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设计模式学习笔记
 

2010-05-12 作者:白连启 来源:白连启的blog

 

一【简单工厂模式】

简单工厂模式的实质是由一个工厂类根据传入的参数,动态决定应该创建哪一个产品类(这些产品类继承自一个父类或接口)的实例。

简单工厂模式的缺点体现在其工厂类上,由于工厂类集中了所有实例的创建逻辑,所以高内聚方面做的并不好。另外,当系统中的具体产品类不断增多时,可能会出现要求工厂类也要做相应的修改,扩展性并不好。

二【策略模式】

面向对象的编程,并不是类越多越好,类的划分是为了封装,但分类的基础是抽象,具有相同属性和功能的对象的抽象集合才是类。

策略模式(Strategy):它定义了算法家族,分别封装起来,让他们之间可以相互替换,此模式让算法的变化,不会影响到使用算法的客户。

简单工厂模式需要让客户端认识两个类,而策略模式与简单工厂结合的用法,客户端就只需要认识一个类。耦合更加降低。

策略模式优点:

策略模式是一种定义一系列算法的方法,从概念上看,所有这些算法完成的都是相同的工作,只是实现不同,它可以以相同的

方式调用所有的算法,减少各种算法类与使用算法之间的耦合。

策略模式的Strategy类层次为Context定义了一系列的可供重用的算法或行为。继承有助于析取出这些算法中的公共功能。

策略模式的优点是简化了单元测试,因为每个算法都有自己的类,可以通过自己的接口单独测试。

当不同的行为堆砌在一个类中时,就很难避免使用条件语句来选择合适的行为。将这些行为封装在一个个独立的Strategy类中,可以在使用这些行为的类中消除条件语句。

策略模式就是用来封装算法的,但在实践中,我们发现可以用它来封装简化任何类型的规则,只有在分析过程中听到需要在不同时间应用不同的业务规则,就可以考虑使用策略模式处理这种变化的可能性。

在基本的策略模式中,选择所用具体实现的制作由客户端对象承担,并转给策略模式的Context对象。

任何需求的变更都是需要成本的。

三【单一职责原则】

单一职责原则:就一个类而言,应该仅有一个引起它变化的原因。

如果一个类承担的职责过多,就等于把这些指责耦合在一起,一个职责的变化可能会消弱或者抑制这个类完成其他职责的能力。这种耦合会导致脆弱的设计,当变化发生时,设计会遭受到意想不到的破坏。

软件设计真正要做的许多内容,就是发现职责并把那些职责相互分离。如果你能够想到多余一个的动机去改变一个类,那么这个类就具有多余一个的职责。

四【开放-封闭原则】

开放封闭原则:是说软件实体(类、模块、函数等等)应该可以扩展,但是不可修改。这个原则其实有两个特征,一个是:对于扩展是开放的,另一个是:对于更改是封闭的。

怎样的设计才能面对需求的改变缺可以保持相对稳定,从而使得系统可以在第一个版本以后不断推出新的版本呢?开放封闭原则给我们答案。

无论模块是多么的‘封闭’,都会存在一些无法对之封闭的变化。既然不可能完全封闭,设计人员必须对于他设计的模块应该对哪种变化封闭做出选择。他必须先猜测出最有可能发生变化种类,然后构造抽象来隔离那些变化。

等到变化发生时立即采取行动,而不是先满足目前的变化,而不可虑其它可能的变化。

在我们最初编写代码时,假设变化不会发生。当变化发生时,我们就创建抽象来隔离以后发生的同类的变化。

开放-封闭的精神所在是:面对需求的变化,对程序的改动是通过增加新代码进行的,而不是更改现有的代码。

我们希望的是在开发工作展开不久就知道可能发生的变化。查明可能发生的变化所等待的时间越长,要创建正确的抽象就越困难。

开放-封闭原则是面向对象设计的核心所在。遵循这个原则可以带来面向对象技术所声称的巨大好处,也就是可维护、可扩展、可复用、灵活性好。开发人员应该仅对程序中呈现出频繁变化的那些部分做出抽象,然而,对于应用程序中的每个部分都刻意地进行抽象同样不是一个好主意。拒绝不成熟的抽象和抽象本身一样重要。

