设计模式

概述

设计模式（Design pattern）：是一套被反复使用、多数人知晓的、经过分类编目的、代码设计经验的总结。使用设计模式是为了可重用代码、让代码更容易被他人理解、保证代码可靠性。毫无疑问，设计模式于己于他人于系统都是多赢的；设计模式使代码编制真正工程化；设计模式是软件工程的基石脉络，如同大厦的结构一样。

设计框架

可复用面向对象软件系统一般划分为两大类：应用程序工具箱和框架（Framework），
我们平时开发的具体软件都是应用程序，Java 的 API 属于工具箱；
而框架是构成一类特定软件可复用设计的一组相互协作的类，EJB（EnterpriseJavaBeans）是 Java 应用于企业计算的框架。

框架通常定义了应用体系的整体结构类和对象的关系等等设计参数，以便于具体应用实现者能集中精力于应用本身的特定细节。框架主要记录软件应用中共同的设计决策，框架强调设计复用，因此框架设计中必然要使用设计模式。

另外，设计模式有助于对框架结构的理解，成熟的框架通常使用了多种设计模式,如果你熟悉这些设计模式，毫无疑问，你将迅速掌握框架的结构，我们一般开发者如果突然接触EJB、Spring等框架，会觉得特别难学、难掌握，那么转而先掌握设计模式，无疑是给了你剖析 EJB 或 J2EE 系统的一把利器。

设计原则

开闭原则

开闭原则是由 Bertrand Meyer 提出的。原文是：“Software entities should be open for extension,but closed for modification”。就是说模块应对扩展开放，而对修改关闭。模块应尽量在不修改原（是“原”，指原来的代码）代码的情况下进行扩展。

里氏代换原则

里氏代换原则是由 Barbara Liskov 提出的。如果调用的是父类的话，那么换成子类也完全可以运行。
可以说：里氏代换原则是继承复用的一个基础。

依赖倒转原则

抽象不应该依赖于细节，细节应当依赖于抽象。
要针对接口编程，而不是针对实现编程。
传递参数，或者在组合聚合关系中，尽量引用层次高的类。
主要是在构造对象时可以动态的创建各种具体对象，当然如果一些具体类比较稳定，就不必在弄一个抽象类做它的父类，这样有画蛇添足的感觉。

接口隔离原则

定制服务的例子，每一个接口应该是一种角色，不干不该干的事，该干的事都要干。

最少知识原则

也叫迪米特法则。不要和陌生人说话，即一个对象应对其他对象有尽可能少的了解。

设计模式汇总

设计模式分为三种类型，共 23 种。
创建型模式：单例模式、抽象工厂模式、建造者模式、工厂模式、原型模式。
结构型模式：适配器模式、桥接模式、装饰模式、组合模式、外观模式、享元模式、代理模式。
行为型模式：模版方法模式、命令模式、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、策略模式、职责链模式、访问者模式。

1、FACTORY

追 MM 少不了请吃饭了，麦当劳的鸡翅和肯德基的鸡翅都是 MM 爱吃的东西，虽然口味有所不同，但不管你带 MM 去麦当劳或肯德基，只管向服务员说“来四个鸡翅”就行了，麦当劳和肯德基就是生产鸡翅的 Factory 。

工厂模式：客户类和工厂类分开。消费者任何时候需要某种产品，只需向工厂请求即可。消费者无须修改就可以接纳新产品。缺点是当产品修改时，工厂类也要做相应的修改。如：如何创建及如何向客户端提供。

2、BUILDER

MM 最爱听的就是“我爱你”这句话了，见到不同地方的 MM,要能够用她们的方言跟她说这句话哦，我有一个多种语言翻译机，上面每种语言都有一个按键，见到 MM 我只要按对应的键，它就能够用相应的语言说出“我爱你”这句话了，国外的 MM 也可以轻松搞定，这就是我的“我爱你”builder。（这一定比美军在伊拉克用的翻译机好卖）

