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设计模式归类讨论&适用场景分析

goqiw 2024-10-06 08:15:20 技术教程 30 ℃ 0 评论

理论&实战分析

我们使用设计模式的目的是为了实现设计出的代码达到 "高内聚" ,"低耦合"。

高内聚:指相近的功能应该放到同一个类中,不相近的功能不要放到同一类中。相近的功能往往会被同时修改,放到同一个类中,修改会比较集中。

松耦合: 在代码中,类与类之间的依赖关系简单清晰。即使两个类有依赖关系,一个类的代码改动也不会或者很少导致依赖类的代码改动。

“高内聚、松耦合”“单一职责原则”“接口隔离原则”“基于接口而非实现编程”“迪米特法则” 他们之间有什么联系么?

设计准则

使用对象

侧重点

思考角度


单一职责原则

模块,类,接口

低耦合

自身


接口隔离原则

接口,函数

低耦合

调用者


基于接口而非实现编程

接口,抽象类

低耦合

调用者


迪米特法则

模块,类

低耦合

类关系


结构模式

代理模式

普通代理:client端只能通过代理对象访问真实对象然后执行操作;


强制代理:



代理的个性,通过代理类继承来实现


Jdk 动态代理:被代理类需要实现一个接口



cglib动态代理

装饰模式

不支持在 Docs 外粘贴 block

装饰模式与代理模式的区别:装饰器模式关注于在一个对象上动态的添加方法,然而代理模式关注于控制对对象的访问。换句话 说,用代理模式,代理类(proxy class)可以对它的客户隐藏一个对象的具体信息。因此,当使用代理模式的时候,我们常常在一个代理类中创建一个对象的实例。并且,当我们使用装饰器模 式的时候,我们通常的做法是将原始对象作为一个参数传给装饰者的构造器。


行为模式

命令模式

定义:

将一个请求封装成一个对象,从而让你使用不同的请求把客户端参数化,对请 求排队或者记录请求日志,可以提供命令的撤销和恢复功能。

(将请求封装对象,有点像函数式变成Function 接口。)

使用场景:

优点:

  • 类间解耦:调用者角色与接收者角色之间没有任何依赖关系,调用者实现功能时只需调用Command 抽象类的execute方法就可以,不需要了解到底是哪个接收者执行。
  • 可扩展性:Command的子类可以非常容易地扩展,而调用者Invoker和高层次的模块Client不产生严 重的代码耦合。
  • 命令模式结合其他模式会更优秀:命令模式可以结合责任链模式,实现命令族解析任务;结合模板方法模式,则可以减少 Command子类的膨胀问题。

缺点:

  • 命令模式也是有缺点的,请看Command的子类:如果有N个命令,问题就出来 了,Command的子类就可不是几个,而是N个,这个类膨胀得非常大,这个就需要读者在项 目中慎重考虑使用。

UML:



实例代码:

策略模式

定义:

定义一系列的算法,把每一个算法封装起来, 并且使它们可相互替换。本模式使得算法可独立于使用它的客户而变化

使用场景:

优点:

  • 相关算法系列 Strategy类层次为Context定义了一系列的可供重用的算法或行为。 继承有助于析取出这些算法中的公共功能。
  • 提供了可以替换继承关系的办法: 继承提供了另一种支持多种算法或行为的方法。你可以直接生成一个Context类的子类,从而给它以不同的行为。但这会将行为硬行编制到 Context中,而将算法的实现与Context的实现混合起来,从而使Context难以理解、难以维护和难以扩展,而且还不能动态地改变算法。最后你得到一堆相关的类 , 它们之间的唯一差别是它们所使用的算法或行为。 将算法封装在独立的Strategy类中使得你可以独立于其Context改变它,使它易于切换、易于理解、易于扩展。
  • 消除了一些if else条件语句 :Strategy模式提供了用条件语句选择所需的行为以外的另一种选择。当不同的行为堆砌在一个类中时 ,很难避免使用条件语句来选择合适的行为。将行为封装在一个个独立的Strategy类中消除了这些条件语句。含有许多条件语句的代码通常意味着需要使用Strategy模式。
  • 实现的选择 Strategy模式可以提供相同行为的不同实现。客户可以根据不同时间 /空间权衡取舍要求从不同策略中进行选择。

缺点:

  • 客户端必须知道所有的策略类,并自行决定使用哪一个策略类: 本模式有一个潜在的缺点,就是一个客户要选择一个合适的Strategy就必须知道这些Strategy到底有何不同。此时可能不得不向客户暴露具体的实现问题。因此仅当这些不同行为变体与客户相关的行为时 , 才需要使用Strategy模式。
  • Strategy和Context之间的通信开销 :无论各个ConcreteStrategy实现的算法是简单还是复杂, 它们都共享Strategy定义的接口。因此很可能某些 ConcreteStrategy不会都用到所有通过这个接口传递给它们的信息;简单的 ConcreteStrategy可能不使用其中的任何信息!这就意味着有时Context会创建和初始化一些永远不会用到的参数。如果存在这样问题 , 那么将需要在Strategy和Context之间更进行紧密的耦合。
  • 策略模式将造成产生很多策略类:可以通过使用享元模式在一定程度上减少对象的数量。 增加了对象的数目 Strategy增加了一个应用中的对象的数目。有时你可以将 Strategy实现为可供各Context共享的无状态的对象来减少这一开销。任何其余的状态都由 Context维护。Context在每一次对Strategy对象的请求中都将这个状态传递过去。共享的 Strategy不应在各次调用之间维护状态。

UML:



实例代码:

状态模式

定义:

允许一个对象在其内部状态改变时改变它的行为。对象看起来似乎修改了它的类,(State Pattern)是设计模式的一种,属于行为模式。

使用场景:

优点:

缺点:

UML:

实例代码:

观察者模式

定义:

使用场景:

优点:

缺点:

UML:

实例代码:

责任链模式

定义:

使用场景:

优点:

缺点:

UML:

实例代码:

关注不迷路,未完待续...

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