合时的灵活性。

Composite：适用于表达整体-部分关系，可以忽略单个对象和合成对象之间的差别。它实际采用的是一种树状结构。

Decorator：与继承不同，用代理的方式实现了多态，可以避免大量子类的派生。相应的它适用于链状和树状的结构。

Proxy：结构与Decorator非常相似，它们的侧重点不同，一种是修改对象的行为，另一种控制访问。

Bridge：实现了抽象和实现之间的永久绑定，可以理解为在基于已有的构件上设计时，而且已有的设计可能会发生变化。它往往与Abstract Factory共同用于跨平台设计的情况。

Façade：用于对子系统提供统一的接口。

Behavioral Pattern
行为模式涉及到算法和对象间的职责和分配。行为模式描述了通信方式、控制方法以及对象之间的联系方式。

Chain of responsibility：用于链状结构，将职责沿链进行传递，不显示指定责任的承担人，由对象自己实现责任的实施。

Command：将某个职责封装成对象，可以与memento结合在一起用于Undo。

Iterator：大量应用于算法库中，对遍历操作进行封装。

Mediator：通过中介对象的引入将网状的结构变成以中介者为中心的星形结构，从而保证了对象结构上的稳定，即不会因为新对象的引入造成大量类中指针的修改。

Observer：经典MVC模式的变形，与Mediator的结构类似，在对象级别是星形结构。它们均是将网状结构变成星形结构，但侧重点不同。

State：经典方法状态机的OO实现，可大量应用于控制密集型的系统中。

Strategy：将算法进行封装。适合应用于对效率要求较高的软件中，为效率的提高预留接口。

Visitor：在对象级别中实际为矩阵结构，与Abstract Factory类似。它们以采用对象的代理，为矩阵的一个维度提供灵活性和一致性。