设计模式-01
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定义一组算法，将每个算法都封装起来，并且使它们之间可以 互换。策略模式使这些算法在客户端调用它们的时候能够互不 影响地变化；
Template [ 模板模式 ]
定义了一个算法步骤，并允许子类为一个或多个步骤提供实现 。子类在不改变算法架构的情况下，可重新定义算法中某些步 骤；
Visitor [ 访问者模式 ]
Bridge [桥接模式]
桥接模式的用意是将问题的抽象和实现分离开来实现，通过用 聚合代替继承来解决子类爆炸性增长的问题；
Structural Patterns
Composite [ 组合模式 ]
定义一个接口，使之用于单一对象，也可以应用于多个单一对 象组成的对象组；
Decorator [ 装饰模式 ]
学习的层次：
套用基本掌握真正理解
引 例
假设两个木匠在讨论如何为橱柜制作抽屉的问题 ： 木匠1:你认为我们应该怎么制作这些抽屉？
木匠2:呜，我想我们应该这样做结合部分，在木 材上直锯下去，然后回转45o锯，然后再直锯下去 ，再朝另一个方向回转45o锯，再直锯下去，然后 ……
类 比
Structural Patterns
结构型模式讨论的是类和对象的结构，它采用继 承机制来组合接口或实现（类结构型模式），或 者通过组合一些对象来实现新的功能（对象结构 型模式） Adapter [适配器模式]
将一个类的接口适配成用户所期待的接口。一个适配器允许因 为接口不兼容而不能在一起工作的类工作在一起，做法是将类 自己的接口包装在一个已存在的类中；
Builder [ 建造者模式 ]
将复杂对象创建与表示分离，同样的创建过程可创建不同的表 示。允许用户通过指定复杂对象类型和内容来创建对象，用户 不需要知道对象内部的具体构建细节；
Prototype [ 原型模式 ]
通过“复制”一个已经存在的实例来返回新的实例（不新建实 例）。被复制的实例就是“原型”，这个原型是可定制的。原 型模式多用于创建复杂的或者耗时的实例，因为这种情况下， 复制一个已经存在的实例使程序运行更高效；或者创建值相等 ，只是命名不一样的同类数据；
Iterator [ 迭代器模式 ]
提供一种方法顺序访问一个聚合对象中各个元素, 而又不需暴露该对 象的内部表示；
Mediator [ 中介者模式 ]
用一个中介对象来封装一系列的对象交互；
Memento [ 备忘录模式 ]
在不破坏封装性的前提下，捕获一个对象的内部状态，并在该对象之 外保存这个状态。这样以后就可将该对象恢复到原先保存的状态；
Command [ 命令模式 ]
将请求及其参数封装成一个对象，作为命令发起者和接收者的 中介，可以对这些请求排队或记录请求日志，以及支持可撤销 操作；
Behavioral Patterns
Interpreter [ 解释器模式 ]
给定一个语言，定义它的文法的一种表示，并定义一个解释器，这个 解释器使用该表示来解释语言中的句子；
Observer [ 观察者模式 ]
定义了对象之间一对多的依赖，当这个对象的状态发生改变的时候， 多个对象会接受到通知，有机会做出反馈；
Behavioral Patterns
State [ 状态模式 ]
允许一个“对象”在其内部状态改变的时候改变其行为，即不 同的状态，不同的行为
Strategy [ 策略模式 ]
背 景
1970s ，Christopher Alexander 的建筑 师 提出设计模式概念。 直到 1987，一些设计模式的论文和文章 出现了 。 1995年 ，GOF [四人帮]发表了书： 《设 计模式－可复用面向对象软件的基础》（ Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software ）
表示一个作用于某对象结构中的各元素的操作。可以在不改 变各元素的类的前提下定义作用于这些元素的新操作；
Object-Oriented Method
抽象（Abstraction） 封装（Encapsulation） 多态（Polymorphism） 继承（Inheritance）
Object-Oriented Method
类的功能要单一，体现了抽象 加强内聚，松散耦合 好的封装性 类的粒度要合理 实现类不能依赖使用类 应考虑灵活性，也就是可配置，可维护
Behavioral Patterns
着力解决的是类实体之间的通讯关系，希望以面 向对象的方式描述一个控制流程。
