10.设计模式

1.精通设计模式

1.六大设计原则解析, OO的五大原则,具现化后就是具体的设计模式

1. 单一职责原则(SRP): 就一个类而言，应该仅有一个引起它变化的原因, 只专心做一件事

   1. 含义
      1. 该原则提出对象不应该承担太多职责，如果一个对象承担了太多的职责，至少存在以下两个缺点：
         1. 一个职责的变化可能会削弱或者抑制这个类实现其他职责的能力；
         2. 当客户端需要该对象的某一个职责时，不得不将其他不需要的职责全都包含进来，从而造成冗余代码或代码的浪费。
   2. 作用
      1. 单一职责原则的核心就是控制类的粒度大小、将对象解耦、提高其内聚性。如果遵循单一职责原则将有以下优点。
         1. 降低类的复杂度。一个类只负责一项职责，其逻辑肯定要比负责多项职责简单得多。
         2. 提高类的可读性。复杂性降低，自然其可读性会提高。
         3. 提高系统的可维护性。可读性提高，那自然更容易维护了。
         4. 变更引起的风险降低。变更是必然的，如果单一职责原则遵守得好，当修改一个功能时，可以显著降低对其他功能的影响。
   3. 实现方法
      1. 单一职责原则是最简单但又最难运用的原则，需要设计人员发现类的不同职责并将其分离，再封装到不同的类或模块中。而发现类的多重职责需要设计人员具有较强的分析设计能力和相关重构经验

2. 开放封闭原则(开闭原则OCP): 对变更关闭,对扩展开放. 对频繁变化的那些部分做出抽象,符合重用的特性

   1. 含义

      1. 当应用的需求改变时，在不修改软件实体的源代码或者二进制代码的前提下，可以扩展模块的功能，使其满足新的需求。

   2. 作用

      开闭原则是面向对象程序设计的终极目标，它使软件实体拥有一定的适应性和灵活性的同时具备稳定性和延续性。具体来说，其作用如下。

      1. 对软件测试的影响

      软件遵守开闭原则的话，软件测试时只需要对扩展的代码进行测试就可以了，因为原有的测试代码仍然能够正常运行。

      2. 可以提高代码的可复用性

      粒度越小，被复用的可能性就越大；在面向对象的程序设计中，根据原子和抽象编程可以提高代码的可复用性。

      3. 可以提高软件的可维护性

      遵守开闭原则的软件，其稳定性高和延续性强，从而易于扩展和维护。

   3. 实现方法

      可以通过“抽象约束、封装变化”来实现开闭原则，即通过接口或者抽象类为软件实体定义一个相对稳定的抽象层，而将相同的可变因素封装在相同的具体实现类中。

3. **里式替换原则(LSP): **

   1. 含义
      1. 里氏替换原则主要阐述了有关继承的一些原则，也就是什么时候应该使用继承，什么时候不应该使用继承，以及其中蕴含的原理。里氏替换原是继承复用的基础，它反映了基类与子类之间的关系，是对开闭原则的补充，是对实现抽象化的具体步骤的规范
   2. 作用
      1. 里氏替换原则是实现开闭原则的重要方式之一。
      2. 它克服了继承中重写父类造成的可复用性变差的缺点。
      3. 它是动作正确性的保证。即类的扩展不会给已有的系统引入新的错误，降低了代码出错的可能性。
   3. 实现方法 --鸟基类与企鹅子类
      1. 子类可以扩展父类的功能, 但不能改变父类原有的功能,子类可以实现父类的抽象方法,但是不能覆盖父类的非抽象方法.父类的已经实现的方法,不能重写
      2. 子类中可以增加自己特有的方法,扩展功能就另写一个方法
      3. 当子类一定要覆盖或实现父类的方法时,方法的前置条件(即方法的形参)要比父类方法的输入参数更宽松

4. **依赖倒置原则(DIP): **

   1. 含义

      1. 高层模块不应该依赖低层模块，两者都应该依赖其抽象；抽象不应该依赖细节，细节应该依赖抽象
      2. 其核心思想是：要面向接口编程，不要面向实现编程。
      3. 使用接口或者抽象类的目的是制定好规范和契约，而不去涉及任何具体的操作，把展现细节的任务交给它们的实现类去完成。

   2. 作用

      1. 依赖倒置原则可以降低类间的耦合性。
      2. 依赖倒置原则可以提高系统的稳定性。
      3. 依赖倒置原则可以减少并行开发引起的风险。
      4. 依赖倒置原则可以提高代码的可读性和可维护性。

   3. 实现方法

      (自己的理解:父类定义抽象方法,子类去实现方法细节,实现类的方法定义里用父类的实例做为参数,实例化实现类的时候根据传入的不同的子类实例从而省去在实现类方法定义时的大量判断,这样上层类不依赖底层类)

      1. 每个类尽量提供接口或抽象类，或者两者都具备。
      2. 变量的声明类型尽量是接口或者是抽象类。
      3. 任何类都不应该从具体类派生。
      4. 使用继承时尽量遵循里氏替换原则。

5. 接口隔离原则(ISP):

   1. 含义

      1. 要为各个类建立它们需要的专用接口，而不要试图去建立一个很庞大的接口供所有依赖它的类去调用
      2. 接口隔离原则和单一职责都是为了提高类的内聚性、降低它们之间的耦合性，体现了封装的思想，但两者是不同的：
         • 单一职责原则注重的是职责，而接口隔离原则注重的是对接口依赖的隔离。
         • 单一职责原则主要是约束类，它针对的是程序中的实现和细节；接口隔离原则主要约束接口，主要针对抽象和程序整体框架的构建。

