设计模式学习笔记

maiaimei 2024/9/25 设计模式

# 设计模式的六大原则

# 开闭原则（Open Close Principle）

开闭原则的意思是：对扩展开放，对修改关闭。在程序需要进行拓展的时候，不能去修改原有的代码，实现一个热插拔的效果。简言之，是为了使程序的扩展性好，易于维护和升级。想要达到这样的效果，我们需要使用接口和抽象类，对接口编程而不是对实现编程。

# 里氏代换原则（Liskov Substitution Principle）

里氏代换原则是面向对象设计的基本原则之一。里氏代换原则中说，任何基类可以出现的地方，子类一定可以出现。LSP 是继承复用的基石，只有当派生类可以替换掉基类，且软件单位的功能不受到影响时，基类才能真正被复用，而派生类也能够在基类的基础上增加新的行为。里氏代换原则是对开闭原则的补充。实现开闭原则的关键步骤就是抽象化，而基类与子类的继承关系就是抽象化的具体实现，所以里氏代换原则是对实现抽象化的具体步骤的规范。

# 依赖倒转原则（Dependence Inversion Principle）

这个原则是开闭原则的基础，具体内容：针对接口编程，依赖于抽象而不依赖于具体。

# 接口隔离原则（Interface Segregation Principle）

这个原则的意思是：使用多个隔离的接口，比使用单个接口要好。它还有另外一个意思是：降低类之间的耦合度。由此可见，其实设计模式就是从大型软件架构出发、便于升级和维护的软件设计思想，它强调降低依赖，降低耦合。

# 迪米特法则，又称最少知道原则（Demeter Principle）

最少知道原则是指：一个实体应当尽量少地与其他实体之间发生相互作用，使得系统功能模块相对独立。

# 合成复用原则（Composite Reuse Principle）

合成复用原则是指：尽量使用合成/聚合的方式，优先使用对象组合，而不是使用继承。

# 设计模式的三大分类

# 创建型模式（Creational Patterns）

这些模式提供了一种在创建对象的同时隐藏创建逻辑的方式，而不是使用 new 运算符直接实例化对象。这使得程序在判断针对某个给定实例需要创建哪些对象时更加灵活。

# 单例模式（Singleton Pattern）

# 原型模式（Prototype Pattern）

# 建造者模式（Builder Pattern）

# 简单工厂模式（Simple Factory Pattern）

# 抽象工厂模式（Abstract Factory Pattern）

# 工厂方法模式（Factory Pattern）

# 结构型模式（Structural Patterns）

这些模式关注对象之间的组合和关系，旨在解决如何构建灵活且可复用的类和对象结构。

# 享元模式（Flyweight Pattern）

# 外观模式（Facade Pattern）

# 桥接模式（Bridge Pattern）

# 组合模式（Composite Pattern）

# 代理模式（Proxy Pattern）

# 适配器模式（Adapter Pattern）

# 过滤器模式（Filter、Criteria Pattern）

# 装饰器模式（Decorator Pattern）

# 行为型模式（Behavioral Patterns）

这些模式关注对象之间的通信和交互，旨在解决对象之间的责任分配和算法的封装。

# 策略模式（Strategy Pattern）

# 状态模式（State Pattern）

# 命令模式（Command Pattern）

# 观察者模式（Observer Pattern）

# 访问者模式（Visitor Pattern）

# 中介者模式（Mediator Pattern）

# 迭代器模式（Iterator Pattern）

# 责任链模式（Chain of Responsibility Pattern）

# 备忘录模式（Memento Pattern）

# 解释器模式（Interpreter Pattern）

# 空对象模式（Null Object Pattern）

# 模板方法模式（Template Pattern）

# 设计模式的UML类图

类图（Class Diagram）是面向对象系统建模中最常用和最重要的图。类图主要用在面向对象软件开发的分析和设计阶段，描述系统的静态结构。类图展示了所构建系统的所有实体、实体的内部结构以及实体之间的关系。类图是定义其它图的基础，没有类图，就没有对象图、状态图、协作图等其他UML图。类图也是面向对象编程的起点和依据。

**类图（Class Diagram）一般包含3个组成部分。**第一个是类名；第二个是特性（字段或属性）；第三个是操作（方法或行为）；第四个是类的性质；第五个是内部类。类名不能省略，其他部分可省。

类名书写规范：正体字说明类是可被实例化的，斜体字说明类为抽象类。

属性书写规范：修饰符 [描述信息] 属性

方法书写规范：修饰符方法名称 [参数] [：返回类型|类型]。

属性和方法之前可附加的可见性修饰符：加号（+）表示public；减号（-）表示private；井号（#）表示protected；省略这些修饰符表示具有package（包）级别的可见性。

如果属性或方法具有下划线，则说明它是静态的。

描述信息使用 << 开头，使用 >> 结尾。

常见的关系有：继承/泛化（Inheritance/Generalization），实现关系（Realization/Implementation），关联关系（Association），聚合关系（Aggregation），合成/组合/复合关系（Composition），依赖关系（Dependency）。

一般化关系（is a / a kind of）：表示为类与类之间的继承关系，接口与接口之间的继承，类对接口的实现关系。 继承/泛化（Inheritance/Generalization）：表示为类与类之间的继承关系，接口与接口之间的继承。符合表示：空心三角形+实线，箭头指向父类。 实现关系（Realization/Implementation）：类对接口的实现关系。符合表示：空心三角形+虚线，箭头指向接口。

关联关系（Association）：模型元素之间的一种语义联系，是类之间的一种很弱的联系。类与类之间的联接，当一个类知道另一个类时可以使用关联关系，它使一个类知道另一个类的属性和方法。关联可以有方向，可以是单向关联，也可以是双向关联。双向的关联可以有两个箭头或者没有箭头，单向的关联有一个箭头。代码表现：成员变量/全局变量。符合表示：实线+箭头，箭头指向被使用的类。

聚合关系（Aggregation）（has a）：是关联关系的一种, 是强的关联关系。聚合关系是整体与部分的关系，部分可以离开整体而单独存在，他们可以具有各自的生命周期，部分可以属于多个整体，也可以为多个整体共享，表示一种弱的‘拥有’关系。需求描述中“包含”、“组成”、“分为….部分”等词常意味着聚合关系。代码表现：成员变量/全局变量。符合表示：空心菱形+实线+箭头，箭头指向部分，菱形指向整体。

合成/组合/复合关系（Composition）（contains a）：是关联关系的一种，是比聚合关系还要强的关系，也称为强聚合。组合关系也表示类之间整体和部分的关系，但是组合关系中部分和整体的生存周期一样，整体与部分是不可分的，整体的生命周期结束也就意味着部分的生命周期结束，表示一种强的‘拥有’关系。代码表现：成员变量/全局变量。符合表示：实心菱形+实线+箭头，箭头指向部分，菱形指向整体。

依赖关系（Dependency）（use a）：是一种使用的关系，即一个类的实现需要另一个类的协助。代码表现：局部变量、方法的参数或者对静态方法的调用。符合表示：虚线+箭头，箭头指向被依赖的一方，也就是指向局部变量。

各种关系的强弱顺序：泛化=实现>组合>聚合>关联>依赖

初冬十月的笔记