Chain of Responsibility [ 责任链模式 ]
很多对象由每一个对象对其下一个对象的引用而连接起来形成 一条链。请求在这个链上传递，直到链上的某一个对象决定处 理此请求。发出这个请求的客户端并不知道链上的哪一个对象 最终处理这个请求，这使系统可以在不影响客户端的情况下动 态的重新组织链和分配责任；
程序中的代码复审:
我在这里使用一个While 循环来…
继之以一串If语句来…
在这里我使用一个Switch来处理…
程序在做什么？为什么要这么做？
实际发生的可能是这样：
Байду номын сангаас
木匠1:我们应该用一个燕尾接合还是一个斜面 接合？
他真正的问题是：我们应该用一个制作昂贵 但美观又耐用的接合，还是应该只用一个制 作快速、不美观的接合来至少维持到检查结 束？
设计模式的理解
设计模式的理解 重在思想上的理解
是经验的积累，模式没有最好，只有更好
设计模式还在不断地发展
设计模式不是软件业独有，各行各业都存在
设计模式不是被发明的，而是被发现的。 设计模式能干什么 能让我们复用一些优秀的解决方案，从而使程 序设计的比较精良，还能加快开发。
什么是程序设计
软件开发的过程，基本是先分析需要解决的问题， 找到解决问题的方法，然后解决办法用程序语言进 行描述，然后使用编写好的程序解决问题。 而程序设计指的是，如何找到解决问题的方法，如 何组织代码，如何划分程序结构合理。
好的设计可以：
更好的完成任务；更合理的系统组成；更好的性能 ；更好的可扩展性、可维护性、稳定性等…
背 景
目前企业级分布式软件开发普遍采用面向对象的方法， OOD直接导致了设计模式的发展。 开发面向对象的软件是困难的，而开发可复用的面向对象的 软件更难。 有经验的设计者重用过去的方案。 采用设计模式使设计和代码具有良好的可维护性、可复用性 和可升级性。 “Design patterns help you learn from others„ successes instead of your own failures.”
给对象动态添加额外的职责，就好像给一个物体加上装饰物， 完善其功能；
Façade [ 外观模式 ]
外观模式为子系统提供了一个更高层次、更简单的接口，从而 降低了子系统的复杂度，使子系统更易于使用和管理。外观承 担了子系统中类交互的责任
Structural Patterns
Flyweight [ 享元模式 ]
如何描述设计模式
模式名和分类
意图：设计模式是做什么的？它的基本原理和意图是 什么？它解决的是什么样的特定设计问题？ 动机：说明一个设计问题以及如何用模式中的类、对 象来解决该问题的特定情景
适用性：什么情况下可以使用该设计模式？该模式可 用来改进哪些不良设计？如何识别这些情况？ 结构：采用对象建模技术对模式中的类进行图形描述
Abstract Factory [ 抽象工厂模式 ]
为一个产品族提供统一的创建接口。当需要这个产品族的某一 系列的时候，可以从抽象工厂中选出相应的系列创建一个具体 的工厂类；
Creational Patterns
Singleton [ 单例模式 ]
保证一个类有且仅有一个实例，提供一个全局访问点；
参与者：指设计模式中的类 和/或 对象以及它们各自 的职责
如何描述设计模式
协作：模式的参与者如何协作以实现其职责 效果：模式如何支持其目标？使用模式的效果和所需 做的权衡取舍？系统结构的哪些方面可以独立改变？ 实现：实现模式时需了解的一些提示、技术要点及应 避免的缺陷，以及是否存在某些特定于实现语言的问 题 代码示例：用来说明怎样实现该模式的代码片段
Flyweight是一个共享对象，它可以同时在不同上下文（ Context）使用；
Proxy [ 代理模式 ]
在软件系统中，有些对象有时候由于跨越网络或者其他障碍， 而不能够或者不想直接访问另一个对象，直接访问会给系统带 来不必要的复杂性，这时候可以在客户程序和目标对象之间增 加一层中间层，让代理对象来代替目标对象打点一切，这就是 代理（Proxy）模式；
The basic elements of design pattern
模式名称(Pattern Name)
问题(Problem)：描述应该在何时使用模式。解释了设计问题和 问题存在的前因后果,可能还描述模式必须满足的先决条件；