建造模式：将产品的内部表象和产品的生成过程分割开来，从而使一个建造过程生成具有不同的内部表象的产品对象。建造模式使得产品内部表象可以独立的变化，客户不必知道产品内部组成的细节。建造模式可以强制实行一种分步骤进行的建造过程。

3、FACTORY METHOD

请 MM 去麦当劳吃汉堡，不同的 MM 有不同的口味，要每个都记住是一件烦人的事情，我一般采用 Factory Method 模式，带着 MM 到服务员那儿，说“要一个汉堡”，具体要什么样的汉堡呢，让 MM 直接跟服务员说就行了。

工厂方法模式：核心工厂类不再负责所有产品的创建，而是将具体创建的工作交给子类去做，成为一个抽象工厂角色，仅负责给出具体工厂类必须实现的接口，而不接触哪一个产品类应当被实例化这种细节。

4、PROTOTYPE

跟 MM 用 QQ 聊天，一定要说些深情的话语了，我搜集了好多肉麻的情话，需要时只要 copy 出来放到 QQ 里面就行了，这就是我的情话 prototype 了。（100 块钱一份，你要不要）

原型模型模式：通过给出一个原型对象来指明所要创建的对象的类型，然后用复制这个原型对象的方法创建出更多同类型的对象。原始模型模式允许动态的增加或减少产品类，产品类不需要非得有任何事先确定的等级结构，原始模型模式适用于任何的等级结构。缺点是每一个类都必须配备一个克隆方法。

5、SINGLETON

俺有 6 个漂亮的老婆，她们的老公都是我，我就是我们家里的老公 Sigleton，她们只要说道“老公”，都是指的同一个人，那就是我（刚才做了个梦啦，哪有这么好的事) 。

单例模式：单例模式确保某一个类只有一个实例，而且自行实例化并向整个系统提供这个实例单例模式。单例模式只应在有真正的“单一实例”的需求时才可使用。

6、ADAPTER

在朋友聚会上碰到了一个美女 Sarah，从香港来的，可我不会说粤语，她不会说普通话，只好求助于我的朋友 kent 了，他作为我和 Sarah 之间的 Adapter，让我和 Sarah可以相互交谈了（也不知道他会不会耍我）。

适配器（变压器）模式：把一个类的接口变换成客户端所期待的另一种接口，从而使原本因接口原因不匹配而无法一起工作的两个类能够一起工作。适配类可以根据参数返还一个合适的实例给客户端。

7、BRIDGE

早上碰到 MM，要说早上好，晚上碰到 MM，要说晚上好；碰到 MM 穿了件新衣服，要说你的衣服好漂亮哦，碰到 MM 新做的发型，要说你的头发好漂亮哦。不要问我“早上碰到 MM 新做了个发型怎么说”这种问题，自己用 BRIDGE 组合一下不就行了。

桥梁模式：将抽象化与实现化脱耦，使得二者可以独立的变化，也就是说将他们之间的强关联变成弱关联，也就是指在一个软件系统的抽象化和实现化之间使用组合/聚合关系而不是继承关系，从而使两者可以独立的变化。

8、COMPOSITE

Mary 今天过生日。“我过生日，你要送我一件礼物。”“嗯，好吧，去商店，你自己挑。”“这件 T 恤挺漂亮，买，这条裙子好看，买，这个包也不错，买。”“喂，买了三件了呀，我只答应送一件礼物的哦。”“什么呀，T 恤加裙子加包包，正好配成一套呀，小姐，麻烦你包起来。”“……”，MM 都会用 Composite 模式了，你会了没有？

合成模式：合成模式将对象组织到树结构中，可以用来描述整体与部分的关系。合成模式就是一个处理对象的树结构的模式。合成模式把部分与整体的关系用树结构表示出来。合成模式使得客户端把一个个单独的成分对象和由他们复合而成的合成对象同等看待。

