軟件工程的種設計模式的UML類圖

二十三種設計模式0引言談到設計模式，絕對應該一起來說說重構。重構給我們帶來了什么？除了作為對遺留代碼的改進的方法，另一大意義在于，可以讓我們在寫程序的時候可以不需事先考慮太多的代碼組織問題，當然這其中也包括了應用模式的問題。盡管大多數開發(fā)者都已經養(yǎng)成了寫代碼前先從設計開始的習慣，但是，這種程度的設計，涉及到到大局、到總體架構、到主要的模塊劃分我覺得就夠了。換句話說，這時就能寫代碼了。這就得益于重構的思想了。如果沒有重構的思想，有希望獲得非常高質量的代碼，我們就不得不在開始寫代碼前考慮更多其實并非非常穩(wěn)定的代碼組織及設計模式的應用問題，那開發(fā)效率當然就大打折扣了。在重構和設計模式的合理應用之下，我們可以相對較早的開始寫代碼，并在功能盡早實現的同時，不斷地通過重構和模式來改善我們的代碼質量。所以，下面的章節(jié)中，在談模式的同時，我也會談談關于常用的這些模式的重構成本的理解。重構成本越高意味著，在遇到類似的問題情形的時候，我們更應該提前考慮應用對應的設計模式，而重構成本比較低則說明，類似的情形下，完全可以先怎么方便，怎么快怎么寫，哪怕代碼不是很優(yōu)雅也沒關系，回頭再重構也很容易。1創(chuàng)建型1.1FactoryMethod思想：FactoryMethod的主要思想是使一個類的實例化延遲到其子類。場景：典型的應用場景如：在某個系統(tǒng)開發(fā)的較早階段，有某些類的實例化過程，實例化方式可能還不是很確定，或者實際實例化的對象（可能是需要對象的某個子類中的一個）不確定，或者比較容易變化。此時，如果直接將實例化過程寫在某個函數中，那么一般就是if-else或select-case代碼。如果，候選項的數目較少、類型基本確定，那么這樣的if-else還是可以接受的，一旦情形變得復雜、不確定性增加，更甚至包含這個構造過程的函數所在的類包含幾個甚至更多類似的函數時，這樣的if-else代碼就會變得比較不那么容易維護了。此時，應用本模式，可以將這種復雜情形隔離開，即將這類不確定的對象的實例化過程延遲到子類。實現：該模式的典型實現方法就是將調用類定義為一個虛類，在調用類定義一個專門用于構造不確定的對象實例的虛函數，再將實際的對象實例化代碼留到調用類的子類來實現。如果，被構造的對象比較復雜的話，同時可以將這個對象定義為可以繼承、甚至虛類，再在不同的調用類的子類中按需返回被構造類的子類。重構成本：低。該模式的重構成本實際上還與調用類自己的實例化方式相關。如果調用類是通過Factory方式（此處“Factory方式”泛指對象的實例化通過FactoryMethod或AbstractFactory這樣的相對獨立出來的方式構造）構造的，那么，重構成本相對就會更低。否則，重構時可能除了增加調用類的子類，還要將所有實例化調用類的地方，修改為以新增的子類代替。可能這樣的子類還不止一個，那就可以考慮迭代應用模式來改善調用類的實例化代碼。1.2AbstractFactory思想：不直接通過對象的具體實現類，而是通過使用專門的類來負責一組相關聯的對象的創(chuàng)建。場景：最典型的應用場景是：您只想暴露對象的接口而不想暴露具體的實現類，但是又想提供實例化對象的接口給用戶；或者，您希望所有的對象能夠集中在一個或一組類（通常稱作工廠類）來創(chuàng)建，從而可以更方便的對對象的實例化過程進行動態(tài)配置（此時只需要修改工廠類的代碼或配置）。實現：該模式的實現是比較清晰簡單的，如上圖，就是定義創(chuàng)建和返回各種類對象實例的工廠類。在最復雜而靈活的情形，無論工廠類本身還是被創(chuàng)建的對象類都可能需要有一個繼承體系。簡單情形其實可以只是一個工廠類和需要被創(chuàng)建的對象類。不一定非要像上圖中結構那么完備（累贅）。重構成本：中。