大话设计模式-工具盒子

大话设计模式 {#大话设计模式}

此文为我学习大话设计模式时的笔记，代码样例也是书里的。这本书对学习理解设计模式还是挺有帮助，推荐大家可以看看~

第 0 章面向对象基础 {#第-0-章-面向对象基础}

1. 类与实例 {#1-类与实例}

万物皆对象，对象是一个自包含的实体，用一组可识别的特性和行为来标识。

类就是具有相同的属性和功能的对象的抽象的集合。

实例，就是一个真实的对象。而实例化就是创建对象的过程，使用new关键字来创建。

2. 构造方法 {#2-构造方法}

构造方法，又叫构造函数，其实就是对类进行初始化。构造方法与类同名，无返回值，也不需要void，在 new 的使用调用。

所有类都有构造方法，如果你不编码则系统默认生成空的构造方法，若你有定义的构造方法，那么默认的构造方法就会失效了。

3. 方法重载 {#3-方法重载}

方法重载提供了创建同名的多个方法的能力，但这些方法需使用不同的参数类型。

方法重载时，需方法名相同，但参数类型或个数必须要有所不同。

方法重载可在不改变原方法的基础上，新增功能。

4. 属性与修饰符 {#4-属性与修饰符}

属性是一个方法或一对方法，即属性适合于以字段的方式使用方法调用的场合。

字段是存储类要满足其设计所需要的数据，字段是与类相关的变量。

5. 封装 {#5-封装}

每个对象都包含它能进行操作所需要的所有信息，这个特性称为封装，因此对象不必依赖其他对象来完成自己的操作。

封装有多个好处：

良好的封装能够减少耦合。
类内部的实现可以自由地修改。
类具有清晰的对外接口。

6. 继承 {#6-继承}

对象的继承代表了一种'is-a'的关系，如果两个对象A和B，可以描述为'B是A'，则表明B可以继承A。

继承者还可以理解为是对被继承者的特殊化，因为它除了具备被继承者的特性外，还具备自己独有的个性。

继承定义了类如何相互关联，共享特性。

继承的工作方式是：定义父类和子类，或叫作基类和派生类，其中子类继承父类的所有特性。

子类不但继承了父类的所有特性，还可以定义新的特性。

如果子类继承与父类：

子类拥有父类非 private 的属性和功能
子类具有自己的属性和功能，即子类可以扩展父类没有的属性和功能
子类还可以以自己的方式实现父类的功能（方法重写）

第 1 章简单工厂模式 {#第-1-章-简单工厂模式}

题目：请用C++、Java、C#或Python等任意一种面向对象语言实现一个计算器控制台程序，要去输入两个数和运算符号，得到结果。

第 2 章策略模式 {#第-2-章-策略模式}

策略模式（Strategy）：它定义了算法家族，分别封装起来，让它们之间可以互相替换，此模式让算法的变化，不会影响到使用算法的客户。

第 3 章单一职责原则 {#第-3-章-单一职责原则}

单一职责原则（SRP），就一个类而言，应该仅有一个引起它变化的原因。

如果一个类承担的职责过多，就等于把这些职责耦合在一起，一个职责的变化可能会削弱或者抑制这个类完成其他职责的能力。这种耦合会导致脆弱的设计，当变化发生时，设计会遭受到意想不到的破坏。
软件设计真正要做的许多内容，就是发现职责并把那么些职责相互分离。
如果你能够想到多于一个的动机去改变一个类，那么这个类就是具有多于一个的职责。