9、DECORATOR

Mary 过完轮到 Sarly 过生日，还是不要叫她自己挑了，不然这个月伙食费肯定玩完，拿出我去年在华山顶上照的照片，在背面写上“最好的的礼物，就是爱你的 Fita”，再到街上礼品店买了个像框（卖礼品的 MM 也很漂亮哦），再找隔壁搞美术设计的 Mike设计了一个漂亮的盒子装起来……，我们都是 Decorator，最终都在修饰我这个人呀，怎么样，看懂了吗？

装饰模式：装饰模式以对客户端透明的方式扩展对象的功能，是继承关系的一个替代方案，提供比继承更多的灵活性。动态给一个对象增加功能，这些功能可以再动态的撤消。增加由一些基本功能的排列组合而产生的非常大量的功能。

10、FACADE

我有一个专业的 Nikon 相机，我就喜欢自己手动调光圈、快门，这样照出来的照片才专业，但 MM 可不懂这些，教了半天也不会。幸好相机有 Facade 设计模式，把相机调整到自动档，只要对准目标按快门就行了，一切由相机自动调整，这样 MM 也可以用这个相机给我拍张照片了。

门面模式：外部与一个子系统的通信必须通过一个统一的门面对象进行。门面模式提供一个高层次的接口，使得子系统更易于使用。每一个子系统只有一个门面类，而且此门面类只有一个实例，也就是说它是一个单例模式。但整个系统可以有多个门面类。

11、FLYWEIGHT

每天跟 MM 发短信，手指都累死了，最近买了个新手机，可以把一些常用的句子存在手机里，要用的时候，直接拿出来，在前面加上 MM 的名字就可以发送了，再不用一个字一个字敲了。共享的句子就是 Flyweight，MM 的名字就是提取出来的外部特征，根据上下文情况使用。

享元模式：FLYWEIGHT 在拳击比赛中指最轻量级。享元模式以共享的方式高效的支持大量的细粒度对象。享元模式能做到共享的关键是区分内蕴状态和外蕴状态。内蕴状态存储在享元内部，不会随环境的改变而有所不同。外蕴状态是随环境的改变而改变的。外蕴状态不能影响内蕴状态，它们是相互独立的。将可以共享的状态和不可以共享的状态从常规类中区分开来，将不可以共享的状态从类里剔除出去。客户端不可以直接创建被共享的对象，而应当使用一个工厂对象负责创建被共享的对象。享元模式大幅度的降低内存中对象的数量。

12、PROXY

跟 MM 在网上聊天，一开头总是“hi,你好”,“你从哪儿来呀？”“你多大了？”“身高多少呀？”这些话，真烦人，写个程序做为我的 Proxy 吧，凡是接收到这些话都设置好了自己的回答，接收到其他的话时再通知我回答，怎么样，酷吧。

代理模式：代理模式给某一个对象提供一个代理对象，并由代理对象控制对源对象的引用。代理就是一个人或一个机构代表另一个人或者一个机构采取行动。某些情况下，客户不想或者不能够直接引用一个对象，代理对象可以在客户和目标对象直接起到中介的作用。客户端分辨不出代理主题对象与真实主题对象。代理模式可以并不知道真正的被代理对象，而仅仅持有一个被代理对象的接口，这时候代理对象不能够创建被代理对象，被代理对象必须有系统的其他角色代为创建并传入。

13、CHAIN OF RESPONSIBLEITY

晚上去上英语课，为了好开溜坐到了最后一排，哇，前面坐了好几个漂亮的 MM 哎，找张纸条，写上“Hi,可以做我的女朋友吗？如果不愿意请向前传”，纸条就一个接一个的传上去了，糟糕，传到第一排的 MM 把纸条传给老师了，听说是个老处女呀，快跑!

