【轉載】23種常用設計模式
作者:圓月彎刀丶
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1. Factory method
我們把簡單工廠方法歸類到工廠方法中。工廠方法的目的是用來解決具有同一接口(基類)派生類對象的生成問題。盡管可以通過類的構造函數生成對象,但是,如果派生類的數量很大——即使幾十個不同的派生類——對于程序設計而言也是困難的。這里有兩個困難:其一是可讀性,在一個程序里使用一個switch-case block判斷具體的生成類型,程序幾乎不能讀,也增加了編碼的難度;其二是擴展性,如果增加了新的派生類,就需要修改switch-case block。
解決上面問題的方法是把對象實體和生成分開:把“生成”定義成一個類。對于簡單工廠方法,把用于生產每個對象的函數定義為一個類的函數;對于工廠方法,把“生成”每個對象的方法定義為一個類:派生自一個工廠接口類。每個“生成”函數都返回派生類的接口指針。從此可以看出,簡單工廠方法其實沒有增加程序的可讀性和擴展性。對于工廠方法,可以在實際使用前把所有的生成類構造到一個序列里,然后把所有對象編號,每個編號是其生成類在序列的位置。這樣就避免了使用switch-case block。
2. Abstract factory
在工廠方法的基礎上,考慮這樣一種情況:產品類的接口不是唯一的,但是,工廠類的接口是唯一的(工廠基類包含全部的(定義為虛)的產品類接口,在每個工廠類具體實現這些接口)。與工廠方法不同的是抽象工廠方法提供了具體產品類的歸類信息——產品對象來自哪個工廠。
3、Builder
Builder方法用來構造復雜對象??紤]這樣一個場景:一個游戲人物會具有很多屬性,例如:高度,膚色,頭發顏色,使用武器,行動速度等等。盡管每個游戲人物的屬性都不相同,但是,這些人物都有這樣的屬性。所以,構造他們的程序是一樣的:按某個順序初始化每個屬性即可。所以,builder方法有兩個要點:(a) builder方法操作的對象是具有相同接口的派生類,在接口類里必須規定好所有的屬性的接口及更新順序,具體實現留給派生類 (b) 對象由一個director類來生成:director類通過接受不同派生類指針來改變可以生成對象的類型,同時,在director類里完成對對象參數的設置。
4、Prototype
Prototype方法的關鍵在于:對象的構造使用clone成員函數,而不是對象的構造函數。這樣的好處在于:clone函數可以被定義為虛函數,而構造函數不可以。Prototype方法不限制接口的數量。但是對于每個派生關系,基類和派生類都要包含clone函數。clone函數在基類中定義為純虛函數,具體的clone函數留在派生類里實現。另外定義一個director類,這個類負責接收具體類型信息,然后根據信息生成相應的對象。在使用這種方法前,必須提供具體的派生類型給這個director類。
5. Singleton
Singleton模式的要點在于一個類型只能被用來生成一個對象,且不能復制。所以,對于任何一個singleton方法的類型,必須要滿足:(1) 構造,拷貝和析構函數都是private,所以,無法通過聲明對象來構造,(2) 需要用靜態成員變量來控制對象的個數,以保證不重復定義,(3) 需要有靜態的“構造”函數和“析構”函數。Singleton模式有兩種方式:懶漢模式和餓漢模式。對于前一種,對象的定義在其靜態“構造”函數內部;對于后一種,對象的定義在類外,這樣也就是當類被定義的時候,對象也就被定義了。
Part Two: Methods for combining multiple classes into a new class:
6、Adapter
Adapter方法用一個(接口)類(adapter類)把一個已有的(成員)函數(處于adaptee類里)轉化為具有不同接口(不同函數名,指定參數等等)的新(成員)函數(處于target類)。實現方法是把adapter類繼承target類。如果是改變舊有的類,就同時繼承adaptee類;否則,定義adaptee類對象為adapter成員變量。在使用的時候,把adapter類型的指針賦值給target類型的指針。
7、Bridge
早上碰到MM,要說早上好,晚上碰到MM,要說晚上好;碰到MM穿了件新衣服,要說你的衣服好漂亮哦,碰到MM新做的發型,要說你的頭發好漂亮哦。不要問我“早上碰到MM新做了個發型怎么說”這種問題,自己用BRIDGE組合一下不就行了
橋梁模式:將抽象化與實現化脫耦,使得二者可以獨立的變化,也就是說將他們之間的強關聯變成弱關聯,也就是指在一個軟件系統的抽象化和實現化之間使用組合/聚合關系而不是繼承關系,從而使兩者可以獨立的變化。
8、Composite
Mary今天過生日?!拔疫^生日,你要送我一件禮物?!薄班?,好吧,去商店,你自己挑?!薄斑@件T恤挺漂亮,買,這 條裙子好看,買,這個包也不錯,買。”“喂,買了三件了呀,我只答應送一件禮物的哦。”“什么呀,T恤加裙子加包包,正好配成一套呀,小姐,麻煩你包起來?!薄啊?,MM都會用Composite模式了,你會了沒有?