解决方案(Solution)：描述了设计的组成成分、相互关系及各自 的职责和协作方式。模式就像一个模板，可应用于多种场合，所 以解决方案并不描述一个具体的设计或实现，而是提供设计问题 的抽象描述和解决问题所采用的元素组合（类和对象）； 效果(consequences )：描述模式的应用效果及使用模式应权衡 的问题
设计模式的核心思想是通过增加抽象层，把变化部分 从那些不变部分里分离出来
GOF（Gang of Four）的设计模式
定义：设计模式是在一个 上下文 中， 对一个问题 的 解决方案，及其能够达 到的效果。即模式的四要素：名称、 上下文与问题、解决方案、效果。 分类：23种设计模式：
创建型：5种 结构型：7种 行为型：11种
What is design pattern ？
广义讲，软件设计模式是可解决一类软件问题并 能重复使用的软件设计方案；
狭义讲，设计模式是对被用来在特定场景下解决 一般设计问题的类和相互通信的对象的描述。是 在类和对象的层次描述的可重复使用的软件设计 问题的解决方案；[面向对象]
设计模式体现的是程序整体的构思，所以有时候它也 会出现在分析或者是概要设计阶段
Pattern
Pattern（模式） A pattern is a discernible regularity in the world or in a manmade design. As such, the elements of a pattern repeat in a predictable manner. 模式 是在物体或事件上，产生的一种规律变化与 自我重复的样式与过程。在模式之中，某些固定 的元素不断以可预测的方式周期性重现。
相关模式：与这个模式紧密相关的模式有哪些？其不 同之处是什么？这个模式应与哪些其他模式一起使用 ？
为什么要学习设计模式
设计模式是优秀的解决方案，使我们在解决问题时，有所 参考，能够在设计方案上复用； 专业人员常用词汇，便于交流、建立通用的术语； 让系统更专业，架构更合理； 对于问题、设计过程和面向对象，设计模式给你一个更高 层次的视角，将你从“过早处理细节”的“暴政”中解放 出来；
Design Patterns
by Junhui Liu
School of Software
Yunnan University
Learning goals
Coder
Designer
Related courses
数据结构
操作系统
软件工程
UML
Java
Program Design
都有哪些设计模式？
GOF共提出23种设计模式：
创建型：5种 结构型：7种 行为型：11种
Creational Patterns
用来创建对象的模式，抽象了实例化过程
Factory Method [ 工厂模式 ]
父类负责定义创建对象的公共接口，而子类则负责生成具体对 象，将类的实例化操作延迟到子类中完成；
Template [ 模板模式 ]
定义了一个算法步骤，并允许子类为一个或多个步骤提供实现 。子类在不改变算法架构的情况下，可重新定义算法中某些步 骤；
Visitor [ 访问者模式 ]
Bridge [桥接模式]
桥接模式的用意是将问题的抽象和实现分离开来实现，通过用 聚合代替继承来解决子类爆炸性增长的问题；
Structural Patterns
Composite [ 组合模式 ]
定义一个接口，使之用于单一对象，也可以应用于多个单一对 象组成的对象组；
Decorator [ 装饰模式 ]
学习的层次：
套用基本掌握真正理解
引 例
假设两个木匠在讨论如何为橱柜制作抽屉的问题 ： 木匠1:你认为我们应该怎么制作这些抽屉？
木匠2:呜，我想我们应该这样做结合部分，在木 材上直锯下去，然后回转45o锯，然后再直锯下去 ，再朝另一个方向回转45o锯，再直锯下去，然后 ……
类 比
Structural Patterns
结构型模式讨论的是类和对象的结构，它采用继 承机制来组合接口或实现（类结构型模式），或 者通过组合一些对象来实现新的功能（对象结构 型模式） Adapter [适配器模式]
将一个类的接口适配成用户所期待的接口。一个适配器允许因 为接口不兼容而不能在一起工作的类工作在一起，做法是将类 自己的接口包装在一个已存在的类中；
Builder [ 建造者模式 ]
将复杂对象创建与表示分离，同样的创建过程可创建不同的表 示。允许用户通过指定复杂对象类型和内容来创建对象，用户 不需要知道对象内部的具体构建细节；
Prototype [ 原型模式 ]
通过“复制”一个已经存在的实例来返回新的实例（不新建实 例）。被复制的实例就是“原型”，这个原型是可定制的。原 型模式多用于创建复杂的或者耗时的实例，因为这种情况下， 复制一个已经存在的实例使程序运行更高效；或者创建值相等 ，只是命名不一样的同类数据；
