淺談設(shè)計(jì)模式及如何選擇設(shè)計(jì)模式

針對(duì)當(dāng)前軟件行業(yè)普遍借鑒的設(shè)計(jì)模式，提出了如何選擇設(shè)計(jì)模式，討論了設(shè)計(jì)原則。
關(guān)鍵詞：設(shè)計(jì)模式;設(shè)計(jì)原則;設(shè)計(jì)模式的選擇
設(shè)計(jì)模式是面向?qū)ο蠹夹g(shù)的最新進(jìn)展之一，它針對(duì)不斷重復(fù)出現(xiàn)的問題，能夠復(fù)用已有的、優(yōu)秀的解決方案，因此提高了軟件開發(fā)質(zhì)量和代碼重用性。
1、設(shè)計(jì)模式概念
設(shè)計(jì)模式是“對(duì)一些經(jīng)過定制、能相互通信的對(duì)象和類的描述，用來解決特定場(chǎng)景下某個(gè)普遍的設(shè)計(jì)問題。”GOF經(jīng)典設(shè)計(jì)模式使用類圖、對(duì)象圖、交互圖等顯示類與對(duì)象之間的關(guān)系和通信。其中類圖用來描述各個(gè)類、類的結(jié)構(gòu)以及它們之間的關(guān)系，對(duì)象圖描述對(duì)象結(jié)構(gòu)，而交互圖描述的是對(duì)象間發(fā)生關(guān)系的流程。
設(shè)計(jì)模式種類眾多，在GOF經(jīng)典設(shè)計(jì)模式中，達(dá)23種之多，設(shè)計(jì)模式分類主要是根據(jù)目的準(zhǔn)則和范圍準(zhǔn)則。目的準(zhǔn)則說明模式是用來完成什么工作的，根據(jù)目的準(zhǔn)則，模式可分為三種：(1)創(chuàng)建型：設(shè)計(jì)模式與對(duì)象創(chuàng)建無關(guān)，把對(duì)象的創(chuàng)建和其它部分的代碼分離，從而創(chuàng)建對(duì)象會(huì)更加靈活。例如設(shè)計(jì)模式中的簡(jiǎn)單工廠模式，工廠方法模式，抽象工廠模式，創(chuàng)建者模式，原型模式，單例模式;(2)結(jié)構(gòu)型：模式結(jié)構(gòu)清晰，主要處理類或?qū)ο蟮慕M合，但是模式的每一部分的結(jié)構(gòu)都專門負(fù)責(zé)完成某一職責(zé)。例如設(shè)計(jì)模式中的外觀模式，適配器模式，代理模式，裝飾模式，橋模式，組合模式，享元模式;(3)行為型：行為類模式主要描述類或?qū)ο笾g的交互，以及類和對(duì)象的主要職責(zé)模板方法模式，觀察者模式，狀態(tài)模式，策略模式，職責(zé)鏈模式，命令模式，訪問者模式，調(diào)停者模式，備忘錄模式，迭代器模式，解釋器模式。范圍準(zhǔn)則關(guān)注模式的制定主要用于類還是對(duì)象，其中“類模式”處理類與類之間的繼承關(guān)系，這種關(guān)系是靜態(tài)的，而“對(duì)象模式”處理對(duì)象之間的關(guān)系，這種關(guān)系是動(dòng)態(tài)的。設(shè)計(jì)模式種類繁多，如何選出一個(gè)針對(duì)特定設(shè)計(jì)問題的模式是十分困難的。因此選擇適合特定設(shè)計(jì)問題的設(shè)計(jì)模式，是人們比較關(guān)心的問題。
2、設(shè)計(jì)模式的選擇
設(shè)計(jì)模式是面向?qū)ο蟮母邔哟?a data-ke-src="http://chengdu.kswjz.com/fangan/">解決方案，它不會(huì)過于關(guān)注具體問題的細(xì)節(jié)，所以應(yīng)該把現(xiàn)實(shí)世界中存在的問題進(jìn)行抽象，設(shè)計(jì)模式在選擇對(duì)象和決定對(duì)象粒度方面都能起到作用。
⑴選擇合適的對(duì)象。設(shè)計(jì)模式的對(duì)象來源于現(xiàn)實(shí)世界的抽象模型，針對(duì)具體問題描述，進(jìn)行抽象，創(chuàng)建類和操作。但是在這些分析模型中得到的一些層次較高或較低的類，在現(xiàn)實(shí)世界里并不存在，比如數(shù)組等，設(shè)計(jì)模式能夠確定這些在現(xiàn)實(shí)世界中找不到的類。
