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设计模式分类(创建型模式、结构型模式、行为模式)

作者:admin 日期:2021-05-17 11:21:20 点击数:

在《设计模式》这本书中列举并描述了23种设计模式,分为创建型模式、结构型模式和行为型模式。另外,近来这一清单又增加了一些类别,例如,并发型模式、线程池模式、Java EE企业技术的多层应用程序上的模式等。下面来看看每一种类型包含哪些设计模式。 


一 创建型模式


GoF中共描述了5种创建型模式。

1.工厂方法模式(Factory Method)

定义一个接口用于创建对象,但是让子类决定初始化哪个类。工厂方法把一个类的初始化下放到子类。


2.抽象工厂模式(Abstract Factory)

为一个产品族提供了统一的创建接口。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。


3.单例模式(Singleton)

确保一个类只有一个实例,并提供对该实例的全局访问。


4.建造者模式(Builder)

将一个复杂对象的构建与它的表示分离,使得同样的构建过程可以创建不同的表示。


5.原型模式(Prototype)

用原型实例指定创建对象的种类,并且通过复制这些原型创建新的对象。


此外,扩展的创建型模式还包括如下。


1) 懒惰初始化模式:推迟对象的创建、数据的计算等需要耗费较多资源的操作,只有在第一次访问的时候才执行。

2) 对象池模式:通过回收利用对象避免获取和释放资源所需的昂贵成本。


二 结构型模式


GoF中共描述了7种结构型模式。


1.适配器模式(Adapter)

将某个类的接口转换成客户端期望的另一个接口表示。适配器模式可以消除由于接口不匹配所造成的类兼容性问题。


2.装饰器模式(Decorator)

向某个对象动态地添加更多的功能。装饰器模式是除类继承外另一种扩展功能的方法。


3.代理模式(Proxy)

为其他对象提供一个代理以控制对这个对象的访问。


4.外观模式(Facade)

为子系统中的一组接口提供一个一致的界面,外观模式定义了一个高层接口,这个接口使得这一子系统更加容易使用。


5.桥接模式(Bridge)

将一个抽象与实现解耦,以便两者可以独立变化。


6.组合模式(Composite)

把多个对象组成树状结构来表示局部与整体,这样用户可以一样地对待单个对象和对象的组合。


7.享元模式(Flyweight)

通过共享以便有效地支持大量小颗粒对象。


此外,扩展的结构型模式还包括如下。


1) 单次访问者(Single-serving Visitor):优化被分配的执行访问者,让它只使用一次然后删除。

2) 层次访问者(Hierarchical Visitors):提供一种方法访问每个节点层次的数据结构,如一棵树。


三 行为型模式


GoF中共描述了11种行为型模式。


1.策略模式(Strategy)

定义一个算法的系列,将其各个分装,并且使它们有交互性。策略模式使得算法在用户使用的时候能独立改变。


2.模板方法模式(Template Method)

模板方法模式准备一个抽象类,将部分逻辑以具体方法及具体构造子类的形式实现,然后声明一些抽象方法来迫使子类实现剩余的逻辑。不同的子类可以以不同的方式实现这些抽象方法,从而对剩余的逻辑有不同的实现。先构建一个顶级逻辑框架,而将逻辑的细节留给具体的子类去实现。


3.观察者模式(Observer)

在对象间定义一个一对多的联系,当一个对象改变了状态时,所有其他相关的对象会被通知并且自动刷新。


4.迭代子模式(Iterator)

提供一种方法顺序访问一个聚合对象中的各个元素,而又不需暴露该对象的内部表示。


5.责任链模式(Chain of Responsibility)

为解除请求的发送者和接收者之间的耦合,而使多个对象都有机会处理这个请求,需要将这些对象连成一条链,并沿着这条链传递该请求,直到有一个对象处理它。


6.命令模式(Command)

将一个请求封装为一个对象,从而使用户可用不同的请求对客户进行参数化,对请求排队或记录请求日志,以及支持可取消的操作。


7.备忘录模式(Memento)

备忘录对象是一个用来存储另外一个对象内部状态的快照的对象。备忘录模式的用意是在不破坏封装的条件下,将一个对象的状态捉住,并外部化,存储起来,从而可以在将来合适的时候把这个对象还原到存储起来的状态。


8.状态模式(State)

让一个对象在其内部状态改变的时候,其行为也随之改变。状态模式需要对每一个系统可能取得的状态创立一个状态类的子类。当系统的状态变化时,系统便改变所选的子类。


9.访问者模式(Visitor)

封装一些施加于某种数据结构元素之上的操作。一旦这些操作需要修改,接受这个操作的数据结构可以保持不变。访问者模式适用于数据结构相对未定的系统,它把数据结构和作用于结构上的操作之间的耦合解脱开,使得操作集合可以相对自由的演化。


10.中介者模式(Mediator)

包装了一系列对象相互作用的方式,使得这些对象不必相互明显作用,从而使它们可以松散偶合。当某些对象之间的作用发生改变时,不会立即影响其他的一些对象之间的作用,保证这些作用可以彼此独立的变化。


11.解释器模式(Interpreter)

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,该解释器使用该表示来解释语言中的句子。


四 并发型模式


后来扩展的并发型模式有:

1 主动对象模式(Active Object)。

2 阻碍模式(Balking)。

3 双重检查锁定(Double Checked Locking)。

4 守卫模式(Guarded)。

5 领导者/追随者模式(Leaders/Followers)。

6 监测对象模式(Monitor object)。

7 读写锁模式(Read write lock)。

8 调度模式(Scheduler)。


五 线程池模式


后来扩展的线程池模式有:

1 线程特定存储模式(Thread-Specific Storage)。

2 反应器(Reactor)。

三者之间的区别和联系

创建型模式提供生存环境,结构型模式提供生存理由,行为型模式提供如何生存。


创建型模式为其他两种模式使用提供了环境。


结构型模式侧重于接口的使用,它做的一切工作都是对象或是类之间的交互,提供一个门。


行为型模式顾名思义,侧重于具体行为,所以概念中才会出现职责分配和算法通信等内容。


设计原则

  • 开闭原则: 对扩展开放,对修改关闭

  • 里氏转换原则: 子类继承父类,单独完全可以运行

  • 依赖倒转原则: 引用一个对象,如果这个对象有底层类型,直接引用底层类型

  • 接口隔离原则: 每一个接口应该是一种角色

  • 合成/聚合复用原则: 新的对象应使用一些已有的对象,使之成为新对象的一部分

  • 迪米特原则: 一个对象应对其他对象有尽可能少的了解



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