Iterator [ 迭代器模式 ]
提供一种方法顺序访问一个聚合对象中各个元素, 而又不需暴露该对 象的内部表示；
Mediator [ 中介者模式 ]
用一个中介对象来封装一系列的对象交互；
Memento [ 备忘录模式 ]
在不破坏封装性的前提下，捕获一个对象的内部状态，并在该对象之 外保存这个状态。这样以后就可将该对象恢复到原先保存的状态；
Command [ 命令模式 ]
将请求及其参数封装成一个对象，作为命令发起者和接收者的 中介，可以对这些请求排队或记录请求日志，以及支持可撤销 操作；
Behavioral Patterns
Interpreter [ 解释器模式 ]
给定一个语言，定义它的文法的一种表示，并定义一个解释器，这个 解释器使用该表示来解释语言中的句子；
Observer [ 观察者模式 ]
定义了对象之间一对多的依赖，当这个对象的状态发生改变的时候， 多个对象会接受到通知，有机会做出反馈；
Behavioral Patterns
State [ 状态模式 ]
允许一个“对象”在其内部状态改变的时候改变其行为，即不 同的状态，不同的行为
Strategy [ 策略模式 ]
背 景
1970s ，Christopher Alexander 的建筑 师 提出设计模式概念。 直到 1987，一些设计模式的论文和文章 出现了 。 1995年 ，GOF [四人帮]发表了书： 《设 计模式－可复用面向对象软件的基础》（ Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software ）
表示一个作用于某对象结构中的各元素的操作。可以在不改 变各元素的类的前提下定义作用于这些元素的新操作；
Object-Oriented Method
抽象（Abstraction） 封装（Encapsulation） 多态（Polymorphism） 继承（Inheritance）
Object-Oriented Method
类的功能要单一，体现了抽象 加强内聚，松散耦合 好的封装性 类的粒度要合理 实现类不能依赖使用类 应考虑灵活性，也就是可配置，可维护
Behavioral Patterns
着力解决的是类实体之间的通讯关系，希望以面 向对象的方式描述一个控制流程。
Chain of Responsibility [ 责任链模式 ]
很多对象由每一个对象对其下一个对象的引用而连接起来形成 一条链。请求在这个链上传递，直到链上的某一个对象决定处 理此请求。发出这个请求的客户端并不知道链上的哪一个对象 最终处理这个请求，这使系统可以在不影响客户端的情况下动 态的重新组织链和分配责任；
程序中的代码复审:
我在这里使用一个While 循环来…
继之以一串If语句来…
在这里我使用一个Switch来处理…
程序在做什么？为什么要这么做？
实际发生的可能是这样：
Байду номын сангаас
木匠1:我们应该用一个燕尾接合还是一个斜面 接合？
他真正的问题是：我们应该用一个制作昂贵 但美观又耐用的接合，还是应该只用一个制 作快速、不美观的接合来至少维持到检查结 束？
设计模式的理解
设计模式的理解 重在思想上的理解
是经验的积累，模式没有最好，只有更好
设计模式还在不断地发展
设计模式不是软件业独有，各行各业都存在
设计模式不是被发明的，而是被发现的。 设计模式能干什么 能让我们复用一些优秀的解决方案，从而使程 序设计的比较精良，还能加快开发。
什么是程序设计
软件开发的过程，基本是先分析需要解决的问题， 找到解决问题的方法，然后解决办法用程序语言进 行描述，然后使用编写好的程序解决问题。 而程序设计指的是，如何找到解决问题的方法，如 何组织代码，如何划分程序结构合理。
好的设计可以：
更好的完成任务；更合理的系统组成；更好的性能 ；更好的可扩展性、可维护性、稳定性等…
背 景
目前企业级分布式软件开发普遍采用面向对象的方法， OOD直接导致了设计模式的发展。 开发面向对象的软件是困难的，而开发可复用的面向对象的 软件更难。 有经验的设计者重用过去的方案。 采用设计模式使设计和代码具有良好的可维护性、可复用性 和可升级性。 “Design patterns help you learn from others„ successes instead of your own failures.”
