GOF的23種設(shè)計(jì)模式

一、GOF簡(jiǎn)介

GOF是設(shè)計(jì)模式的經(jīng)典名著Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software(中譯本名為《設(shè)計(jì)模式——可復(fù)用面向?qū)ο筌浖幕A(chǔ)》)的四位作者,他們分為是:Elich Gamma、Richard Helm、Ralph Johnson、以及John Vlissides。這四個(gè)人常被稱為Gang of Four, 即四人組,簡(jiǎn)稱Gof。

他們?cè)跁究偨Y(jié)了23個(gè)設(shè)置模式,以下將給出這23個(gè)設(shè)計(jì)模式的簡(jiǎn)要說明。

二、23種設(shè)計(jì)模式

1、單例(Singleton)模式
某個(gè)類只能生成一個(gè)實(shí)例,該類提供了一個(gè)全局訪問點(diǎn)供外部獲取該實(shí)例,其拓展是有限多例模式。

2、原型(Prototype)模式
將一個(gè)對(duì)象作為原型,通過對(duì)其進(jìn)行復(fù)制而克隆出多個(gè)和原型類似的新實(shí)例。

3、工廠方法(Factory Method)模式
定義一個(gè)用于創(chuàng)建產(chǎn)品的接口,由子類決定生產(chǎn)什么產(chǎn)品。

4、抽象工廠(Abstract Factory)模式
提供一個(gè)創(chuàng)建產(chǎn)品族的接口,其每個(gè)子類可以生產(chǎn)一系列相關(guān)的產(chǎn)品。

5、建造者(Builder)模式
將一個(gè)復(fù)雜對(duì)象分解成多個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單的部分,然后根據(jù)不同需要分別創(chuàng)建它們,最后構(gòu)建成該復(fù)雜對(duì)象。

6、代理(Proxy)模式
為某對(duì)象提供一種代理以控制對(duì)該對(duì)象的訪問。即客戶端通過代理間接地訪問該對(duì)象,從而限制、增強(qiáng)或修改該對(duì)象的一些特性。

7、適配器(Adapter)模式
將一個(gè)類的接口轉(zhuǎn)換成客戶希望的另外一個(gè)接口,使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的那些類能一起工作。

8、橋接(Bridge)模式
將抽象與實(shí)現(xiàn)分離,使它們可以獨(dú)立變化。它是用組合關(guān)系代替繼承關(guān)系來實(shí)現(xiàn),從而降低了抽象和實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)可變維度的耦合度。

9、裝飾(Decorator)模式
動(dòng)態(tài)的給對(duì)象增加一些職責(zé),即增加其額外的功能。

10、外觀(Facade)模式
為多個(gè)復(fù)雜的子系統(tǒng)提供一個(gè)一致的接口,使這些子系統(tǒng)更加容易被訪問。

11、享元(Flyweight)模式
運(yùn)用共享技術(shù)來有效地支持大量細(xì)粒度對(duì)象的復(fù)用。

12、組合(Composite)模式
將對(duì)象組合成樹狀層次結(jié)構(gòu),使用戶對(duì)單個(gè)對(duì)象和組合對(duì)象具有一致的訪問性。

13、模板方法(TemplateMethod)模式
定義一個(gè)操作中的算法骨架,而將算法的一些步驟延遲到子類中,使得子類可以不改變?cè)撍惴ńY(jié)構(gòu)的情況下重定義該算法的某些特定步驟。

14、策略(Strategy)模式
定義了一系列算法,并將每個(gè)算法封裝起來,使它們可以相互替換,且算法的改變不會(huì)影響使用算法的客戶。

15、命令(Command)模式
將一個(gè)請(qǐng)求封裝為一個(gè)對(duì)象,使發(fā)出請(qǐng)求的責(zé)任和執(zhí)行請(qǐng)求的責(zé)任分割開。

16、職責(zé)鏈(Chain of Responsibility)模式
把請(qǐng)求從鏈中的一個(gè)對(duì)象傳到下一個(gè)對(duì)象,直到請(qǐng)求被響應(yīng)為止。通過這種方式去除對(duì)象之間的耦合。

