成为架构师 - 架构师训练营第 03 周

设计模式的定义



• 每一种模式都描述了一种问题的通用解决方案。这种问题在我们的环境中，不停地出现。

• 设计模式是一种可重复使用的解决方案。



一个设计模式的四个部分:

• 模式的名称 - 由少量的字组成的名称，有助于我们表达我们的设计。

• 待解问题 - 描述了何时需要运用这种模式，以及运用模式的环境(上下文)。

• 解决方案 - 描述了组成设计的元素(类和对象)、它们的关系、职责以及合作。但这种解决方案是抽象的，它不代表具体的实现。

• 结论 - 运用这种方案所带来的利和弊。主要是指它对系统的弹性、扩展性、和可移植性的影响。



从功能分

• 创建模式(Creational Patterns)：对类的实例化过程的抽象。

• 结构模式(Structural Patterns)：将类或者对象结合在一起形成更大的结构。

• 行为模式(Behavioral Patterns)：对在不同的对象之间划分责任和算法的抽象化。



从方式分

• 类模式：以继承的方式实现模式，静态的。

• 对象模式：以组合的方式实现模式，动态的。



Singleton 单例模式

为什么要使用

Singleton 模式保证产生单一实例，就是说一个类只产生一个实例。使用 singletong 有两个原因:

• 是因为只有一个实例，可以减少实例频繁创建和销毁带来的资源消耗;

• 是当多个用户使用这个实例的时候，便于进行统一控制(比如打印机对象)。



前者是性能需求，后者是功能需求。



适配器模式(Adapter)

类的适配器

对象的适配器



适配器的作用

系统需要使用现有的类，而这个类的接口与我们所需要的不同

• 例如:我们需要对 List 进行排序，但是我们需要一个 Sortable 接口，原有的 List 接口不能满足要求。



模板方法模式(Template Method)模板方法模式是扩展功能的最基本模式之一

• 它是一种“类的行为模式”

它是通过“继承”的方法来实现扩展•



• 子类负责算法的具体实现组合 vs.



• 基于“继承”的模板方法比“组合”更容易实现

• 在很多情况下，可以适当使用这种模式。



模板方法的形式

抽象方法

• protected abstract void step1();

• 强制子类实现该步骤。

具体方法

• protected void doSomething() { ... }

• 子类不需要覆盖，但也可以覆盖之。

• 如想明确告诉子类“不要覆盖它”，最好标明:final

• protected void setUp() { }

• 空的实现(缺省适配器模式)

• 子类可选择性地覆盖之，以便在特定的时机做些事。



策略模式(Strategy)策略模式是扩展功能的另一种最基本的模式

• 它是一种“对象的行为模式”它是通过“组合”的方法来实现扩展



什么时候使用策略模式?



系统需要在多种算法中选择一种



重构系统时，

• 将条件语句转换成对于策略的多态性调用



策略模式的优点（对比模板方法）

• 将使用策略的人与策略的具体实现分离

• 策略对象可以自由组合



策略模式可能存在的问题:

• 策略模式仅仅封装了“算法的具体实现”，方便添加和替换算法。但它并不关心何时使用何种算法，这个必须由客户端来决定。



组合模式(Composite)



• 是一种“对象的结构模式”



装饰器模式(Decorator)

装饰器模式

• 是一种“对象的结构模式”



装饰器作用

• 在不改变对客户端的接口的前提下(对客户端透明)

• 扩展现有对象的功能



装饰器模式

装饰器模式也被笼统地称为“包装器”(Wrapper）

• 适配器也被称作“包装器”，区别在于适配器是转换成另一个接口，而装饰器是保持接口不变。

• 包装器形成一条“链”。



装饰器的优缺点



装饰器和模板方法、策略模式的比较

• 装饰器保持对象的功能不变，扩展其外围的功能

• 模板方法和策略模式则保持算法的框架不变，而扩展其内部的实现

装饰器和继承的比较

• 都可以用来扩展对象的功能

• 但装饰器是动态的，继承是静态的

• 装饰器可以任意组合

• 但这也是装饰器更复杂，有可能会组合出荒谬的结果