设计模式,是一套被反复使用、多数人知晓的、经过分类编目的、代码设计经验的总结。它描述了在软件设计过程中的一些不断重复发生的问题,以及该问题的解决方案。也就是说,它是解决特定问题的一系列套路,是前辈们的代码设计经验的总结,具有一定的普遍性,可以反复使用。其目的是为了提高代码的可重用性、代码的可读性和代码的可靠性。
一、设计模式的基本要素
软件设计模式使人们可以更加简单方便地复用成功的设计和体系结构,它通常包含以下几个基本要素:模式名称、别名、动机、问题、解决方案、效果、结构、模式角色、合作关系、实现方法、适用性、已知应用、例程、模式扩展和相关模式等,其中最关键的元素包括以下 4 个主要部分。
1. 模式名称
每一个模式都有自己的名字,通常用一两个词来描述,可以根据模式的问题、特点、解决方案、功能和效果来命名。模式名称(PatternName)有助于我们理解和记忆该模式,也方便我们来讨论自己的设计。
2. 问题
问题(Problem)描述了该模式的应用环境,即何时使用该模式。它解释了设计问题和问题存在的前因后果,以及必须满足的一系列先决条件。
3. 解决方案
模式问题的解决方案(Solution)包括设计的组成成分、它们之间的相互关系及各自的职责和协作方式。因为模式就像一个模板,可应用于多种不同场合,所以解决方案并不描述一个特定而具体的设计或实现,而是提供设计问题的抽象描述和怎样用一个具有一般意义的元素组合(类或对象的 组合)来解决这个问题。
4. 效果
描述了模式的应用效果以及使用该模式应该权衡的问题,即模式的优缺点。主要是对时间和空间的衡量,以及该模式对系统的灵活性、扩充性、可移植性的影响,也考虑其实现问题。显式地列出这些效果(Consequence)对理解和评价这些模式有很大的帮助。
二、设计模式的三大类别
设计模式分为三大类:
创建型模式
对对象的实例化过程进行抽象,这使得一个系统可以不用关心这些对象是如何创建,组合,呈现的,对于类创建模式来说通过使用继承改变实例化的类,对于对象创建模式来说通过使用代理来实例化所需要的对象。
共五种:
工厂方法模式(BitmapFactory)、
抽象工厂模式、
单例模式(getInstance)、
建造者模式(各种三方库,AlertDialog.Builder,Notification.Builder)、
原型模式。
结构型模式
通过对多个类和对象进行组合得到复杂结构的类,一般使用继承或者成员变量引用形式来实现。
共七种:
适配器模式(Adapter)、
装饰器模式(FileInputStream 与BufferedInputStream,ContextWrapper)、
代理模式(retrofit)、
外观模式(manager)、
桥接模式、组合模式、
享元模式(Message.obtain,线程池)。
行为型模式
行为模式不仅表达了对象和类,还表达了他们之间的交互,涉及到了对象和算法的分配。
共十一种:
策略模式(动画的时间插值器)、
模板方法模式、
观察者模式(ContentObserver)、
迭代子模式(Iterator)、
责任链模式(view事件分发机制,okhttp)、
命令模式(Handler.post)、
备忘录模式(onSaveInstanceState)、
状态模式(statemachine)、
访问者模式、
中介者模式(Binder中的ServiceManager,MVC 框架)、
解释器模式。
三、设计模式的六大原则
总原则-开闭原则
对扩展开放,对修改封闭。在程序需要进行拓展的时候,不能去修改原有的代码,而是要扩展原有代码,实现一个热插拔的效果。所以一句话概括就是:为了使程序的扩展性好,易于维护和升级。
1、单一职责原则
不要存在多于一个导致类变更的原因,也就是说每个类应该实现单一的职责,否则就应该把类拆分。
2、里氏替换原则(Liskov Substitution Principle)
任何基类可以出现的地方,子类一定可以出现。里氏替换原则是继承复用的基石,只有当衍生类可以替换基类,软件单位的功能不受到影响时,基类才能真正被复用,而衍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。里氏替换原则中,子类对父类的方法尽量不要重写和重载。因为父类代表了定义好的结构,通过这个规范的接口与外界交互,子类不应该随便破坏它。
即可以使用基类的地方都可以使用子类替代。
3、依赖倒转原则(Dependence Inversion Principle)
面向接口编程,依赖于抽象而不依赖于具体。写代码时用到具体类时,不与具体类交互,而与具体类的上层接口交互。
4、接口隔离原则(Interface Segregation Principle)
每个接口中不存在子类用不到却必须实现的方法,如果不然,就要将接口拆分。使用多个隔离的接口,比使用单个接口(多个接口方法集合到一个的接口)要好。
5、迪米特法则(最少知道原则)(Demeter Principle)
一个类对自己依赖的类知道的越少越好。无论被依赖的类多么复杂,都应该将逻辑封装在方法的内部,通过public方法提供给外部。这样当被依赖的类变化时,才能最小的影响该类。
最少知道原则的另一个表达方式是:只与直接的朋友通信。类之间只要有耦合关系,就叫朋友关系。耦合分为依赖、关联、聚合、组合等。我们称出现为成员变量、方法参数、方法返回值中的类为直接朋友。局部变量、临时变量则不是直接的朋友。我们要求陌生的类不要作为局部变量出现在类中。
6、合成复用原则(Composite Reuse Principle)
尽量首先使用合成/聚合的方式,而不是使用继承。即首先考虑作为成员变量来调用另一个类的方法
网友评论