面向对象编程的23种设计模式

一、概述

什么是设计模式/p>

设计模式是软件设计中常见问题的典型解决方案。 它们就像能根据需求进行调整的预制蓝图， 可用于解决代码中反复出现的设计问题。

与算法有什么区别/p>

其实两者都是问题的通用解决方案，区别在于：

算法更像是菜谱： 提供达成目标的明确步骤。 而模式更像是蓝图： 你可以看到最终的结果和模式的功能， 但需要自己确定实现步骤。

根据目的来分：

• 创建型模式，共五种：工厂方法模式、抽象工厂模式、单例模式、建造者模式、原型模式。用于描述“”怎样创建对象“，它的主要特点是”将对象的创建与使用分离“。
• 结构型模式，共七种：适配器模式、装饰器模式、代理模式、外观模式、桥接模式、组合模式、享元模式。用于描述如何将对象和类组装成较大的结构，并同时保持结构的灵活和高效。
• 行为型模式，共十一种：策略模式、模板模式、观察者模式、迭代器模式、责任链模式、命令模式、备忘录模式、状态模式、访问者模式、中介者模式、解释器模式。用于描述类或对象之间怎样相互协作共同完成单个对象都无法完成的任务，以及怎样分配职责。

根据作用范围来分：

• 类模式：用于处理类与子类之间的关系，这些关系通过继承来建立，是静态的，在编译时刻便确定下来。
• 对象模式：用于处理对象之间的关系，这些关系可以通过组合或聚合来实现，在运行时刻是可以变化的，更具动态性。

二、创建模式

1:工厂模式 – Factory Method

兵工厂：给你产了把M416，你拿着它吃了鸡；给你女朋友一把AK47,落地成盒。

（1）简单工厂模式
定义：定义了一个创建对象的类，由这个类来封装实例化对象的行为。

举例：（我们举一个pizza工厂的例子）
pizza工厂一共生产三种类型的pizza：chesse,pepper,greak。通过工厂类（SimplePizzaFactory）实例化这三种类型的对象。类图如下

两个工厂类继承OrderPizza并实现抽象方法：

通过不同的工厂会得到不同的实例化的对象，PizzaStroe的代码如下：

解决了简单工厂模式的问题：增加一个新的pizza产地（北京），只要增加一个BJOrderPizza类：

其实这个模式的好处就是，如果你现在想增加一个功能，只需做一个实现类就OK了，无需去改动现成的代码。这样做，拓展性较好！

工厂方法存在的问题与解决方法：客户端需要创建类的具体的实例。简单来说就是用户要订纽约工厂的披萨，他必须去纽约工厂，想订伦敦工厂的披萨，必须去伦敦工厂。 当伦敦工厂和纽约工厂发生变化了，用户也要跟着变化，这无疑就增加了用户的操作复杂性。为了解决这一问题，我们可以把工厂类抽象为接口，用户只需要去找默认的工厂提出自己的需求（传入参数），便能得到自己想要产品，而不用根据产品去寻找不同的工厂，方便用户操作。这也就是我们接下来要说的抽象工厂模式。

（3）抽象工厂模式
定义：定义了一个接口用于创建相关或有依赖关系的对象族，而无需明确指定具体类。
举例：（我们依然举pizza工厂的例子，pizza工厂有两个：纽约工厂和伦敦工厂）。类图如下：

工厂的实现：

PizzaStroe的代码如下：

解决了工厂方法模式的问题：在抽象工厂中PizzaStroe中只需要传入参数就可以实例化对象。

（4）工厂模式总结

适用场合：大量的产品需要创建，并且这些产品具有共同的接口 。

适用选择：

• 简单工厂 ： 用来生产同一等级结构中的任意产品。（不支持拓展增加产品）
• 工厂方法 ：用来生产同一等级结构中的固定产品。（支持拓展增加产品）
• 抽象工厂 ：用来生产不同产品族的全部产品。（支持拓展增加产品；支持增加产品族）

总结：

简单工厂模式就是建立一个实例化对象的类，在该类中对多个对象实例化。工厂方法模式是定义了一个创建对象的抽象方法，由子类决定要实例化的类。这样做的好处是再有新的类型的对象需要实例化只要增加子类即可。抽象工厂模式定义了一个接口用于创建对象族，而无需明确指定具体类。抽象工厂也是把对象的实例化交给了子类，即支持拓展。同时提供给客户端接口，避免了用户直接操作子类工厂。

2:单例模式 – Singleton

确保唯一：你养了6只猫，他们饿了都找你，你是唯一的，不会有第二个。

定义：确保一个类最多只有一个实例，并提供一个全局访问点

单例模式可以分为两种：预加载和懒加载

（1）预加载
顾名思义，就是预先加载。再进一步解释就是还没有使用该单例对象，但是，该单例对象就已经被加载到内存了。

很明显，没有使用该单例对象，该对象就被加载到了内存，会造成内存的浪费。

（2）懒加载
为了避免内存的浪费，我们可以采用懒加载，即用到该单例对象的时候再创建