来源
在1994年,由Erich Gamma、Richard Helm、Ralph Johnson 和 John Vlissides 四人合著出版了一本名为 Design Patterns - Elements of Reusable Object-Oriented Software的书,这里就是设计模式的起源。
四位作者合成GOF(四人帮,Gang of Four),他们提出的设计模式主要基于面向对象设计原则。
对接口编程而不是对实现编程。
优先使用对象组合而不是继承。
总结来说设计模式是前人总结的经验,用于解决开发过程中常见问题的解决公式。
7大基本原则
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开闭原则(OCP,Open Close Principle)
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,而是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。
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单一职责原则(SRP,Single Responsibility Principle)
就一个类而言,应该仅有一个引起它变化的原因;
控制类的粒度、将对象解耦、提高内聚性;注重职责,主要约束类(实现和细节);
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里氏替换原则(LSP,Liskov Substitution Principle)
任何基类可以出现的地方,子类一定可以出现。
阐述继承复用的原则;开闭原则实现方式;子类继承父类时,尽量不要重写父类方法;(不要破坏继承关系)
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依赖倒置原则(DIP,Dependence Inversion Principle)
接口不应依赖于实现,实现应该依赖于接口。
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。
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接口隔离原则(ISP,Interface Segregation Principle)
从子类实现角度,一个子类实现只需要实现哪些他需要的接口。
所以我们需要对接口进行分组,这样可以降低类之间的耦合度。
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迪米特法则(LoD, Law of Demeter)
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。
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合成复用原则(CRP,Composite Reuse Principle)
尽量使用合成/聚合的方式,而不是使用继承。
设计模型分类
创建型:描述对象如何创建,是为了将对象的创建与使用分离。
包括6种:单例、原型、简单工厂、工厂方法、抽象工厂、建造者。
结构型:描述类或对象如何组织成更大结构
包括7种:代理、适配器、桥接、装饰、外观、享元、组合。
行为型:描述类或对象之间如何协作完成任务
包括11种:模板方法、策略、命令、职责链、状态、观察者、中介者、迭代器、访问者、备忘录、解释器。
共24中设计模式,也有把简单工厂摘出来,为23中设计模式。
图解设计模式关系
语言选择
作者为C++开发,所以暂定语言为C++。
在进入正题之前,需要先了解两个概念:接口和抽象类。
定义:
抽象类:用来捕捉子类的通用特性的,不能被实例化,只能被用作子类的超类,是被用来创建继承层级里子类的模板;
接口:抽象方法的集合,只是一种形式,接口自身不能做任何事情。
实现:
C++语言中没有为这两个概念提供直接的关键字。但从实现的角度我们却更容易的知道他们的区别。
抽象类:存在纯虚函数的类。
接口:只存在纯虚函数的类。
C++的override关键字为virtual;一个函数使用了virtual代表可以被子类重写,但同时它也应该被实现;这样的函数称为虚函数。
在虚函数的末尾使用=0,这个函数就变成的纯虚函数,这时它就不能被实现,只能被子类重写。