这是从零学习设计模式的第一篇文章，也算是入门篇吧。



大家都知道设计模式很重要，掌握设计模式是一个高级开发乃至架构师都必须要具备的技能。但是不知道有没有这样的感觉，每次看设计模式的概念都差不多能看懂，但是就是不会用，而且不能够识别一些优秀的代码具体是运用了什么设计模式？最终的结果就是，慢慢的忘记，脑海中的设计模式只是一个很大很虚的概念。



我目前就属于这种状态，为了能够提高自己的编码设计能力，在工做中设计出有弹性，好维护，能更好的应付业务变化的代码，准备认真学习一下设计模式。



其实大学期间就断断续续看过《Head First 设计模式》，但是当时印象也不深刻，工作后也不太会用。到现在工作快四年了，再次看这本书，感觉真的不一样，也是因为工作这几年有了实战经验，慢慢知道了平时开发中的痛点，最后优化形成的解决方案，其实有很多就是用到了设计模式的思想。



目标

作为 Java 程序员，我们已经进入到对象村，OO思想和设计是已经深入人心的潜规则。但是 良好的 OO 设计，并不是那么简单的，要结合前人大量的实践经验总结，不断的艰苦练习才能成功。而这些前人的经验就是已经整理好的设计模式。



使用设计模式最好的方式是：“把模式装进脑子里，然后在你的设计和已有的应用中，寻找何处可以使用它们”。平时我们做的最多的是代码复用，而学习设计模式其实是经验复用。



一定要多回顾、多思考、多实践，这样才能深入理解和使用好设计模式。



入门：鸭子系统的设计

中级程序员的设计实现

我们来看一个简单的例子，鸭子系统的设计严谨，去理解设计模式带来的影响。



有一款模拟鸭子游戏，游戏中有很多种鸭子，会游泳，会呱呱叫，这时候利用 标准的 OO 技术，设计如下：



继承来实现



游泳和叫所有鸭子都会，所以为了代码复用，在基类中实现，外观由于各不相同是抽象方法，下沉到子类去实现，ok，符合 OO 思想，到此就结束了？那只能说你太年轻。。



需求变更：主管确定要求游戏中有会飞的鸭子，这时候你评估需求时，信誓旦旦的说，我们三天搞定。。。嗯。。加下班，明天就可以上线。



毕竟作为一名 OO 程序员，这没什么困难的，你直接在鸭子的基类中添加一个 fly() 方法，然后就被人类继承了， OO 大显神功。



但是，这个时候问题出现了，领导在测试环境做体验的时候，发现以前的 "僵尸鸭子" 居然也在天上飞来飞去，这下炸了，对代码局部的修改，居然影响到了全局，让一些没有生命力的鸭子也会飞上天了。



这个时候，你可能想到继承，可以在子类中覆盖父类的实现，将 “僵尸鸭子”的 fly() 非法覆盖掉，改为不会飞 。。。



这样虽然也可以，但是你要想到，如果后续又加入了 “诱饵鸭” 即不会飞也不会叫，这难道也要去其实现中重写对应的方法？？



要知道作程序员，你一定要牢记一个不变的真理，那就是 CHANGE！不管一开始设计的多么好，一段时间后，总是需要成长与改变。



到这里你也发现了，继承中的缺点是：



1. 代码在多个子类中重复；

2. 运行时的行为不容易改变，必须通过硬编码；

3. 很难知道所有鸭子的全部行为，不同的子类实现不一样；

4. 改一处就会动全身，造成人类鸭子不想要的改变；



把行为设计成接口

你可能会想到，将飞行行为和呱呱叫设计为对应的接口，有对应需要的鸭子直接去实现就好了，虽然这个方法是可以解决问题，但是你要想到，后续鸭子越来越多，每个都需要去实现飞行和呱呱叫接口，这样得要写多少重复的代码，无疑又掉入了另一个坑中。



模式大师来设计

找出应用中可能需要变化的，把它们独立出来进行封装

如果找到代码中可能需要变化的呢？



1. 每次新需求来了，都会使某方面的代码发生变化，那么就可以确定，这部分代码需要被抽出来，和其他稳定的代码区分；

2. 凭借自己对需求的理解，在一开始设计时将未来需求改变的代码抽出来封装；



这其实就是很多设计模式背后的精神所在，也是一种设计原则：“将会变化的部分取出来并封装起来，以便以后可以轻易地改动或扩充此部分，而不影响不需要变化的其他部分”。



所以，结合鸭子系统的需求，我们可以发现，鸭子的行为是经常变化的，因为有的会飞有的不会飞，有的会叫有的不会叫，所以需要抽出来进行封装。而其他部分还是比较正常的，所以依旧放到 Duck 基类中。



针对接口编程，而不是针对具体实现

上面我们已经知道了要将鸭子的 飞行和呱呱叫行为 抽出来封装，那么该如何实现呢？



我们的设计目标就是一切都有弹性，避免出现 中级开发工程师设计的系统，由于没有弹性所以才去请了模式大师出手。



大师将鸭子的行为设计成接口，如 FlyBehavior、QuackBehavior，这样行为就可以动态的扩展，我们可以在鸭子类中包含行为的方法，然后在 “运行时” 动态的 “改变” 飞行和呱呱叫行为。



也就是在，大师的设计中，鸭子的子类将使用接口（FlyBehavior 和 QuackBehavior）所表示的行为，所以实际的实现不会被绑死在鸭子的子类中。



而且我们也可以新增一些行为，不会影响到既有的飞行和呱呱叫行为，也不会影响 “使用”到已有行为的鸭子类，



多用组合，少用继承

相信这个概念你不是第一次听到了，组合优于继承，因为使用组合建立的系统拥有很大的弹性，可以“在运行时动态的改变行为”，因为结合上面的针对接口编程，只要组合的行为符合接口定义标准即可。



下面我们一起来看下，最终的系统结构：





认真去看下设计图，代码应该很好实现了，我就不写了。



设计模式：策略模式

上面大师的设计，就引出了我们今天要学习的设计模式：策略模式。不要怀疑，正是使用了策略模式改写了我们的鸭子系统。



策略模式定义了算法簇，分别分装起来，让它们之间可以互相转换，此模式让算法的变化独立于使用算法的客户。



思考与提升

1. 我们如何使用设计模式？



我们开发中都是使用设计好的库和框架，这个没有问题，我们享受着别人代码的便利性，但是如何组装到我们的应用系统中，使我们的应用系统变得 易了解、容易维护、具有弹性，这个就需要设计模式出马了。但是设计模式不会直接进入你的代码中，你要做的就是先让设计模式进入你的大脑中，这样在开始新设计又或者当旧代码一团乱麻时，你就可以运用它们。



1. 一开始想不到可用的设计模式？



这个是我们初学者必然遇到的问题，别慌，先牢记一些面向对象的原则，因为它们适用于所有模式，当我们踩过坑，不断思考这些原则最终的方案往往就是设计模式了。



OO基础：



1. 抽象

2. 封装

3. 多态

4. 继承



本文涉及的OO原则（后续还有更多）：封装变化 多用组合，少用继承 针对接口编程，不针对实现编程



OO模式：策略模式： 定义算法族，分别分装起来，让它们之间可以互相替换，此模式让算法的变化独立于使用算法的客户





参考资料：



《Head First 设计模式》

《设计模式：可复用面向对象软件的基础》