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设计模式总是学不会?是时候换个姿势了

2019.09.12 15:48 629浏览

起因



设计模式的由来



设计模式,1977 年有位美国著名建筑大师提出,他叫Christopher Alexander(克里斯托弗.亚历山大)。他拥有剑桥大学数学硕士学位和建筑学学士学位,以及哈佛大学建筑学博士学位,有“模式它爹”的称号。



1990 年,软件工程界开始研讨设计模式的话题。1994 年,艾瑞克·伽马(ErichGamma)、理査德·海尔姆(Richard Helm)、拉尔夫·约翰森(Ralph Johnson)、约翰·威利斯迪斯(John Vlissides)等 4 位作者合作出版了《设计模式:可复用面向对象软件的基础》(Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software)一书。



在本教程中收录了 23 个设计模式,这是设计模式领域里程碑的事件,导致了软件设计模式的突破。



这 4 位作者在软件开发领域里也以他们的“四人组”(Gang of Four,GoF)匿名著称。

什么是设计模式?



它能提高程序员的思维能力、编程能力和设计能力。

它是解决特定问题的一系列套路,有一定的普遍性。

它是一套被反复使用、多数人知晓的、代码设计经验的总结。

它可以提高代码的可重用性、代码的可读性和代码的可靠性以及可扩展性。

它能使程序设计更加标准化,使软件开发效率大大提高,从而缩短软件的开发周期

是它是它就是它,编程界的武林秘籍,绝世高手都练过它!



设计模式的分类

模式一共分为3种不同类型的模式。

创建型模式(Creational patterns)

提供对象创建机制,增加现有代码的灵活性和重用。

结构型模式(Structural patterns)

解释如何将对象和类组装成更大的结构,同时保持结构的灵活性和高效性。

行为型模式(Behavioral patterns)

负责有效的沟通和对象之间的责任分配。





设计模式的七大原则

单一职责原则 (Single Responsibility Principle, SRP)

含义:一个类只负责一个功能领域中的相应职责。

栗子:就像一家公司,团队中每个人都分工明确。有产品经理,项目经理,技术经理,QA经理等等。



好处:降低类复杂性降低,提高代码可读性,提高可维护性。



开闭原则 (Open-Closed Principle, OCP)

含义:软件模块应该对扩展开放,对修改关闭。在程序需要进行新增功能的时候,不能去修改原有的代码,而是新增代码。

栗子:就像插座一样,可以给很多不同的电器充电,但是不需要改变插座本身,只要提前把插头的规格定义好。



好处:为了使程序的扩展性好,易于维护和升级。



里氏代换原则 (Liskov Substitution Principle, LSP)

含义:子类可以扩展父类的功能,但不能改变父类原有的功能。

栗子:正好今天请我去吃小龙虾,那就说说虾,它是一种食品。虾的衍生类很多有南极红虾、青虾、河虾、草虾、对虾、明虾、龙虾等,如果衍生类替换了基类的原本方法,如把食品改成了体育用品(那么软件的基本功能受到影响),就不符合里氏代换原则。



好处:对实现抽象化的具体步骤的规范。



依赖倒转原则 (Dependence Inversion Principle, DIP)

含义:高层模块不应该依赖低层模块,二者都应该依赖其抽象。针对接口编程,而不是针对实现编程。

栗子:以电脑为例,无论主板、CPU、内存、硬件都是在针对接口设计的,如果出现某个局部的配件坏了就只要替换对应的配件就行了。如果针对实现来设计,那么电脑显示屏坏了就需要把主机也一并换掉。



好处:降低模块间的耦合。



接口隔离原则 (Interface Segregation Principle, ISP)

含义:使用多个隔离的接口,比使用单个接口要好,将臃肿庞大的接口拆分成更小的接口。

栗子:假设要设计操控机器人的接口,不能只有行动和停止的接口,行动可以拆分成前进,后退,转向,跳跃,等等,接口拆分可以使组合更多。



好处:提高系统的灵活性和可维护性。



合成复用原则 (Composite Reuse Principle, CRP)

含义:就是能用合成/聚合的地方,绝不用继承。尽量先使用组合或者聚合等关联关系来实现,其次才考虑使用继承关系来实现。

栗子:汽车按“动力源”划分可分为汽油汽车、电动汽车等;按“颜色”划分可分为白色汽车、黑色汽车和红色汽车等。如果同时考虑这两种分类,其组合就很多。



好处:提高灵活性,降低类与类之间的耦合度。



迪米特法则 (Law of Demeter, LoD)

含义:又叫最少知道原则,一个实体应当尽量少的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。

栗子:智能音箱,只需要把指令告诉智能音箱,智能音箱就会识别指令去调用各种已链接的电器,如:我要看湖南卫视,把空调温度低一点,扫地机器人开启清扫,等等。智能音箱帮我们解决了要找很多遥控器的烦恼。



好处:降低类之间的耦合,减少对其他类的依赖。



新手误区

不合理的使用,这个问题很多刚学习的新手都会犯。

就像你手里有一把锤子,所有东西看上去都像钉子。

要对设计模式的使用场景有一定的认识后才使用,不要滥用。

如:输出一句“hello world”,非要强行给加上各种模式。

问:“为什么”,答:“总感觉少了模式!”。



有以上症状的,基本可以判断中了模式的毒。

总结

本次主要学习了:

设计模式的由来,从建筑而来。

设计模式是什么,大佬的套路。

设计模式的分类,有三大分类。

设计模式的原则,有七大原则。

敲黑板:切记模式虽好,可不要滥用哦。

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