接着上一篇常用设计模式(一)来聊一下设计模式的分类以及在GoF中提出的共有23种设计模式。
设计模式分类
设计模式会遵循设计原则,设计模式从大的方向说分三大类:创建型、结构型、行为型。很多的设计模式都属于这三种之中的某一种:
- 创建型
- 结构型
- 行为型
创建型模式
创建型模式,就是创建对象的模式,抽象了对象实例化的过程。它帮助一个系统独立于如何创建、组合和表示它的那些对象。关注的是对象的创建,创建型模式将创建对象的过程进行了抽象,也可以理解为将创建对象的过程进行了封装,可以认为我们只需要关注怎么用即可,具体怎么实现的不用关心(将这部分单独抽离出来)
就像我们现在社会发展的越来越精细化,在软件设计领域也是如此。在有时候创建对象会消耗很多系统资源,所以把这一部分对对象创建的过程单独抽离出去,也能更加高效的对这个问题进行研究。
属于这一类的模式有:
- 单例模式(Singleton):某个类只能生成一个实例,该类提供了一个全局访问点供外部获取该实例。
- 工厂模式(FactoryMethod):定义一个用于创建产品的接口,由子类决定生产什么产品。
- 创建者模式(Builder):将一个复杂对象分解成多个相对简单的部分,然后根据不同需要分别创建它们,最后构建成该复杂对象。
- 原型模式(Prototype):将一个对象作为原型,通过对其进行复制而克隆出多个和原型类似的新实例
- 抽象工厂模式(Abstract Factory):提供一个创建产品族的接口,其每个子类可以生产一系列相关的产品。
结构性模式
在解决了对象的创建问题之后,对象的组成以及对象之间的依赖关系就成了下一个要解决的问题。因为如何设计对象的结构、继承和依赖关系会影响到后续程序的维护性、代码的健壮性、耦合性等。这也是最能体现出设计人员水平的高低。
本质上这种结构模式是为了解决我们该怎么组装现有的类或对象,设计交互方式,从而实现一定的功能。比如常见的功能扩展(可以通过组成,代理,装饰,继承)或封装(适配器、桥接)。
- 代理模式(Proxy):为某对象提供一种代理以控制对该对象的访问。即客户端通过代理间接地访问该对象,从而限制、增强或修改该对象的一些特性
- 装饰模式(Decorator):动态地给对象增加一些职责,即增加其额外的功能。
- 桥梁模式/桥接模式(Bridge):将抽象与实现分离,使它们可以独立变化。它是用组合关系代替继承关系来实现的,从而降低了抽象和实现这两个可变维度的耦合度。
- 组合模式(Composite):将对象组合成树状层次结构,使用户对单个对象和组合对象具有一致的访问性。
- 享元模式(Flyweight):运用共享技术来有效地支持大量细粒度对象的复用。
- 适配器模式(Adapter):将一个类的接口转换成客户希望的另外一个接口,使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的那些类能一起工作。
- 外观模式/门面模式(Facade门面模式):为多个复杂的子系统提供一个一致的接口,使这些子系统更加容易被访问。
行为型模式
行为型模式用于描述程序在运行时复杂的流程控制,即描述多个类或对象之间怎样相互协作共同完成单个对象都无法单独完成的任务,它涉及算法与对象间职责的分配。
行为型模式分为类行为模式和对象行为模式,前者采用继承机制来在类间分派行为,后者采用组合或聚合在对象间分配行为。由于组合关系或聚合关系比继承关系耦合度低,满足“合成复用原则”,所以对象行为模式比类行为模式具有更大的灵活性。
行为型模式是 GoF 设计模式中最为庞大的一类,它包含以下 11 种模式。
- 模板方法(Template Method)模式:定义一个操作中的算法骨架,将算法的一些步骤延迟到子类中,使得子类在可以不改变该算法结构的情况下重定义该算法的某些特定步骤。
- 策略(Strategy)模式:定义了一系列算法,并将每个算法封装起来,使它们可以相互替换,且算法的改变不会影响使用算法的客户。
- 命令(Command)模式:将一个请求封装为一个对象,使发出请求的责任和执行请求的责任分割开。
- 职责链(Chain of Responsibility)模式:把请求从链中的一个对象传到下一个对象,直到请求被响应为止。通过这种方式去除对象之间的耦合。
- 状态(State)模式:允许一个对象在其内部状态发生改变时改变其行为能力。
- 观察者(Observer)模式:多个对象间存在一对多关系,当一个对象发生改变时,把这种改变通知给其他多个对象,从而影响其他对象的行为。
- 中介者(Mediator)模式:定义一个中介对象来简化原有对象之间的交互关系,降低系统中对象间的耦合度,使原有对象之间不必相互了解。
- 迭代器(Iterator)模式:提供一种方法来顺序访问聚合对象中的一系列数据,而不暴露聚合对象的内部表示。
- 访问者(Visitor)模式:在不改变集合元素的前提下,为一个集合中的每个元素提供多种访问方式,即每个元素有多个访问者对象访问。
- 备忘录(Memento)模式:在不破坏封装性的前提下,获取并保存一个对象的内部状态,以便以后恢复它。
- 解释器(Interpreter)模式:提供如何定义语言的文法,以及对语言句子的解释方法,即解释器。
以上 11 种行为型模式,除了模板方法模式和解释器模式是类行为型模式,其他的全部属于对象行为型模式。
三者模式之间的区别和联系
我的理解如下:
- 创建型模式表述的是对象/类创建的过程被抽离出去,作为使用者我们关注这一个对象/类如何被使用。此时还处于个体层面
- 结构性模式表述的是对多个对象/类之间的组成/依赖。如何设计交互方式,从而实现一些单体达不到的功能。此时处于多个对象/类间怎么组合交互
- 行为性模式表述的是为了实现某一复杂的系统性功能,群体内的各个个体之间具体涉及到的一些职责的分配。关注点在具体的对象行为上面了