第 4 章开放-封闭原则 {#第-4-章-开放-封闭原则}

开放-封闭原则，是说软件实体（类、模块、函数等）应该可以扩展，但是不可修改。

对于扩展是开放的（Open for extension)
对于修改是封闭的（Closed for modification）

开放-封闭原则是面向对象设计的核心所在。遵循这个原则可以带来面向对象技术所声称的巨大好处，也就是可维护、可扩展、可复用、灵活性好。

第 5 章依赖倒转原则 {#第-5-章-依赖倒转原则}

依赖倒转原则：

高层模块不应该依赖低层模块。两个都应该依赖抽象。
抽象不应该依赖细节。细节应该依赖抽象。

里氏代换原则（LSP）：子类型必须能够替换掉它们的父类型。

由于子类型的可替换性才使得使用父类类型的模块在无须修改的情况下就可以扩展。

第 6 章装饰模式 {#第-6-章-装饰模式}

装饰模式（Decorator），动态地给一个对象添加一些额外的职责，就增加功能来说，装饰模式比生成子类更为灵活。

商场促销------简单工厂+策略+装饰模式实现

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//商品单价 int num = 0; //商品购买数量 double totalPrices = 0d;//当前商品合计费用 double total = 0d; //总计所有商品费用 Scanner sc = new Scanner(System.in); do { System.out.println("商品折扣模式如下:"); System.out.println("1.正常收费"); System.out.println("2.打八折"); System.out.println("3.打七折"); System.out.println("4.满300送100"); System.out.println("5.先打8折，再满300送100"); System.out.println("6.先满200送50，再打7折"); System.out.println("请输入商品折扣模式:"); discount = Integer.parseInt(sc.nextLine()); System.out.println("请输入商品单价："); price = Double.parseDouble(sc.nextLine()); System.out.println("请输入商品数量："); num = Integer.parseInt(sc.nextLine()); System.out.println(); if (price>0 && num>0){ //根据用户输入，将对应的策略对象作为参数传入CashContext对象中 CashContext cc = new CashContext(discount); //通过Context的getResult方法的调用，可以得到收取费用的结果 //让具体算法与客户进行了隔离 totalPrices = cc.getResult(price,num); total = total + totalPrices; System.out.println(); System.out.println("单价："+ price + "元数量："+ num +" 合计："+ totalPrices +"元"); System.out.println(); System.out.println("总计："+ total+"元"); System.out.println(); } } while(price>0 && num>0); System.out.println(); System.out.println("**********************************************"); } } interface ISale { double acceptCash(double price,int num); } class CashSuper implements ISale { protected ISale component; //装饰对象 public void decorate(ISale component) { this.component=component; } public double acceptCash(double price,int num){ double result = 0d; if (this.component != null){ //若装饰对象存在，则执行装饰的算法运算 result = this.component.acceptCash(price,num); } return result; } } class CashNormal implements ISale { //正常收费，原价返回 public double acceptCash(double price,int num){ return price * num; } } class CashRebate extends CashSuper { private double moneyRebate = 1d; //打折收费。初始化时必需输入折扣率。八折就输入0.8 public CashRebate(double moneyRebate){ this.moneyRebate = moneyRebate; } //计算收费时需要在原价基础上乘以折扣率 public double acceptCash(double price,int num){ double result = price * num * this.moneyRebate; return super.acceptCash(result,1); } } class CashReturn extends CashSuper { private double moneyCondition = 0d; //返利条件 private double moneyReturn = 0d; //返利值 //返利收费。初始化时需要输入返利条件和返利值。 //比如"满300返100"，就是moneyCondition=300,moneyReturn=100 public CashReturn(double moneyCondition,double moneyReturn){ this.moneyCondition = moneyCondition; this.moneyReturn = moneyReturn; } //计算收费时，当达到返利条件，就原价减去返利值 public double acceptCash(double price,int num){ double result = price * num; if (moneyCondition>0 && result >= moneyCondition) result = result - Math.floor(result / moneyCondition) * moneyReturn; return super.acceptCash(result,1); } } class CashContext { private ISale cs; //声明一个ISale接口对象 //通过构造方法，传入具体的收费策略 public CashContext(int cashType) { switch (cashType) { case 1: this.cs = new CashNormal(); break; case 2: CashRebate cr1 = new CashRebate(0.7d); cr1.decorate(new CashNormal()); this.cs = cr1; break; case 3: CashRebate cr2 = new CashRebate(0.8d); cr2.decorate(new CashNormal()); this.cs = cr2; break; case 4: CashReturn cr3 = new CashReturn(300d, 100d); cr3.decorate(new CashNormal()); this.cs = cr3; break; case 5: //先打8折,再满300返100 CashNormal cn = new CashNormal(); CashReturn cr4 = new CashReturn(300d, 100d); CashRebate cr5 = new CashRebate(0.8d); cr4.decorate(cn); //用满300返100算法包装基本的原价算法 cr5.decorate(cr4); //打8折算法装饰满300返100算法 this.cs = cr5; //将包装好的算法组合引用传递给cs对象 break; case 6: //先满200返50，再打7折 CashNormal cn2 = new CashNormal(); CashRebate cr6 = new CashRebate(0.7d); CashReturn cr7 = new CashReturn(200d, 50d); cr6.decorate(cn2); //用打7折算法包装基本的原价算法 cr7.decorate(cr6); //满200返50算法装饰打7折算法 this.cs = cr7; //将包装好的算法组合引用传递给cs对象 break; } } public double getResult(double price,int num){ //根据收费策略的不同，获得计算结果 return this.cs.acceptCash(price,num); } } |

第 7 章代理模式 {#第-7-章-代理模式}

代理模式（Proxy），为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。

代理模式应用：

远程代理，也就是为一个对象在不同的地址空间提供局部代表。这样可以隐藏一个对象存在于不同地址空间的事实。
虚拟代理，是根据需要创建开销很大的对象。通过它来存放实例化需要很长时间的真实对象。
安全代理，用来控制真实对象访问的权限。
智能指引，是指当调用真实的对象时，代理处理另外一些事。

第 8 章工厂方法模式 {#第-8-章-工厂方法模式}

工厂方法模式（Factory Method），定义一个用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类。工厂方法使一个类的实例化延迟到其子类。