合成模式:合成模式將對象組織到樹結構中,可以用來描述整體與部分的關系。合成模式就是一個處理對象的樹結構的模式。合成模式把部分與整體的關系用樹結構表示出來。合成模式使得客戶端把一個個單獨的成分對象和由他們復合而成的合成對象同等看待。
9、Decorator
Mary過完輪到Sarly過生日,還是不要叫她自己挑了,不然這個月伙食費肯定玩完,拿出我去年在華山頂上照的照片,在背面寫上“最好的的禮物,就是愛你的Fita”,再到街上禮品店買了個像框(賣禮品的MM也很漂亮哦),再找隔壁搞美術設計的Mike設計了一個漂亮的盒子裝起來……,我們都是Decorator,最終都在修飾我這個人呀,怎么樣,看懂了嗎?
裝飾模式:裝飾模式以對客戶端透明的方式擴展對象的功能,是繼承關系的一個替代方案,提供比繼承更多的靈活性。動態給一個 對象增加功能,這些功能可以再動態的撤消。增加由一些基本功能的排列組合而產生的非常大量的功能。
10、Facade
我有一個專業的Nikon相機,我就喜歡自己手動調光圈、快門,這樣照出來的照片才專業,但MM可不懂這些,教了半天也 不會。幸好相機有Fa?ade設計模式,把相機調整到自動檔,只要對準目標按快門就行了,一切由相機自動調整,這樣MM也可以用這個相機給我 拍張照片了。
門面模式:外部與一個子系統的通信必須通過一個統一的門面對象進行。門面模式提供一個高層次的接口,使得子系統更易于使用 。每一個子系統只有一個門面類,而且此門面類只有一個實例,也就是說它是一個單例模式。但整個系統可以有多個門面類。
11、Flyweight
每天跟MM發短信,手指都累死了,最近買了個新手機,可以把一些常用的句子存在手機里,要用的時候,直接拿出來 ,在前面加上MM的名字就可以發送了,再不用一個字一個字敲了。共享的句子就是Flyweight,MM的名字就是提取出來的外部特征,根據上下文 情況使用。
享元模式:FLYWEIGHT在拳擊比賽中指最輕量級。享元模式以共享的方式高效的支持大量的細粒度對象。享元模式能做到共享的關 鍵是區分內蘊狀態和外蘊狀態。內蘊狀態存儲在享元內部,不會隨環境的改變而有所不同。外蘊狀態是隨環境的改變而改變的。外蘊狀態不能 影響內蘊狀態,它們是相互獨立的。將可以共享的狀態和不可以共享的狀態從常規類中區分開來,將不可以共享的狀態從類里剔除出去??蛻?端不可以直接創建被共享的對象,而應當使用一個工廠對象負責創建被共享的對象。享元模式大幅度的降低內存中對象的數量。
12、Proxy
跟MM在網上聊天,一開頭總是“hi,你好”,“你從哪兒來呀?”“你多大了?”“身高多少呀?”這些話,真煩人,寫個程序 做為我的Proxy吧,凡是接收到這些話都設置好了自動的回答,接收到其他的話時再通知我回答,怎么樣,酷吧。
代理模式:代理模式給某一個對象提供一個代理對象,并由代理對象控制對源對象的引用。代理就是一個人或一個機構代表另一個 人或者一個機構采取行動。某些情況下,客戶不想或者不能夠直接引用一個對象,代理對象可以在客戶和目標對象直接起到中介的作用??蛻?端分辨不出代理主題對象與真實主題對象。代理模式可以并不知道真正的被代理對象,而僅僅持有一個被代理對象的接口,這時候代理對象不 能夠創建被代理對象,被代理對象必須有系統的其他角色代為創建并傳入。 以下是引用片段: public interface FactoryProxy{ public People createBoy(); public People creteGirl(); }
13、Chain of resposibility
晚上去上英語課,為了好開溜坐到了最后一排,哇,前面坐了好幾個漂亮的MM哎,找張紙條,寫上 “Hi,可以做我的女朋友嗎?如果不愿意請向前傳”,紙條就一個接一個的傳上去了,糟糕,傳到第一排的MM把紙條傳給老師了,聽說是個老處 女呀,快跑!