责任链模式：在责任链模式中，很多对象由每一个对象对其下家的引用而接起来形成一条链。请求在这个链上传递，直到链上的某一个对象决定处理此请求。客户并不知道链上的哪一个对象最终处理这个请求，系统可以在不影响客户端的情况下动态的重新组织链和分配责任。处理者有两个选择：承担责任或者把责任推给下家。一个请求可以最终不被任何接收端对象所接受。

14、COMMAND

俺有一个 MM 家里管得特别严，没法见面，只好借助于她弟弟在我们俩之间传送信息，她对我有什么指示，就写一张纸条让她弟弟带给我。这不，她弟弟又传送过来一个COMMAND，为了感谢他，我请他吃了碗杂酱面，哪知道他说：“我同时给我姐姐三个男朋友送 COMMAND，就数你最小气，才请我吃面。”。

命令模式：命令模式把一个请求或者操作封装到一个对象中。命令模式把发出命令的责任和执行命令的责任分割开，委派给不同的对象。命令模式允许请求的一方和发送的一方独立开来，使得请求的一方不必知道接收请求的一方的接口，更不必知道请求是怎么被接收，以及操作是否执行，何时被执行以及是怎么被执行的。系统支持命令的撤消。

15、INTERPRETER

俺有一个《泡 MM 真经》，上面有各种泡 MM 的攻略，比如说去吃西餐的步骤、去看电影的方法等等，跟 MM 约会时，只要做一个 Interpreter，照着上面的脚本执行就可以了。

解释器模式：给定一个语言后，解释器模式可以定义出其文法的一种表示，并同时提供一个解释器。客户端可以使用这个解释器来解释这个语言中的句子。解释器模式将描述怎样在有了一个简单的文法后，使用模式设计解释这些语句。在解释器模式里面提
到的语言是指任何解释器对象能够解释的任何组合。在解释器模式中需要定义一个代表文法的命令类的等级结构，也就是一系列的组合规则。每一个命令对象都有一个解释方法，代表对命令对象的解释。命令对象的等级结构中的对象的任何排列组合都是一个语言。

16、ITERATOR

我爱上了 Mary，不顾一切的向她求婚。 Mary：“想要我跟你结婚，得答应我的条件” 我：“什么条件我都答应，你说吧” Mary：“我看上了那个一克拉的钻石” 我：“我买，我买，还有吗？” Mary：“我看上了湖边的那栋别墅” 我：“我买，我买，还有吗？” Mary：“我看上那辆法拉利跑车” 我脑袋嗡的一声，坐在椅子上，一咬牙：“我买，我买，还有吗？”

迭代子模式：迭代子模式可以顺序访问一个聚集中的元素而不必暴露聚集的内部表象。多个对象聚在一起形成的总体称之为聚集，聚集对象是能够包容一组对象的容器对象。迭代子模式将迭代逻辑封装到一个独立的子对象中，从而与聚集本身隔开。迭代子模式简化了聚集的界面。每一个聚集对象都可以有一个或一个以上的迭代子对象，每一个迭代子的迭代状态可以是彼此独立的。迭代算法可以独立于聚集角色变化。

17、MEDIATOR

四个MM打麻将，相互之间谁应该给谁多少钱算不清楚了，幸亏当时我在旁边，按照各自的筹码数算钱，赚了钱的从我这里拿，赔了钱的也付给我，一切就 OK 啦，俺得到了四个 MM 的电话。

调停者模式：调停者模式包装了一系列对象相互作用的方式，使得这些对象不必相互明显作用。从而使他们可以松散偶合。当某些对象之间的作用发生改变时，不会立即影响其他的一些对象之间的作用。保证这些作用可以彼此独立的变化。调停者模式将多对多的相互作用转化为一对多的相互作用。调停者模式将对象的行为和协作抽象化，把对象在小尺度的行为上与其他对象的相互作用分开处理。

18、MEMENTO

同时跟几个 MM 聊天时，一定要记清楚刚才跟 MM 说了些什么话，不然 MM 发现了会不高兴的哦，幸亏我有个备忘录，刚才与哪个 MM 说了什么话我都拷贝一份放到备忘录里面保存，这样可以随时察看以前的记录啦。

