设计模式学习笔记 - 学前简述

1.为什么学习设计模式？

学习设计模式的原因：

1. 应对面试中的设计模式相关问题；
2. 写出高质量代码，告别让人吐槽的烂代码；
3. 提高复杂代码的设计和开发能力
4. 让读源码、学习框架爱事半功倍；
5. 为职场发展铺垫。

设计模式作为一门与编码、开发有着直接关系的基础知识，是你现在就要开始学习的。早点学习，以后的项目就都可以拿来锻炼，每写一行代码都是对内功的利用和加深，是可以收益整个事业生涯的一个技能。

2.如何写出高质量代码，如何评价代码质量的好坏？

2.1 如何评价代码质量的高低？

代码质量的评价有很强的主观性，描述代码质量的词汇也有很多，比如可读性、可维护性、灵活、优雅、简洁等，这些是从不同的维度去评价代码质量的。它们之间相互关联，并不是独立的，比如代码的可读性好、可扩展性好就意味着代码的可维护性好。代码质量的高低是一个综合各种因素得到的结论。所以，不能通过单一的维度去评价一段代码的好坏。

2.2 常量的评价标准有哪几个？

一般，常用到的几个评价代码质量的标准是：

• 可维护性
• 可读性
• 可扩展性
• 灵活性
• 简洁性
• 可复用性
• 可测试性。

其中，可维护性、可读性、可扩展性又是使用最多、最重要的三个评价标准。

2.3 如何写出高质量的代码？

要写出高质量的代码，我们就要掌握一些更加细化、更加能落地的编程方法论，这就包含面向对象设计思想、设计原则、设计模式、编码规范、重构技巧等，这就是后面学习的重点。

3.面向对象、设计原则、设计模式、编码规范、重构的关系

面向对象

目前主流的编程风格有三种，分别是面向过程、面向对象和函数式编程。面向对象这种编程风格又是其中最主流的。

关于面向对象，你需要掌握下面这 7 大知识点：

• 面向对象的四大特性：封装、抽象、继承、多态。
• 面向对象编码与面向过程的区别和联系
• 面向对象分析、面向对象设计和面向对象编程
• 接口和抽象类的区别以及各自的应用场景
• 基于接口而非实现类编程的设计思想
• 多用组合，少用继承的设计思想
• 面向过程的贫血模式和面向对象的充血模型

设计原则

设计原则是知道我们代码设计的一些经验总结。有如下几种常用的设计原则：

• SOLID 原则 - SRP 单一职责
• SOLID 原则 - OCP 开闭原则
• SOLID 原则 - LSP 里氏替换原则
• SOLID 原则 - ISP 接口隔离原则
• SOLID 原则 - DIP 依赖倒置原则
• DRY 原则、KISS 原则、YAGNI 原则、LOD 原则

设计模式

设计模式是针对软件开发中经常遇到的一些涉及问题，总结出来的一套解决方案或设计思想。设计模式的学习难点是了解他们都能解决哪些问题，掌握典型的应用常见，并懂得不过度应用。

设计模式一共有 23 种，可分为三大类：创建型、结构性和行为型。对于这 23 种设计模式的学习，我们要有侧重点，因为有些模式比较常用，有些模式是很少被用到。对于常用的设计模式，我们要多花时间掌握；对于不常用的设计模式，只需要稍微了解即可。

1. 创建型

常用的有：

• 单例模式
• 工厂模式（工厂方法和抽象工厂）
• 建造者模式

不常用的有：

• 原型模式

2. 结构型

常用的有：

• 代理模式
• 桥接模式
• 装饰者模式
• 适配器模式

不常用的有：

• 门面模式
• 组合模式
• 享元模式

3.行为型

常用的有：

• 观察者模式
• 模板模式
• 策略模式
• 职责链模式
• 迭代器模式
• 状态模式

不常用的有：

• 访问者模式
• 备忘录模式
• 命令模式
• 解释器模式
• 中介模式

编程规范

编程规范主要解决代码的可读性问题。编程规范相对于设计原则、设计模式，更加具体、更加侧重代码细节。即使，你对设计原则不熟悉、对设计模式不了解，但你最起码要掌握基本的编码规范，比如给变量、类、函数命名、如何写代码注释、函数不宜过长、参数不能过多等等。

对于编码规范，有很多书籍以及讲得很好了（比如《重构》《代码大全》《代码整洁之道》等）。而且，每条编码规范都非常简单、非常明确，比较偏向记忆，只需要照着来就可以了。

持续地小重构依赖的理论基础主要就是编程规范。

除了编码规范，后面还会介绍一些代码的坏味道，让你知道什么样的代码是不符合规范的，应如何优化。

参照编码规范，可以写出可读性好的代码；参照代码的坏味道，你可以找出代码存在的可读性问题。

代码重构

在软件开发中，只要软件在不停地迭代，就没有一劳永逸的设计。随着需求的变化，代码的不停堆砌，原有的设计必定会存在这样那样的问题。针对这些问题，我们就需要进行代码重构。重构是软件开发过程中非常重要的环节，持续重构是保持代码质量不下降的有效手段，能有效避免代码腐化到无可救药的地步。

而重构就是根据前面提到的面向对象设计思想、设计原则、设计模式、编码规范，来进行的。实际上，设计思想、设计原则、设计模式一个最重要的应用常见就是在重构的时候。

虽然设计模式可以提高代码的可扩展性，但过度不恰当的使用，也会增加代码的复杂度，影响代码的可读性。在开发初期，除非必须，我们一定不要过度设计，应用复杂的设计模式。而是当代码出现问题的时候，我们再针对问题，应用原则和模式进行重构。这样就能有效避免前期的过度设计。

对于重构，你需要掌握以下几个知识点：

• 重构的目的（why）、对象（what）、时机（when）、方法（how）。
• 保证重构不出错的技术手段：单元测试和代码的可测试性。
• 两种不同规模的重构：大重构（大规模高层次）和小重构（小规模、低层次）。

五者之间的联系

关于面向对象、设计原则、设计模式、编程规范和重构，这五者的关系，我们梳理下：

• 面向对象编程因为其丰富的特性（封装、抽象、继承、多态），可以实现很多复杂的设计思路，是很多设计原则、设计模式等编码实现的基础。
• 设计原则是指导我们代码设计的一些经验总结，对于某些场景下，是否应该应用某种设计模式，具有指导意义。比如“开闭原则”是很多设计模式（策略、模板等）的指导原则。
• 设计模式是针对软件开发中经常遇到的一些设计问题，总结出来的一套解决方案或者设计思路。应用设计模式的主要目的是提供代码的可扩展性。从抽象程度上来讲，设计原则比设计模式更抽象。设计模式更加具体、更加可执行。
• 编程规范主要解决的是代码的可读性问题。编码规范相对于设计原则、设计模式，更加具体、更加偏重代码细节、更加能落地。持续地小重构依赖的理论基础主要就是编程规范。
• 重构作为保持代码质量不下降的有效手段，利用的就是面向对象、设计原则、设计模式、编码规范这些理论。

实际上，面向对象、设计原则、设计模式、编程规范、代码重构，这五者都是保持或提高代码质量的方法，本质上都是服务于编写高质量代码这一件事的。