如果一開始所有的對象都是直接創(chuàng)建，例如通過new實例化的，而之后想重構為AbstractFactory模式，那么，很自然的我們需要替換所有直接的new實例化代碼為對工廠類對象創(chuàng)建方法的調用?？紤]到像Resharper這樣的重構工具的支持，找出對某個方法或構造函數的調用位置這樣的操作相對還是比較容易，重構成本也不是非常高。同時，重構成本還和被創(chuàng)建對象的構造函數的重載數量相關。您需要根據實際情況考慮，是否工廠類要映射被創(chuàng)建對象的所有重載版本的構造函數。1.3Builder思想：將一個類的創(chuàng)建過程和他的主體部分分離。場景：該模式的典型的應用場景是：一個類的創(chuàng)建過程可能比較復雜，或者創(chuàng)建過程中的某些階段可能會容易變化；或者多個類的創(chuàng)建過程比較類似，但是主體不同。實現：在以上提到的兩種場景中，我們就可以取出一個類的創(chuàng)建過程的代碼，定義一個專門的Builder類，而在原來創(chuàng)建類對象實例的地方，將這個Builder類的實例作為參數傳入。還有第二個重點，就是Builder類可以將將整個創(chuàng)建過程分為幾個階段，每個階段不必在類中直接實現，而可以通過繼承體系在子類中實現，或者通過子類的方法過載來修改創(chuàng)建過程中的某個階段，但是重用其他的階段?？梢园l(fā)現，該模式將一個對象的復雜創(chuàng)建過程重用到非常高的層次。這正是它的意義所在。裙重構喘成本聰：壺低。問該模差式的瞇重構亭成本角我覺責得是運非常朗低的筐，因暈為一脹般來桑講，帆創(chuàng)建啊過程缸的代鉗碼本腹來也剃就應鼻該在奴原來幣的類蕩的構弱造函逮數中畜，把造它E況xt傭ra賤ct憑出塔來就隆好了渡。如墓果發(fā)醒現多低個類擱的創(chuàng)停建過斤程有羊比較瘡多的交代碼缺重復戴或類偷似，清那么紙就可跑以重孔用這描些提很取出特來的驕Bu棉il珍de偉r類棕或虹者B否ui表ld侮er夠類中謝的某肅些階校段。處1.盛4P親ro喊to迅ty過pe腸思想嗎：烏克芒隆一構個已箭有的鳳類的艇實例絕（大向家相侍比都伏用過累甚至稈寫過裁類的似Cl普on急e實利現，泄應該列很容喬易理紙解了躺）。華場景誓：薯應帖用C壘lo淘ne侄的場盞景應繡該說艱非常暫多，碌理想等情況慘下我恰當然探希望嬸任何辦類都賭能C前l(fā)o浸ne憂，屆需要恥的時革候就由能C菜lo澤ne續(xù)一份控一模耳一樣伙的出耐來。繩實現而：犁這盟里將堡的實駝現主零要之軋實現妹的表替現形閘式，灑而不棵是如浪何用順具體且的語宴言來帽實現嘩。因扶此，鈴只要類為需剝要C棕lo倘ne腐能力鮮的給類定擺義一搜個C芝lo獅ne錢方法四就行養(yǎng)。當趣然，氣一般尋，主億流的檢程序版語言柴框架查都已郊經定狠義了垮通用恥的C粱lo困ne啟接殿口（暗當然撤也可莫以自伸己定沙義）甲，繼窯承并去實現饞該接過口和時方法屑就好籌。薄重構控成本項：頁極低婆。不型多解醒釋了旬吧。仿1.繁5饅Si腳ng領le御to羞n帖思想司：軋保證際一個碌類只某有一鎮(zhèn)個唯濁一的馳實例扯。野場景四：段生活手中有陷些對崖象就邪是只掀要一稍個就效好了迷，我訂們的爪代碼麗中為奏什么斑要每洲次都術為這漸樣的對對象便生成萄一個蔥實例奔呢？抱實現珍：凱最偽簡單關的實病現方押式就上是使回用一眾個s算ta險ti舟c型安的類流實例卡，每煉次對昨該對顫象的寬創(chuàng)建暫請求念都返坡回這煤個s雹ta痰ti掏c的禍唯刺一實乘例就投行。很重構言成本霜：菊極低嫂。瑞2現結構炊型剝2.第1A枕da珠pt督er奸思想川：糊將一譜個類以的接腥口轉測換成野另外唱一個乏接口奏，使柜得原咸本由風于接蔥口不活兼容其而不絮能一刃起工漿作的特那些進類可箏以一辨起工章作。把場景?。赫摳饽Ｊ阶赖膽撚脠鲎＞疤苟嗔伺郑芮蚨嘈柘湟暮斯δ艽K鋤的接么口和晴我們犧需要然的不鏈完全幕一致傷或者賠有多錯余或扒不足爪，但芽是需壽要和伍我們庭的系趴統(tǒng)協(xié)襯同工豬作，娃通過鏡Ad番ap或te岔r把螞它茫包裝索一下螺就能社讓使枕它接喪口兼弱容了專。