⑵決定對(duì)象粒度大小。設(shè)計(jì)模式能夠決定對(duì)象的大小和數(shù)目，例如，外觀模式能夠使用對(duì)象表示完整的子系統(tǒng)，享元模式的對(duì)象粒度最小且數(shù)目眾多，抽象工廠模式能夠生產(chǎn)其它對(duì)象的對(duì)象。這些設(shè)計(jì)模式為對(duì)象粒度的選擇提供了一定的依據(jù)。每一種設(shè)計(jì)模式都是為解決一類問題而出現(xiàn)的，例如：橋接(Bridge)模式屬于結(jié)構(gòu)性模式，其意圖是分離抽象部分和實(shí)現(xiàn)部分，使這兩部分相互獨(dú)立，不會(huì)相互影響;解釋器(Interpreter)模式屬于行為模式，它的意圖是給定一個(gè)語言及其語法語義，并定義一個(gè)解釋器，用來使用這些語法語義表示這個(gè)語言的含義;生成器(Builder)模式屬于創(chuàng)建型模式，它的意圖是把復(fù)雜對(duì)象的構(gòu)建和它的表示分開，使得同一個(gè)創(chuàng)建過程可以含有不同的表示。只有了解了設(shè)計(jì)模式的意圖，才會(huì)比較容易地選擇出，適合實(shí)際問題的一個(gè)或多個(gè)設(shè)計(jì)模式。
盡管設(shè)計(jì)模式在粒度和抽象層次上各不相同，但是它們之間還是具有一些關(guān)聯(lián)，根據(jù)目的和使用范圍不同，對(duì)設(shè)計(jì)模式進(jìn)行了分類。分類能夠指導(dǎo)應(yīng)用設(shè)計(jì)模式的目的和范圍，目的準(zhǔn)則中的創(chuàng)建型模式與對(duì)象的創(chuàng)建有關(guān)，結(jié)構(gòu)性模式關(guān)注于類或者對(duì)象的組合，行為性模式描述了類或者對(duì)象的交互關(guān)系和職責(zé)分配，范圍準(zhǔn)則是以類和對(duì)象來劃分的，類模式是研究類與子類之間的靜態(tài)關(guān)系，而對(duì)象模式關(guān)注的是對(duì)象之間的動(dòng)態(tài)關(guān)系。如果確定了業(yè)務(wù)邏輯的目的和元素，就能縮小設(shè)計(jì)模式的選擇范圍，能夠快速獲得適合的設(shè)計(jì)模式或者模式組。
3、設(shè)計(jì)原則
⑴單一職責(zé)原則，即不能存在多于一個(gè)導(dǎo)致類變更的原因。簡(jiǎn)單的說就是一個(gè)類只負(fù)責(zé)一項(xiàng)職責(zé)。在軟件設(shè)計(jì)中，秉承著“高內(nèi)聚，低耦合”的思想，讓一個(gè)類僅負(fù)責(zé)一項(xiàng)職責(zé)。
⑵里氏替換原則，如果對(duì)每一個(gè)類型為T1的對(duì)象o1，都有類型為T2的對(duì)象o2，使得以T1定義的所有程序P在所有的對(duì)象o1都換成o2時(shí)，程序P的行為沒有變化，那么類型T2是類型T1的子類型。包含4層含義：①子類可以實(shí)現(xiàn)父類的抽象方法，但是不能覆蓋父類的非抽象方法。②子類可以實(shí)現(xiàn)父類的抽象方法，但是不能覆蓋父類的非抽象方法。③當(dāng)子類覆蓋或?qū)崿F(xiàn)父類的方法時(shí)，方法的前置條件(即方法的形參)要比父類方法的輸入?yún)?shù)更寬松。④當(dāng)子類覆蓋或?qū)崿F(xiàn)父類的方法時(shí)，方法的前置條件(即方法的形參)要比父類方法的輸入?yún)?shù)更寬松。
⑶依賴倒置原則，高層模塊不應(yīng)該依賴低層模塊，兩者都應(yīng)該依賴其抽象，抽象不應(yīng)該依賴細(xì)節(jié)，細(xì)節(jié)應(yīng)該依賴抽象。
⑷接口隔離原則，接口中的方法應(yīng)該盡量少，不要使接口過于臃腫，不要有很多不相關(guān)的邏輯方法。
總之，原則是前人經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，在軟件設(shè)計(jì)中具有一定的指導(dǎo)作用，但是不能完全照搬這些原則。對(duì)于接口隔離原則來說，接口盡量小，但是也要有限度。對(duì)接口進(jìn)行細(xì)化可以提高程序設(shè)計(jì)靈活性是不爭(zhēng)的事實(shí)，但是如果過小，則會(huì)造成接口數(shù)量過多，使設(shè)計(jì)復(fù)雜化，所以一定要適度。

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