备忘录模式：备忘录对象是一个用来存储另外一个对象内部状态的快照的对象。备忘录模式的用意是在不破坏封装的条件下，将一个对象的状态捉住，并外部化，存储起来，从而可以在将来合适的时候把这个对象还原到存储起来的状态。

19、OBSERVER

想知道咱们公司最新 MM 情报吗？加入公司的 MM 情报邮件组就行了，tom 负责搜集情报，他发现的新情报不用一个一个通知我们，直接发布给邮件组，我们作为订阅者（观察者）就可以及时收到情报啦。

观察者模式：观察者模式定义了一种一队多的依赖关系，让多个观察者对象同时监听某一个主题对象。这个主题对象在状态上发生变化时，会通知所有观察者对象，使他们能够自动更新自己。

20、STATE

跟 MM 交往时，一定要注意她的状态哦，在不同的状态时她的行为会有不同，比如你约她今天晚上去看电影，对你没兴趣的 MM 就会说“有事情啦”，对你不讨厌但还没喜欢上的 MM 就会说“好啊，不过可以带上我同事么？”，已经喜欢上你的 MM 就会说“几点钟？看完电影再去泡吧怎么样？”，当然你看电影过程中表现良好的话，也可以把 MM 的状态从不讨厌不喜欢变成喜欢哦。

状态模式：状态模式允许一个对象在其内部状态改变的时候改变行为。这个对象看上去象是改变了它的类一样。状态模式把所研究的对象的行为包装在不同的状态对象里，每一个状态对象都属于一个抽象状态类的一个子类。状态模式的意图是让一个对象在其内部状态改变的时候，其行为也随之改变。状态模式需要对每一个系统可能取得的状态创立一个状态类的子类。当系统的状态变化时，系统便改变所选的子类。

21、STRATEGY

跟不同类型的 MM 约会，要用不同的策略，有的请电影比较好，有的则去吃小吃效果不错，有的去海边浪漫最合适，单目的都是为了得到 MM 的芳心，我的追 MM 锦囊中有好多 Strategy 哦。

策略模式：策略模式针对一组算法，将每一个算法封装到具有共同接口的独立的类中，从而使得它们可以相互替换。策略模式使得算法可以在不影响到客户端的情况下发生变化。策略模把行为和环境分开。环境类负责维持和查询行为类，各种算法在具体的策略类中提供。由于算法和环境独立开来，算法的增减，修改都不会影响到环境和客户端。

22、TEMPLATE METHOD

要跟 MM 出去约会了，可是本人还是一个情场小白，怎么办？唉，只好找找情场高手小黑，从他那里学来《泡妹十八式》，我们就可以照葫芦画瓢了。这个《泡妹十八式》就是模板方法。

模板方法模式：模板方法模式准备一个抽象类，将部分逻辑以具体方法以及具体构造子的形式实现，然后声明一些抽象方法来迫使子类实现剩余的逻辑。不同的子类可以以不同的方式实现这些抽象方法，从而对剩余的逻辑有不同的实现。先制定一个顶级逻辑框架，而将逻辑的细节留给具体的子类去实现。

23、VISITOR

唉，过年了，要把亲戚朋友都约过来吃饭，拿出了厚厚的家谱，都是树形图，干脆直接群发消息告诉他们来吃饭就好了。
访问整个家谱树形图，不改变数据结构的情况下，告诉他们来吃饭。

访问者模式：访问者模式的目的是封装一些施加于某种数据结构元素之上的操作。一旦这些操作需要修改的话，接受这个操作的数据结构可以保持不变。访问者模式适用于数据结构相对未定的系统，它把数据结构和作用于结构上的操作之间的耦合解脱开，使得操作集合可以相对自由的演化。访问者模式使得增加新的操作变的很容易，就是增加一个新的访问者类。访问者模式将有关的行为集中到一个访问者对象中，而不是分散到一个个的节点类中。