之實現敵：罰定糊義一望個A趁da毅pt毅er弓類，坡包含星需要零包裝拿的類棋，實朽現需頁要的染其它柳接口圓，調辨用被顛包裝喉的類智的方刷法來桐實現哄需要賠的肉接口麻。棚重構干成本幻：脂低。腎2.虧2B啄ri姐dg耽e視思想滿：餐將一墳個類昌的抽賄象定水義和丈具體歡實現委解耦不。爺場景版：蜘該描模式篇的典蹄型應導用場店景是鏡：一燕個類悔的抽展象定勵義已賞經確式定，劇但是細，其流實現筋代碼滿甚至介原理索可能浸會不那同。摩比如掀：我羊們最大熟悉齒的圖臭形界攻面中般的w脾in滑do奸w的旅實貼現，肝無論梯在什胸么操嚷作系許統(tǒng)，也什么誤平臺寇的機著器上萍，一折個w萬in織do泥w應倒具有艘的抽施象定賓義基刮本上衛(wèi)是一泳致的橫，悅但是唉，其設實現根代碼警肯定度會因沸為平詠臺不饅同，凡機器擴的代漢碼指遍令不條同而朝不同詳。此晚時，踢如果陶希望唉您寫榜的w礦in廈do收w類漂能筍跨平廊臺，水應用米Br搭id運ge超模式夏就是奶一個慰好主泳意。囑實現耳：醋該挺模式哥的實醉現方彼法很負簡單局，就接是除度了定胡義類乓的抽指象定今義之柏外，它將一慮個類紛的所場有實派現代攀碼獨飯立出晶一個袖實現劫類。蝕這樣脹一來素，無菌論是六抽象菜定義孤還是嶄實現咱類都婚能分夢別修萌改和求重園用，寨但只咐要兩雜部分共的交警互接鐘口不惹變，雖還是視可以仍方便翼的互劍相組賣裝。楚當然絲，實撓際上簽也沒益有必存要隔番離出階“所抽有實測現代顯碼”筑，只狡需要蜜隔離竭需要舞的部面分就信行了冊。因汁此，涂也可穗以浩說，貫從代任碼結括構來蛙看，倉Bu圈il啄de務r模向式是礙一種買變種垂的B拳ri淚dg塊e模盡式廈的。杰也經滿常有貌人將廣Br錢id泛ge玻模式泛和接猾口相農比較場，如塵果隔偉離出使所有神的實克現，琴那么嫂的確記接口遍的方裳式也件能句做到吵抽象神定義甲和實饑現分增離，蘆但是嬸，B母ri辱dg部e有財其優(yōu)畏勢如婦下：扮一、誠究竟間隔離肚多少汪代碼偏到B戒ri短dg影e類拳中圍可以顏靈活肉確定柴，二法、減美少了筒總的愧類的仆數目篩，三冬、允團許被艱隔離腰出來柔的B盤ri川dg少e類干被其叮它的確類直卷接共喪享票使用蠻。繪重構山成本備：昏中。制將所各有的薯（或娃很大午部分銀）實兩現代橋碼分脊離開腐來總答還是猾一件慶不大魂，但陽是，循也不陡小的熟事。屯所以趴標個層“中蕩”在濤這里珍。：淚）亞2.岡3C嗎om謝po殼si疾te淺思想云：只將碧對象嘆組合胃成樹耍形結搏構以顆表示怖“部笛分-藍整體蔬”的馬層次艷結構輪，使圾得用滑戶對拐單個皺對象賄和組蟻合對之象的燃使用銷具有當一致家性基。滾場景刷：尤該摩模式劫的應李用場聲景極樓其類惡似，片比如部像圖嬌形系射統(tǒng)，亞如電辟路設幟計、梨UM威L建葉模系棟統(tǒng)，淡或者持像w澇eb糕的厭顯示摩元素岡等，營都是布那種燥需要慈整體煎和部心分具并有使扭用接卵口上召的一盜定的亞一致凱性的掘需求宣的結擋構，僅實際返上，灑我覺塌得這構樣的撐系統(tǒng)柔如果戚不使我用C董om香po刪si場te救模塵式將堂會是尚慘不緊忍睹誓的。臨實現運：沿該模塘式的財實現鬼主要繪就是句要表垂示整悼體或開部分袖的所判有類桿都繼暑承自寸同一狗的基弟類或放接口鼠，從忌而擁帳有使哪用接略口上明一定錘的一幫致性仗。飄重構似成本粗：喝高。匯2.階4D王ec燙or渾at芬or蕉思想翻：世為一挨個對煩象已易有的喬子類鹿添加魯一些海額外置的職上責。陵場景抗：產該?；晔降奈肥褂弥翀鼍白?，主進要是糧有的壟時候猾我們免不愿甜意定督義邏已輯上絕新的另子類扶，因死為沒殘有新偽的邏茄輯含極義上同的子皇類概椒念，卵而只層是想俘為一脆個已瘦存在總的子鏈類附戶加庫一些慧職責結。適實現嶺：碧該躬模式陶的實絕現主嘗要就醫(yī)是定縱義一滋個物侮理上孟的新收的子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