在面向對象的編程中,軟件編程人員更加注重以前的代碼的重用性和可維護性。
設計模式使人們可以更加簡(jiǎn)單方便地復用成功的設計和體系結構。將已證實(shí)的技術(shù)表述成設計模式也會(huì )使新系統開(kāi)發(fā)者更加容易理解其設計思路。
一般而言,一個(gè)模式有四個(gè)基本要素
1. 模式名稱(chēng)(pattern name)一個(gè)助記名,它用一兩個(gè)詞來(lái)描述模式的問(wèn)題、解決方案和效果。命名一個(gè)新的模式增加了我們的設計詞匯。設計模式允許我們在較高的抽象層次上進(jìn)行設計?;谝粋€(gè)模式詞匯表,我們自己以及同事之間就可以討論模式并在編寫(xiě)文檔時(shí)使用它們。模式名可以幫助我們思考,便于我們與其他人交流設計思想及設計結果。找到恰當的模式名也是我們設計模式編目工作的難點(diǎn)之一。
2. 問(wèn)題(problem) 描述了應該在何時(shí)使用模式。它解釋了設計問(wèn)題和問(wèn)題存在的前因后果,它可能描述了特定的設計問(wèn)題,如怎樣用對象表示算法等。也可能描述了導致不靈活設計的類(lèi)或對象結構。有時(shí)候,問(wèn)題部分會(huì )包括使用模式必須滿(mǎn)足的一系列先決條件。
3. 解決方案(solution) 描述了設計的組成成分,它們之間的相互關(guān)系及各自的職責和協(xié)作方式。因為模式就像一個(gè)模板,可應用于多種不同場(chǎng)合,所以解決方案并不描述一個(gè)特定而具體的設計或實(shí)現,而是提供設計問(wèn)題的抽象描述和怎樣用一個(gè)具有一般意義的元素組合(類(lèi)或對象組合)來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。
4. 效果(consequences) 描述了模式應用的效果及使用模式應權衡的問(wèn)題。盡管我們描述設計決策時(shí),并不總提到模式效果,但它們對于評價(jià)設計選擇和理解使用模式的代價(jià)及好處具有重要意義。軟件效果大多關(guān)注對時(shí)間和空間的衡量,它們也表述了語(yǔ)言和實(shí)現問(wèn)題。因為復用是面向對象設計的要素之一,所以模式效果包括它對系統的靈活性、擴充性或可移植性的影響,顯式地列出這些效果對理解和評價(jià)這些模式很有幫助。
一些基本的設計模式
Abstract Factory:提供一個(gè)創(chuàng )建一系列相關(guān)或相互依賴(lài)對象的接口,而無(wú)需指定它們具體的類(lèi)。
Adapter:將一個(gè)類(lèi)的接口轉換成客戶(hù)希望的另外一個(gè)接口。A d a p t e r模式使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的那些類(lèi)可以一起工作。
Bridge:將抽象部分與它的實(shí)現部分分離,使它們都可以獨立地變化。
Builder:將一個(gè)復雜對象的構建與它的表示分離,使得同樣的構建過(guò)程可以創(chuàng )建不同的表示。
Chain of Responsibility:為解除請求的發(fā)送者和接收者之間耦合,而使多個(gè)對象都有機會(huì )處理這個(gè)請求。將這些對象連成一條鏈,并沿著(zhù)這條鏈傳遞該請求,直到有一個(gè)對象處理它。
Command:將一個(gè)請求封裝為一個(gè)對象,從而使你可用不同的請求對客戶(hù)進(jìn)行參數化;對請求排隊或記錄請求日志,以及支持可取消的操作。
Composite:將對象組合成樹(shù)形結構以表示“部分-整體”的層次結構。它使得客戶(hù)對單個(gè)對象和復合對象的使用具有一致性。
Decorator:動(dòng)態(tài)地給一個(gè)對象添加一些額外的職責。就擴展功能而言, 它比生成子類(lèi)方式更為靈活。
Facade:為子系統中的一組接口提供一個(gè)一致的界面, F a c a d e模式定義了一個(gè)高層接口,這個(gè)接口使得這一子系統更加容易使用。
Factory Method:定義一個(gè)用于創(chuàng )建對象的接口,讓子類(lèi)決定將哪一個(gè)類(lèi)實(shí)例化。Factory Method使一個(gè)類(lèi)的實(shí)例化延遲到其子類(lèi)。
Flyweight:運用共享技術(shù)有效地支持大量細粒度的對象。
Interpreter:給定一個(gè)語(yǔ)言, 定義它的文法的一種表示,并定義一個(gè)解釋器, 該解釋器使用該表示來(lái)解釋語(yǔ)言中的句子。
Iterator:提供一種方法順序訪(fǎng)問(wèn)一個(gè)聚合對象中各個(gè)元素, 而又不需暴露該對象的內部表示。
Mediator:用一個(gè)中介對象來(lái)封裝一系列的對象交互。中介者使各對象不需要顯式地相互引用,從而使其耦合松散,而且可以獨立地改變它們之間的交互。
Memento:在不破壞封裝性的前提下,捕獲一個(gè)對象的內部狀態(tài),并在該對象之外保存這個(gè)狀態(tài)。這樣以后就可將該對象恢復到保存的狀態(tài)。
Observer:定義對象間的一種一對多的依賴(lài)關(guān)系,以便當一個(gè)對象的狀態(tài)發(fā)生改變時(shí),所有依賴(lài)于它的對象都得到通知并自動(dòng)刷新。
Prototype:用原型實(shí)例指定創(chuàng )建對象的種類(lèi),并且通過(guò)拷貝這個(gè)原型來(lái)創(chuàng )建新的對象。
Proxy:為其他對象提供一個(gè)代理以控制對這個(gè)對象的訪(fǎng)問(wèn)。
Singleton:保證一個(gè)類(lèi)僅有一個(gè)實(shí)例,并提供一個(gè)訪(fǎng)問(wèn)它的全局訪(fǎng)問(wèn)點(diǎn)。
State:允許一個(gè)對象在其內部狀態(tài)改變時(shí)改變它的行為。對象看起來(lái)似乎修改了它所屬的類(lèi)。
Strategy:定義一系列的算法,把它們一個(gè)個(gè)封裝起來(lái), 并且使它們可相互替換。本模式使得算法的變化可獨立于使用它的客戶(hù)。
Template Method:定義一個(gè)操作中的算法的骨架,而將一些步驟延遲到子類(lèi)中。Template Method使得子類(lèi)可以不改變一個(gè)算法的結構即可重定義該算法的某些特定步驟。
Visitor:表示一個(gè)作用于某對象結構中的各元素的操作。它使你可以在不改變各元素的類(lèi)的前提下定義作用于這些元素的新操作。
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