工厂方法模式是简单工厂模式的进一步抽象和推广。

优点：

对于复杂的参数构造对象，可以很好地对外层屏蔽代码的复杂性
很好的解耦能力

第 9 章原型模式 {#第-9-章-原型模式}

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。

原型模式其实就是从一个对象再创建另外一个可定制的对象，而且不需要知道任何创建的细节。

浅复制与深复制：

浅复制：被复制对象的所有变量都含有与原来的对象相同的值，而所有的对其他对象的引用都仍然指向原来的对象。
深复制：深复制把引用对象的变量指向复制过的新对象，而不是原有的被引用的对象。

第 10 章模板方法模式 {#第-10-章-模板方法模式}

模板方法（Template Method）模式，定义一个操作中的算法的骨架，而将一些步骤延迟到子类中。模板方法使得子类可以不改变一个算法的结构即可重定义该算法的某些特定步骤。

模板方法模式的特点

模板方法模式是通过把不变行为搬移到超类，去除子类中的重复代码来体现它的优势。
模板方法模式就是提供了一个很好的代码复用平台。

第 11 章迪米特法则 {#第-11-章-迪米特法则}

迪米特法则（LoD），也叫最少知识原则。
迪米特法则（LoD）：如果两个类不必彼此直接通信，那么这两个类就不应当发生直接的相互作用。如果其中一个类需要调用另一个类的某一个方法的话，可以通过第三者转发这个调用。

第 12 章外观模式 {#第-12-章-外观模式}

外观模式（Facade），为子系统中的一组接口提供一个一致的界面，此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。

第 13 章建造者模式 {#第-13-章-建造者模式}

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。

建造者模式的好处就是使得建造代码与表示代码分离，由于建造者隐藏了该产品是如何组装的，所以若需要改变一个产品的内部表示，只需要再定义一个具体的建造者就可以了。

建造者模式是在当创建复杂对象的算法应该独立于该对象的组成部分以及它们的装配方式时适用的模式。

第 14 章观察者模式 {#第-14-章-观察者模式}

观察者模式又叫作发布-订阅（Publish/Subscri）模式。

观察者模式定义了一种一对多的依赖关系，让多个观察者对象同时监听某一个主题对象。这个主题对象在状态发生变化时，会通知所有观察者对象，使它们能够自动更新自己。

特点：

当一个对象的改变需要同时改变其他对象，而且它不知道具体有多少对象有待改变时，应该考虑使用观察者模式。
抽象模型有两个方面，其中一方面依赖于另一方面，这时用观察者模式可以将这两者封装在独立的对象中使它们各自独立地改变和复用。
观察者模式所做的工作其实就是在解除耦合。让耦合的双方都依赖于抽象，而不是依赖于具体。从而使得各自的变化都不会影响另一边的变化。

第 15 章抽象工厂模式 {#第-15-章-抽象工厂模式}

抽象工厂模式（Abstract Factory），提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口，而无须指定它们具体的类。

特点：

易于交换产品系列，由于具体工厂类，在一应用中只需要在初始化的时候出现一次，这就使得改变一个应用的具体工厂变得非常容易，它只需要改变具体工厂即可使用不同的产品配置。
它让具体的创建实例过程与客户端分离，客户端是通过它们的抽象接口操纵实例，产品的具体类名也被具体工厂的实现分离，不会出现在客户代码中。

第 16 章状态模式 {#第-16-章-状态模式}

状态模式（State），当一个对象的内在状态改变时允许改变其行为，这个对象看起来像是改变了其类。

状态模式的好处与用处：

将与特定状态相关的行为局部化，并且将不同状态的行为分割开来。
消除庞大的条件分支语句，状态模式通过把各种状态转移逻辑分布到State的子类之间，来减少相互间的依赖。
当一个对象的行为取决于它的状态，并且它必须在运行时刻根据状态改变它的行为时，就可以考虑使用状态模式了。

第 17 章适配器模式 {#第-17-章-适配器模式}

适配器模式（Adapter），将一个类的接口转换成客户希望的另外一个接口。Adapter模式使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的那些类可以一起工作。

第 18 章备忘录模式 {#第-18-章-备忘录模式}

备忘录（Memento）：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。

第 19 章组合模式 {#第-19-章-组合模式}

组合模式（Composite），将对象组合成树形结构以表示'部分-整体'的层次结构。组合模式使得用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性。

需求中是体现部分与整体层次的结构时，希望用户可以忽略组合对象与单个对象的不同，统一地使用组合结构中的所有对象时，就应该考虑用组合模式。

第 20 章迭代器模式 {#第-20-章-迭代器模式}

迭代器模式（Iterator），提供一种方法顺序访问一个聚合对象中的各个元素，而又不暴露该对象的内部表示。

当你需要对聚集有多种方式遍历时，可以考虑用迭代器模式。

迭代器（Iterator）模式就是分离了集合对象的遍历行为，抽象出一个迭代器类来负责，这样既可以做到不暴露集合的内部结构，又可以让外部代码透明地访问集合内部的数据。

第 21 章单例模式 {#第-21-章-单例模式}

单例模式（Singleton），保证一个类仅有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点。

懒汉单例：要在第一次被引用时，才会将自己实例化

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饿汉单例：静态初始化的方式是在自己被加载时就将自己实例化

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