責任鏈模式:在責任鏈模式中,很多對象由每一個對象對其下家的引用而接 起來形成一條鏈。請求在這個鏈上傳遞,直到鏈上的某一個對象決定處理此請求??蛻舨⒉恢梨溕系哪囊粋€對象最終處理這個請 求,系統可以在不影響客戶端的情況下動態的重新組織鏈和分配責任。處理者有兩個選擇:承擔責任或者把責任推給下家。一個請求可以最終 不被任何接收端對象所接受。
14、Command
俺有一個MM家里管得特別嚴,沒法見面,只好借助于她弟弟在我們倆之間傳送信息,她對我有什么指示,就寫一張紙條 讓她弟弟帶給我。這不,她弟弟又傳送過來一個COMMAND,為了感謝他,我請他吃了碗雜醬面,哪知道他說:“我同時給我姐姐三個男朋友送 COMMAND,就數你最小氣,才請我吃面?!保?
命令模式:命令模式把一個請求或者操作封裝到一個對象中。命令模式把發出命令的責任和執行命令的責任分割開,委派給不同的 對象。命令模式允許請求的一方和發送的一方獨立開來,使得請求的一方不必知道接收請求的一方的接口,更不必知道請求是怎么被接收,以 及操作是否執行,何時被執行以及是怎么被執行的。系統支持命令的撤消。
15、Interpreter
俺有一個《泡MM真經》,上面有各種泡MM的攻略,比如說去吃西餐的步驟、去看電影的方法等等,跟MM約會時,只 要做一個Interpreter,照著上面的腳本執行就可以了。
解釋器模式:給定一個語言后,解釋器模式可以定義出其文法的一種表示,并同時提供一個解釋器。客戶端可以使用這個解釋器來 解釋這個語言中的句子。解釋器模式將描述怎樣在有了一個簡單的文法后,使用模式設計解釋這些語句。在解釋器模式里面提到的語言是指任 何解釋器對象能夠解釋的任何組合。在解釋器模式中需要定義一個代表文法的命令類的等級結構,也就是一系列的組合規則。每一個命令對象 都有一個解釋方法,代表對命令對象的解釋。命令對象的等級結構中的對象的任何排列組合都是一個語言。
16、Iterator
我愛上了Mary,不顧一切的向她求婚。 Mary:“想要我跟你結婚,得答應我的條件” 我:“什么條件我都答應,你說吧” Mary:“我看上了那個一克拉的鉆石” 我:“我買,我買,還有嗎?” Mary:“我看上了湖邊的那棟別墅” 我:“我買,我買,還有嗎?” Mary:“我看上那輛法拉利跑車” 我腦袋嗡的一聲,坐在椅子上,一咬牙:“我買,我買,還有嗎?” ……
迭代子模式:迭代子模式可以順序訪問一個聚集中的元素而不必暴露聚集的內部表象。多個對象聚在一起形成的總體稱之為聚集, 聚集對象是能夠包容一組對象的容器對象。迭代子模式將迭代邏輯封裝到一個獨立的子對象中,從而與聚集本身隔開。迭代子模式簡化了聚集 的界面。每一個聚集對象都可以有一個或一個以上的迭代子對象,每一個迭代子的迭代狀態可以是彼此獨立的。迭代算法可以獨立于聚集角色 變化。
17、Mediater
四個MM打麻將,相互之間誰應該給誰多少錢算不清楚了,幸虧當時我在旁邊,按照各自的籌碼數算錢,賺了錢的從我這 里拿,賠了錢的也付給我,一切就OK啦,俺得到了四個MM的電話。
調停者模式:調停者模式包裝了一系列對象相互作用的方式,使得這些對象不必相互明顯作用。從而使他們可以松散偶合。當某些 對象之間的作用發生改變時,不會立即影響其他的一些對象之間的作用。保證這些作用可以彼此獨立的變化。調停者模式將多對多的相互作用 轉化為一對多的相互作用。調停者模式將對象的行為和協作抽象化,把對象在小尺度的行為上與其他對象的相互作用分開處理。
18、Memento
同時跟幾個MM聊天時,一定要記清楚剛才跟MM說了些什么話,不然MM發現了會不高興的哦,幸虧我有個備忘錄,剛才與 哪個MM說了什么話我都拷貝一份放到備忘錄里面保存,這樣可以隨時察看以前的記錄啦。
備忘錄模式:備忘錄對象是一個用來存儲另外一個對象內部狀態的快照的對象。備忘錄模式的用意是在不破壞封裝的條件下,將一 個對象的狀態捉住,并外部化,存儲起來,從而可以在將來合適的時候把這個對象還原到存儲起來的狀態。