五【依赖倒置原则】

依赖倒置原则:即抽象不应该依赖细节,细节应该依赖于抽象;即要针对接口编程,不要对实现编程。

依赖倒置原则:高层模块不应该依赖低层模块。两个都应该依赖抽象。 抽象不应该依赖细节,细节应该依赖抽象。

里氏代换原则:子类型必须能够替换掉它们的父类型。即一个软件实体如果使用的是一个父类的话,那么一定适用于其它子类,而且它察觉不出父类对象和子类对象的区别。也就是说,在软件里面,把父类都替换成它的子类,程序的行为没有变化,简单的说,子类型必须能够替换掉它们的父类型。

只有当子类可以替换掉父类,软件单位的功能不受到影响时,父类才能真正被复用,而子类也能够在父类的基础上增加新的行为。

正是由于子类型的可替换性才使得使用父类型的模块在无需修改的情况下就可以扩展。

依赖倒置其实可以说是面向对象设计的标志,用哪种语言来编写程序不重要,如果编写时考虑的都是如何针对抽象编程而不是针对细节编程,即程序中所有的依赖关系都是终止于抽象类或者接口,那就是面向对象的设计,反之那就是过程化的设计了。

依赖倒转原则的本质就是通过抽象(接口或抽象类)使各个类或模块的实现彼此独立,不互相影响,实现模块间的松耦合,我们怎么在项目中使用这个规则呢?只要遵循以下的几个规则就可以:

每个类尽量都有接口或抽象类,或者抽象类和接口两者都具备。

这是依赖倒置的基本要求,接口和抽象类都是属于抽象的,有了抽象才可能依赖倒置。

变量的显示类型尽量是接口或者是抽象类。

很多书上说变量的类型一定要是接口或者是抽象类,这个有点绝对化了,比如一个工具类,xxxUtils一般是不需要接口或是抽象类的。还有,如果你要使用类的clone方法,就必须使用实现类,这个是JDK提供一个规范。

任何类都不应该从具体类派生。

如果一个项目处于开发状态,确实不应该有从具体类派生出的子类的情况,但这也不是绝对的,因为人都是会犯错误的,有时设计缺陷是在所难免的,因此只要不超过两层的继承都是可以忍受的。特别是做项目维护的同志,基本上可以不考虑这个规则,为什么?维护工作基本上都是做扩展开发,修复行为,通过一个继承关系,覆写一个方法就可以修正一个很大的Bug,何必再要去继承最高的基类呢?

尽量不要覆写基类的方法。

如果基类是一个抽象类,而且这个方法已经实现了,子类尽量不要覆写。类间依赖的是抽象,覆写了抽象方法,对依赖的稳定性会产生一定的影响。

结合里氏替换原则使用

上一个章节中我们讲解了里氏替换原则,父类出现的地方子类就能出现,再结合本章节的讲解,我们可以得出这样一个通俗的规则: 接口负责定义public属性和方法,并且声明与其他对象的依赖关系,抽象类负责公共构造部分的实现,实现类准确的实现业务逻辑,同时在适当的时候对父类进行细化。

“正置”是什么意思,依赖正置就是类间的依赖是实实在在的实现类间的依赖,也就是面向实现编程,这也是正常人的思维方式,我要开奔驰车就依赖奔驰车,我要使用笔记本电脑就直接依赖笔记本电脑,而编写程序需要的是对现实世界的事物进行抽象,抽象的结果就是有了抽象类和接口,然后我们根据系统设计的需要产生了抽象间的依赖,代替了人们传统思维中的事物间的依赖,“倒置”就是从这里产生的。

依赖倒置原则的优点在小型项目中很难体现出来,例如小于10个人月的项目,使用简单的SSH架构,基本上不费太大力气就可以完成,是否采用依赖倒置原则影响不大。但是,在一个大中型项目中,采用依赖倒置原则可以带来非常多的优点,特别是规避一些非技术因素引起的问题。项目越大,需求变化的概率也越大,通过采用依赖倒置原则设计的接口或抽象类对实现类进行约束,可以减少需求变化引起的工作量剧增的情况。人员的变动在大中型项目中也是时常存在的,如果设计优良、代码结构清晰,人员变化对项目的影响基本为零。大中型项目的维护周期一般都很长,采用依赖倒置原则可以让维护人员轻松地扩展和维护。

依赖倒置原则是六个设计原则中最难以实现的原则,它是实现开闭原则的重要途径,依赖倒置原则没有实现,就别想实现对扩展开放,对修改关闭。在项目中,大家只要记住是“面向接口编程”就基本上抓住了依赖倒转原则的核心。



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