设计模式类型事例

1.创建型模式

• FACTORY？加工工厂：给它“M4A1”，它给你产把警枪，给它“AK47”，你就端了把匪枪。CS里买枪的程序一定是用这个模式的。

• BUILDER？生产流水线：以前是手工业作坊式的人工单个单个的生产零件然后一步一步组装做，好比有了工业革命，现在都由生产流水线代替了。如要造丰田汽车，先制定汽车的构造如由车胎、方向盘、发动机组成。再以此构造标准生产丰田汽车的车胎、方向盘、发动机。然后进行组装。最后得到丰田汽车；

• PROTOTYPE？印刷术的发明：以前只能临贴抄写费时费力，效率极低，有了印刷术，突突的；

• SINGLETON？确保唯一：不是靠new的，是靠instance的，而且要instance地全世界就这么一个实例(这可怜的类，也配叫“类”)。 看SingleTon类代码。

2.结构型模式

• ADAPTER？翻译官：胡哥只会汉语，布什只会美语，翻译官既通汉又通美，Adapter了 ；

• DECORATOR？装饰：名字可以标识一个人，为了表示对一个人的尊重，一般会称其为“尊敬的”，有了装饰，好看多了；

• BRIDGE？白马非马：马之颜色有黑白，马之性别有公母。我们说"这是马"太抽象，说"这是黑色的公马"又太死板，只有将颜色与性别和马动态组合，"这是（黑色的或白色的）（公或母）马"才显得灵活而飘逸，如此bridge模式精髓得矣。

• COMPOSITE？大家族：子又生孙，孙又生子，子子孙孙，无穷尽也，将众多纷杂的人口组织成一个按辈分排列的大家族即是此模式的实现；

• FACADE？求同存异：高中毕业需读初中和高中，博士也需读初中和高中，因此国家将初中和高中普及成九年制义务教育；

• FLYWEIGHT？一劳永逸：认识三千汉字，可以应付日常读书与写字，可见头脑中存在这个汉字库的重要；

• PROXY？垂帘听政：犹如清朝康熙年间的四大府臣，很多权利不在皇帝手里，必须通过辅佐大臣去办；

3.行为模式

• CHAIN OF RESPONSIBLEITY？租房：以前为了找房到处打听，效率低且找不到好的房源。现在有了房屋中介，于是向房屋中介提出租房请求，中介提供一个合适的房源，满意则不再请求，不满意继续看房，直到满意为止；

• COMMAND？借刀杀人：以前是想杀谁就杀，但一段时间后领悟到，长此以往必将结仇太多，于是假手他人，挑拨他人之间的关系从而达到自己的目的；

• INTERPRETER？文言文注释：一段文言文，将它翻译成白话文；

• ITERATOR？赶尽杀绝：一个一个的搜索，绝不放掉一个；

• MEDIATOR？三角债：本来千头万绪的债务关系，忽出来一中介，包揽其一切，于是三角关系变成了独立的三方找第四方中介的关系；

• MEMENTO？有福同享：我有多少，你就有多少；

• OBSERVER？看守者：一旦被看守者有什么异常情况，定会及时做出反应；

• STATE？进出自由：如一扇门，能进能出，如果有很多人随时进进出出必定显得杂乱而安全，如今设一保安限制其进出，如此各人进出才显得规范；

• STRATEGY？久病成良医：如人生病可以有各种症状，但经过长期摸索，就可以总结出感冒、肺病、肝炎等几种；

• TEMPLATE METHOD？理论不一定要实践：教练的学生会游泳就行了，至于教练会不会则无关紧要；

• VISITOR？依法治罪：因张三杀人要被处死，李四偷窃要被罚款。由此势必制定处罚制度，故制定法律写明杀人、放火、偷窃等罪要受什么处罚，经通过后须变动要小。今后有人犯罪不管是谁，按共条例处罚即是，这就是访问者模式诞生的全过程。