17、狀態(tài)(State)模式
允許一個(gè)對(duì)象在其內(nèi)部狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)改變其行為能力。

18、觀察者(Observer)模式
多個(gè)對(duì)象間存在一對(duì)多關(guān)系,當(dāng)一個(gè)對(duì)象發(fā)生改變時(shí),把這種改變通知給其他多個(gè)對(duì)象,從而影響其他對(duì)象的行為。

19、中介者(Mediator)模式
定義一個(gè)中介對(duì)象來簡(jiǎn)化原有對(duì)象之間的交互關(guān)系,降低系統(tǒng)中對(duì)象間的耦合度,使原有對(duì)象之間不必相互了解。

20、迭代器(Iterator)模式
提供一種方法來順序訪問聚合對(duì)象中的一系列數(shù)據(jù),而不暴露聚合對(duì)象的內(nèi)部表示。

21、訪問者(Visitor)模式
在不改變集合元素的前提下,為一個(gè)集合中的每個(gè)元素提供多種訪問方式,即每個(gè)元素有多個(gè)訪問者對(duì)象訪問。

22、備忘錄(Memento)模式
在不破壞封裝性的前提下,獲取并保存一個(gè)對(duì)象的內(nèi)部狀態(tài),以便以后恢復(fù)它。

23、解釋器(Interpreter)模式
提供如何定義語言的文法,以及對(duì)語言句子的解釋方法,即解釋器。

三、設(shè)計(jì)模式的六大原則

1、開閉原則(Open Close Principle)
開閉原則的意思是:對(duì)擴(kuò)展開放,對(duì)修改關(guān)閉。在程序需要進(jìn)行拓展的時(shí)候,不能去修改原有的代碼,實(shí)現(xiàn)一個(gè)熱插拔的效果。簡(jiǎn)言之,是為了使程序的擴(kuò)展性好,易于維護(hù)和升級(jí)。想要達(dá)到這樣的效果,我們需要使用接口和抽象類,后面的具體設(shè)計(jì)中我們會(huì)提到這點(diǎn)。

2、里氏代換原則(Liskov Substitution Principle)
里氏代換原則是面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的基本原則之一。 里氏代換原則中說,任何基類可以出現(xiàn)的地方,子類一定可以出現(xiàn)。LSP 是繼承復(fù)用的基石,只有當(dāng)派生類可以替換掉基類,且軟件單位的功能不受到影響時(shí),基類才能真正被復(fù)用,而派生類也能夠在基類的基礎(chǔ)上增加新的行為。里氏代換原則是對(duì)開閉原則的補(bǔ)充。實(shí)現(xiàn)開閉原則的關(guān)鍵步驟就是抽象化,而基類與子類的繼承關(guān)系就是抽象化的具體實(shí)現(xiàn),所以里氏代換原則是對(duì)實(shí)現(xiàn)抽象化的具體步驟的規(guī)范。

3、依賴倒轉(zhuǎn)原則(Dependence Inversion Principle)
這個(gè)原則是開閉原則的基礎(chǔ),具體內(nèi)容:針對(duì)接口編程,依賴于抽象而不依賴于具體。

4、接口隔離原則(Interface Segregation Principle)
這個(gè)原則的意思是:使用多個(gè)隔離的接口,比使用單個(gè)接口要好。它還有另外一個(gè)意思是:降低類之間的耦合度。由此可見,其實(shí)設(shè)計(jì)模式就是從大型軟件架構(gòu)出發(fā)、便于升級(jí)和維護(hù)的軟件設(shè)計(jì)思想,它強(qiáng)調(diào)降低依賴,降低耦合。

5、迪米特法則,又稱最少知道原則(Demeter Principle)
最少知道原則是指:一個(gè)實(shí)體應(yīng)當(dāng)盡量少地與其他實(shí)體之間發(fā)生相互作用,使得系統(tǒng)功能模塊相對(duì)獨(dú)立。

6、合成復(fù)用原則(Composite Reuse Principle)
合成復(fù)用原則是指:盡量使用合成/聚合的方式,而不是使用繼承。

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