19、Observer
想知道咱們公司最新MM情報嗎?加入公司的MM情報郵件組就行了,tom負責搜集情報,他發現的新情報不用一個一個通知 我們,直接發布給郵件組,我們作為訂閱者(觀察者)就可以及時收到情報啦
觀察者模式:觀察者模式定義了一種一隊多的依賴關系,讓多個觀察者對象同時監聽某一個主題對象。這個主題對象在狀態上發生 變化時,會通知所有觀察者對象,使他們能夠自動更新自己。
20、State
跟MM交往時,一定要注意她的狀態哦,在不同的狀態時她的行為會有不同,比如你約她今天晚上去看電影,對你沒興趣的 MM就會說“有事情啦”,對你不討厭但還沒喜歡上的MM就會說“好啊,不過可以帶上我同事么?”,已經喜歡上你的MM就會說“幾點鐘?看完電 影再去泡吧怎么樣?”,當然你看電影過程中表現良好的話,也可以把MM的狀態從不討厭不喜歡變成喜歡哦。
狀態模式:狀態模式允許一個對象在其內部狀態改變的時候改變行為。這個對象看上去象是改變了它的類一樣。狀態模式把所研究 的對象的行為包裝在不同的狀態對象里,每一個狀態對象都屬于一個抽象狀態類的一個子類。狀態模式的意圖是讓一個對象在其內部狀態改變 的時候,其行為也隨之改變。狀態模式需要對每一個系統可能取得的狀態創立一個狀態類的子類。當系統的狀態變化時,系統便改變所選的子 類。
21、Strategy
跟不同類型的MM約會,要用不同的策略,有的請電影比較好,有的則去吃小吃效果不錯,有的去海邊浪漫最合適,單目 的都是為了得到MM的芳心,我的追MM錦囊中有好多Strategy哦。
策略模式:策略模式針對一組算法,將每一個算法封裝到具有共同接口的獨立的類中,從而使得它們可以相互替換。策略模式使得 算法可以在不影響到客戶端的情況下發生變化。策略模式把行為和環境分開。環境類負責維持和查詢行為類,各種算法在具體的策略類中提供 。由于算法和環境獨立開來,算法的增減,修改都不會影響到環境和客戶端。
22、Templete method
看過《如何說服女生上床》這部經典文章嗎?女生從認識到上床的不變的步驟分為巧遇、打破僵局、展開追求 、接吻、前戲、動手、愛撫、進去八大步驟(Template method),但每個步驟針對不同的情況,都有不一樣的做法,這就要看你隨機應變啦(具 體實現);
模板方法模式:模板方法模式準備一個抽象類,將部分邏輯以具體方法以及具體構造子的形式實現,然后聲明一些抽象方法來迫使 子類實現剩余的邏輯。不同的子類可以以不同的方式實現這些抽象方法,從而對剩余的邏輯有不同的實現。先制定一個頂級邏輯框架,而將邏 輯的細節留給具體的子類去實現。
23、Visitor
情人節到了,要給每個MM送一束鮮花和一張卡片,可是每個MM送的花都要針對她個人的特點,每張卡片也要根據個人的 特點來挑,我一個人哪搞得清楚,還是找花店老板和禮品店老板做一下Visitor,讓花店老板根據MM的特點選一束花,讓禮品店老板也根據每個人特點選一張卡,這樣就輕松多了;
訪問者模式:訪問者模式的目的是封裝一些施加于某種數據結構元素之上的操作。一旦這些操作需要修改的話,接受這個操作的數 據結構可以保持不變。訪問者模式適用于數據結構相對未定的系統,它把數據結構和作用于結構上的操作之間的耦合解脫開,使得操作集合可 以相對自由的演化。訪問者模式使得增加新的操作變的很容易,就是增加一個新的訪問者類。訪問者模式將有關的行為集中到一個訪問者對象 中,而不是分散到一個個的節點類中。當使用訪問者模式時,要將盡可能多的對象瀏覽邏輯放在訪問者類中,而不是放到它的子類中。訪問者模式可以跨過幾個類的等級結構訪問屬于不同的等級結構的成員類。
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