GOF的23種設計模式

一、GOF簡介

GOF是設計模式的經典名著Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software(中譯本名爲《設計模式——可複用面向對象軟件的基礎》)的四位作者,他們分爲是:Elich Gamma、Richard Helm、Ralph Johnson、以及John Vlissides。這四個人常被稱爲Gang of Four, 即四人組,簡稱Gof。

他們在書本總結了23個設置模式,以下將給出這23個設計模式的簡要說明。

二、23種設計模式

1、單例(Singleton)模式
某個類只能生成一個實例,該類提供了一個全局訪問點供外部獲取該實例,其拓展是有限多例模式。

2、原型(Prototype)模式
將一個對象作爲原型,通過對其進行復制而克隆出多個和原型類似的新實例。

3、工廠方法(Factory Method)模式
定義一個用於創建產品的接口,由子類決定生產什麼產品。

4、抽象工廠(Abstract Factory)模式
提供一個創建產品族的接口,其每個子類可以生產一系列相關的產品。

5、建造者(Builder)模式
將一個複雜對象分解成多個相對簡單的部分,然後根據不同需要分別創建它們,最後構建成該複雜對象。

6、代理(Proxy)模式
爲某對象提供一種代理以控制對該對象的訪問。即客戶端通過代理間接地訪問該對象,從而限制、增強或修改該對象的一些特性。

7、適配器(Adapter)模式
將一個類的接口轉換成客戶希望的另外一個接口,使得原本由於接口不兼容而不能一起工作的那些類能一起工作。

8、橋接(Bridge)模式
將抽象與實現分離,使它們可以獨立變化。它是用組合關係代替繼承關係來實現,從而降低了抽象和實現這兩個可變維度的耦合度。

9、裝飾(Decorator)模式
動態的給對象增加一些職責,即增加其額外的功能。

10、外觀(Facade)模式
爲多個複雜的子系統提供一個一致的接口,使這些子系統更加容易被訪問。

11、享元(Flyweight)模式
運用共享技術來有效地支持大量細粒度對象的複用。

12、組合(Composite)模式
將對象組合成樹狀層次結構,使用戶對單個對象和組合對象具有一致的訪問性。

13、模板方法(TemplateMethod)模式
定義一個操作中的算法骨架,而將算法的一些步驟延遲到子類中,使得子類可以不改變該算法結構的情況下重定義該算法的某些特定步驟。

14、策略(Strategy)模式
定義了一系列算法,並將每個算法封裝起來,使它們可以相互替換,且算法的改變不會影響使用算法的客戶。

15、命令(Command)模式
將一個請求封裝爲一個對象,使發出請求的責任和執行請求的責任分割開。

16、職責鏈(Chain of Responsibility)模式
把請求從鏈中的一個對象傳到下一個對象,直到請求被響應爲止。通過這種方式去除對象之間的耦合。

17、狀態(State)模式
允許一個對象在其內部狀態發生改變時改變其行爲能力。

18、觀察者(Observer)模式
多個對象間存在一對多關係,當一個對象發生改變時,把這種改變通知給其他多個對象,從而影響其他對象的行爲。

19、中介者(Mediator)模式
定義一箇中介對象來簡化原有對象之間的交互關係,降低系統中對象間的耦合度,使原有對象之間不必相互瞭解。

20、迭代器(Iterator)模式
提供一種方法來順序訪問聚合對象中的一系列數據,而不暴露聚合對象的內部表示。

21、訪問者(Visitor)模式
在不改變集合元素的前提下,爲一個集合中的每個元素提供多種訪問方式,即每個元素有多個訪問者對象訪問。

22、備忘錄(Memento)模式
在不破壞封裝性的前提下,獲取並保存一個對象的內部狀態,以便以後恢復它。

23、解釋器(Interpreter)模式
提供如何定義語言的文法,以及對語言句子的解釋方法,即解釋器。

三、設計模式的六大原則

1、開閉原則(Open Close Principle)
開閉原則的意思是:對擴展開放,對修改關閉。在程序需要進行拓展的時候,不能去修改原有的代碼,實現一個熱插拔的效果。簡言之,是爲了使程序的擴展性好,易於維護和升級。想要達到這樣的效果,我們需要使用接口和抽象類,後面的具體設計中我們會提到這點。

2、里氏代換原則(Liskov Substitution Principle)
里氏代換原則是面向對象設計的基本原則之一。 里氏代換原則中說,任何基類可以出現的地方,子類一定可以出現。LSP 是繼承複用的基石,只有當派生類可以替換掉基類,且軟件單位的功能不受到影響時,基類才能真正被複用,而派生類也能夠在基類的基礎上增加新的行爲。里氏代換原則是對開閉原則的補充。實現開閉原則的關鍵步驟就是抽象化,而基類與子類的繼承關係就是抽象化的具體實現,所以里氏代換原則是對實現抽象化的具體步驟的規範。

3、依賴倒轉原則(Dependence Inversion Principle)
這個原則是開閉原則的基礎,具體內容:針對接口編程,依賴於抽象而不依賴於具體。

4、接口隔離原則(Interface Segregation Principle)
這個原則的意思是:使用多個隔離的接口,比使用單個接口要好。它還有另外一個意思是:降低類之間的耦合度。由此可見,其實設計模式就是從大型軟件架構出發、便於升級和維護的軟件設計思想,它強調降低依賴,降低耦合。

5、迪米特法則,又稱最少知道原則(Demeter Principle)
最少知道原則是指:一個實體應當儘量少地與其他實體之間發生相互作用,使得系統功能模塊相對獨立。

6、合成複用原則(Composite Reuse Principle)
合成複用原則是指:儘量使用合成/聚合的方式,而不是使用繼承。

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