   2. 作用

      1. 将臃肿庞大的接口分解为多个粒度小的接口，可以预防外来变更的扩散，提高系统的灵活性和可维护性。
      2. 接口隔离提高了系统的内聚性，减少了对外交互，降低了系统的耦合性。
      3. 如果接口的粒度大小定义合理，能够保证系统的稳定性；但是，如果定义过小，则会造成接口数量过多，使设计复杂化；如果定义太大，灵活性降低，无法提供定制服务，给整体项目带来无法预料的风险。
      4. 使用多个专门的接口还能够体现对象的层次，因为可以通过接口的继承，实现对总接口的定义。
      5. 能减少项目工程中的代码冗余。过大的大接口里面通常放置许多不用的方法，当实现这个接口的时候，被迫设计冗余的代码。

   3. 实现方法

      (抽象来说:使用多个接口替换一个接口,举例:接口相当于剧本中一个角色,由哪个演员来演相当于接口的实现,针对于不同的客户端.具体来说:把一个父类的多个方法,拆成多个父类的方法,子类去继承不同的父类,而不必实现无用的父类方法,实现类把父类的实例作为参数调用)

      • 接口尽量小，但是要有限度。一个接口只服务于一个子模块或业务逻辑。
      • 为依赖接口的类定制服务。只提供调用者需要的方法，屏蔽不需要的方法。
      • 了解环境，拒绝盲从。每个项目或产品都有选定的环境因素，环境不同，接口拆分的标准就不同深入了解业务逻辑。
      • 提高内聚，减少对外交互。使接口用最少的方法去完成最多的事情

6. 迪米特法则原则(LoD 最少知识原则):

   1. 含义

      1. 只与你的直接朋友交谈，不跟“陌生人”说话（Talk only to your immediate friends and not to strangers）。其含义是：如果两个软件实体无须直接通信，那么就不应当发生直接的相互调用，可以通过第三方转发该调用。其目的是降低类之间的耦合度，提高模块的相对独立性。
      2. 迪米特法则中的“朋友”是指：当前对象本身、当前对象的成员对象、当前对象所创建的对象、当前对象的方法参数等，这些对象同当前对象存在关联、聚合或组合关系，可以直接访问这些对象的方法。

   2. 作用

      1. 降低了类之间的耦合度，提高了模块的相对独立性。
      2. 由于亲合度降低，从而提高了类的可复用率和系统的扩展性

   3. 实现方法

      (子类或者实现类如果需要引用多个其他类, 找出类之间的引用关系,把有依赖关系的类减少到最小的依赖,然后层层引用)

      1. 从依赖者的角度来说，只依赖应该依赖的对象。
      2. 从被依赖者的角度说，只暴露应该暴露的方法。

   4. 注意

      1. 在类的划分上，应该创建弱耦合的类。类与类之间的耦合越弱，就越有利于实现可复用的目标。
      2. 在类的结构设计上，尽量降低类成员的访问权限。
      3. 在类的设计上，优先考虑将一个类设置成不变类。
      4. 在对其他类的引用上，将引用其他对象的次数降到最低。
      5. 不暴露类的属性成员，而应该提供相应的访问器（set 和 get 方法）。
      6. 谨慎使用序列化（Serializable）功能

2.常用设计思想

1. 控制反转（IoC）：是说创建对象的控制权进行转移，以前创建对象的主动权和创建时机是由自己把控的，而现在这种权力转移到第三方
2. 依赖注入（DI）：在系统运行中，动态的向某个对象提供它所需要的其他对象。这一点是通过DI（Dependency Injection，依赖注入）来实现的

3.面向过程与对象的区别

1. 面向过程的开发，上层调用下层，上层依赖于下层，当下层剧烈变动时上层也要跟着变动，这就会导致模块的复用性降低而且大大提高了开发的成本。
2. 面向对象的开发很好的解决了这个问题，一般情况下抽象的变化概率很小，让用户程序依赖于抽象，实现的细节也依赖于抽象。即使实现细节不断变动，只要抽象不变，客户程序就不需要变化。这大大降低了客户程序与实现细节的耦合度

4.介绍23种设计模式以作了解

设计模式的本质是面向对象设计原则的实际运用，是对类的封装性、继承性和多态性以及类的关联关系和组合关系的充分理解。正确使用设计模式具有以下优点。

• 可以提高程序员的思维能力、编程能力和设计能力。
• 使程序设计更加标准化、代码编制更加工程化，使软件开发效率大大提高，从而缩短软件的开发周期。
• 使设计的代码可重用性高、可读性强、可靠性高、灵活性好、可维护性强。

1. 单例（Singleton）模式：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，其拓展是有限多例模式。
2. 原型（Prototype）模式：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。
3. 工厂方法（Factory Method）模式：定义一个用于创建产品的接口，由子类决定生产什么产品。
4. 抽象工厂（AbstractFactory）模式：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。
5. 建造者（Builder）模式：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。
6. 代理（Proxy）模式：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。
7. 适配器（Adapter）模式：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。
8. 桥接（Bridge）模式：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，从而降低了抽象和实现这两个可变维度的耦合度。
9. 装饰（Decorator）模式：动态的给对象增加一些职责，即增加其额外的功能。
10. 外观（Facade）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。
11. 享元（Flyweight）模式：运用共享技术来有效地支持大量细粒度对象的复用。
12. 组合（Composite）模式：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。
13. 模板方法（TemplateMethod）模式：定义一个操作中的算法骨架，而将算法的一些步骤延迟到子类中，使得子类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。
14. 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。
15. 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。
16. 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。
17. 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。
18. 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。
19. 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。
20. 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。
21. 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。
22. 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。
23. 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。