给对象动态添加额外的职责，就好像给一个物体加上装饰物， 完善其功能；
Façade [ 外观模式 ]
外观模式为子系统提供了一个更高层次、更简单的接口，从而 降低了子系统的复杂度，使子系统更易于使用和管理。外观承 担了子系统中类交互的责任
Structural Patterns
Flyweight [ 享元模式 ]
如何描述设计模式
模式名和分类
意图：设计模式是做什么的？它的基本原理和意图是 什么？它解决的是什么样的特定设计问题？ 动机：说明一个设计问题以及如何用模式中的类、对 象来解决该问题的特定情景
适用性：什么情况下可以使用该设计模式？该模式可 用来改进哪些不良设计？如何识别这些情况？ 结构：采用对象建模技术对模式中的类进行图形描述
Abstract Factory [ 抽象工厂模式 ]
为一个产品族提供统一的创建接口。当需要这个产品族的某一 系列的时候，可以从抽象工厂中选出相应的系列创建一个具体 的工厂类；
Creational Patterns
Singleton [ 单例模式 ]
保证一个类有且仅有一个实例，提供一个全局访问点；
参与者：指设计模式中的类 和/或 对象以及它们各自 的职责
如何描述设计模式
协作：模式的参与者如何协作以实现其职责 效果：模式如何支持其目标？使用模式的效果和所需 做的权衡取舍？系统结构的哪些方面可以独立改变？ 实现：实现模式时需了解的一些提示、技术要点及应 避免的缺陷，以及是否存在某些特定于实现语言的问 题 代码示例：用来说明怎样实现该模式的代码片段
Flyweight是一个共享对象，它可以同时在不同上下文（ Context）使用；
Proxy [ 代理模式 ]
在软件系统中，有些对象有时候由于跨越网络或者其他障碍， 而不能够或者不想直接访问另一个对象，直接访问会给系统带 来不必要的复杂性，这时候可以在客户程序和目标对象之间增 加一层中间层，让代理对象来代替目标对象打点一切，这就是 代理（Proxy）模式；
The basic elements of design pattern
模式名称(Pattern Name)
问题(Problem)：描述应该在何时使用模式。解释了设计问题和 问题存在的前因后果,可能还描述模式必须满足的先决条件；
解决方案(Solution)：描述了设计的组成成分、相互关系及各自 的职责和协作方式。模式就像一个模板，可应用于多种场合，所 以解决方案并不描述一个具体的设计或实现，而是提供设计问题 的抽象描述和解决问题所采用的元素组合（类和对象）； 效果(consequences )：描述模式的应用效果及使用模式应权衡 的问题
设计模式的核心思想是通过增加抽象层，把变化部分 从那些不变部分里分离出来
GOF（Gang of Four）的设计模式
定义：设计模式是在一个 上下文 中， 对一个问题 的 解决方案，及其能够达 到的效果。即模式的四要素：名称、 上下文与问题、解决方案、效果。 分类：23种设计模式：
创建型：5种 结构型：7种 行为型：11种
What is design pattern ？
广义讲，软件设计模式是可解决一类软件问题并 能重复使用的软件设计方案；
狭义讲，设计模式是对被用来在特定场景下解决 一般设计问题的类和相互通信的对象的描述。是 在类和对象的层次描述的可重复使用的软件设计 问题的解决方案；[面向对象]
设计模式体现的是程序整体的构思，所以有时候它也 会出现在分析或者是概要设计阶段
Pattern
Pattern（模式） A pattern is a discernible regularity in the world or in a manmade design. As such, the elements of a pattern repeat in a predictable manner. 模式 是在物体或事件上，产生的一种规律变化与 自我重复的样式与过程。在模式之中，某些固定 的元素不断以可预测的方式周期性重现。
相关模式：与这个模式紧密相关的模式有哪些？其不 同之处是什么？这个模式应与哪些其他模式一起使用 ？
为什么要学习设计模式
设计模式是优秀的解决方案，使我们在解决问题时，有所 参考，能够在设计方案上复用； 专业人员常用词汇，便于交流、建立通用的术语； 让系统更专业，架构更合理； 对于问题、设计过程和面向对象，设计模式给你一个更高 层次的视角，将你从“过早处理细节”的“暴政”中解放 出来；
Design Patterns
by Junhui Liu
School of Software
Yunnan University
Learning goals
Coder
Designer
Related courses
数据结构
操作系统
软件工程
UML
Java
Program Design
都有哪些设计模式？
GOF共提出23种设计模式：
创建型：5种 结构型：7种 行为型：11种
Creational Patterns
用来创建对象的模式，抽象了实例化过程
Factory Method [ 工厂模式 ]
父类负责定义创建对象的公共接口，而子类则负责生成具体对 象，将类的实例化操作延迟到子类中完成；