程序设计模式

目录

一、概述

二、意义

三、起源

四、分类

创建型模式:

结构型模式:

行为型模式:

五、常用的程序设计模式


一、概述

设计模式面向对象编程中的一个重要概念,它提供了一系列可重用的、具有普遍适用性的解决方案,这些方案可以应用于不同的编程语言和系统架构中。设计模式并不是某一种特定编程语言的特性,而是所有支持面向对象编程语言的共性。它们通常以接口的形式出现,而不是直接操作数据或执行具体的功能。

程序设计模式_第1张图片

简单来说设计模式就是大佬们提出的各种套路,类似于“武功绝学”或是“棋谱”。举个栗子,未使用设计模式时,我们在面对祖传屎山代码时一脸懵逼。而若是使用了设计模式这一套路,同一个师傅教出来的情况下,不仅代码更容易被理解,而且对其进行修改时也更不容易出错。此外,设计模式对新手来说更是“绝世武功”般的存在,相当于站在巨人的肩膀上过河,大大提高了代码编写能力。

二、意义

设计模式可以提高软件系统的可维护性、可扩展性、可重用性和灵活性,同时可以降低软件系统的复杂度和耦合度,提高软件系统的可读性和可理解性。

三、起源

程序设计模式的起源可以追溯到20世纪90年代,由四位著名的软件工程师:Erich Gamma、Richard Helm、Ralph Johnson和John Vlissides在他们的著作《设计模式:可复用面向对象软件的基础》,其中包括有广为人知的23种设计模式。这本书首次提到了软件开发中设计模式的概念。他们所提出的设计模式主要是基于以下的面向对象设计原则:对接口编程而不是对实现编程;优先使用对象组合而不是继承。

程序设计模式_第2张图片

四、分类

《设计模式:可复用面向对象软件的基础》这本书不仅是软件研发领域的里程碑,而且定义了设计模式的标准分类方式,即根据设计目的分为这三类。

创建型模式:

这种类型的模式主要关注如何创建对象。它们提供了一种创建对象的最佳方式。常见的创建型模式有单例模式、抽象工厂模式、原型模式、建造者模式和工厂模式。 

结构型模式:

结构型模式主要是处理类和对象的组合。它们描述了如何通过组合不同的对象来获得新的功能。常见的结构型模式有适配器模式、桥接模式、装饰器模式、组合模式、外观模式、享元模式和代理模式。

行为型模式:

这种类型的模式主要关注对象之间的交互和职责分配。它们描述了在特定场景下如何合理地使用对象。常见的行为型模式有模板方法模式、命令模式、访问者模式、迭代器模式、观察者模式、中介者模式、备忘录模式、解释器模式、状态模式和策略模式。

五、常用的程序设计模式

每种设计模式都有其特定的应用场景和优势,选择合适的设计模式可以提高软件的可维护性、可扩展性和可复用性。

 工厂模式:工厂模式是一种创建型模式,它提供了一种创建对象的最佳方式。工厂模式在Java程序系统中可以说是随处可见,因为工厂模式就相当于创建实例对象的new,通常我们都要在创建实例时做点初始化的工作,比如赋值、查询数据库等。

单例模式:单例模式是一种创建型模式,它的目的是确保一个类只有一个实例,并提供一个全局访问点来获取这个实例。单例模式通常用于需要频繁创建和销毁同一对象的场景,通过单例模式可以减少系统性能开销,提高系统性能。

装饰器模式:装饰器模式是一种结构型模式,它允许向一个现有的对象添加新的功能,同时又不改变其结构。这种模式创建了一个装饰类,用来包装原有的类,并在保持类方法签名完整性的前提下,提供了额外的功能。装饰器模式是继承的一个替代模式,它比继承更加灵活,同时避免类型体系的快速膨胀。

代理模式:代理模式是一种结构型模式,它为其他对象提供一个代理以控制对这个对象的访问。代理模式通过代理对象访问目标对象,可以增强额外的功能操作,即扩展目标对象的功能。代理模式有不同的形式,主要有静态代理、动态代理和Cglib代理。

观察者模式:观察者模式是一种行为型模式,它定义了对象之间的依赖关系,当一个对象的状态发生改变时,所有依赖于它的对象都会得到通知并被自动更新。观察者模式通常用于实现事件处理系统,在业务对象之间的交互、权限管理等方面也有广泛的应用。

策略模式:策略模式是一种行为型模式,它定义了对象的一组行为策略,每个行为策略都是独立的。策略模式使得客户端在使用对象时可以根据情况选择不同的行为策略,从而使得系统更加灵活和可维护。策略模式可以应用于战略决策、算法选择等方面。

模板方法模式:模板方法模式是一种行为型模式,它定义了一个操作中的算法骨架,将某些步骤延迟到子类中实现。模板方法模式使得子类可以在不改变算法结构的情况下重定义算法的某些步骤。模板方法模式可以应用于一些固定算法骨架、不同实现步骤的场景。 

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