軟件工程的種設(shè)計(jì)模式的UML類圖

二十三種設(shè)計(jì)模式0引言談到設(shè)計(jì)模式，絕對應(yīng)該一起來說說重構(gòu)。重構(gòu)給我們帶來了什么？除了作為對遺留代碼的改進(jìn)的方法，另一大意義在于，可以讓我們在寫程序的時(shí)候可以不需事先考慮太多的代碼組織問題，當(dāng)然這其中也包括了應(yīng)用模式的問題。盡管大多數(shù)開發(fā)者都已經(jīng)養(yǎng)成了寫代碼前先從設(shè)計(jì)開始的習(xí)慣，但是，這種程度的設(shè)計(jì)，涉及到到大局、到總體架構(gòu)、到主要的模塊劃分我覺得就夠了。換句話說，這時(shí)就能寫代碼了。這就得益于重構(gòu)的思想了。如果沒有重構(gòu)的思想，有希望獲得非常高質(zhì)量的代碼，我們就不得不在開始寫代碼前考慮更多其實(shí)并非非常穩(wěn)定的代碼組織及設(shè)計(jì)模式的應(yīng)用問題，那開發(fā)效率當(dāng)然就大打折扣了。在重構(gòu)和設(shè)計(jì)模式的合理應(yīng)用之下，我們可以相對較早的開始寫代碼，并在功能盡早實(shí)現(xiàn)的同時(shí)，不斷地通過重構(gòu)和模式來改善我們的代碼質(zhì)量。所以，下面的章節(jié)中，在談模式的同時(shí)，我也會(huì)談?wù)勱P(guān)于常用的這些模式的重構(gòu)成本的理解。重構(gòu)成本越高意味著，在遇到類似的問題情形的時(shí)候，我們更應(yīng)該提前考慮應(yīng)用對應(yīng)的設(shè)計(jì)模式，而重構(gòu)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(guān)系，回頭再重構(gòu)也很容易。1創(chuàng)建型1.1FactoryMethod思想：FactoryMethod的主要思想是使一個(gè)類的實(shí)例化延遲到其子類。場景：典型的應(yīng)用場景如：在某個(gè)系統(tǒng)開發(fā)的較早階段，有某些類的實(shí)例化過程，實(shí)例化方式可能還不是很確定，或者實(shí)際實(shí)例化的對象（可能是需要對象的某個(gè)子類中的一個(gè)）不確定，或者比較容易變化。此時(shí)，如果直接將實(shí)例化過程寫在某個(gè)函數(shù)中，那么一般就是if-else或select-case代碼。如果，候選項(xiàng)的數(shù)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(fù)雜、不確定性增加，更甚至包含這個(gè)構(gòu)造過程的函數(shù)所在的類包含幾個(gè)甚至更多類似的函數(shù)時(shí)，這樣的if-else代碼就會(huì)變得比較不那么容易維護(hù)了。此時(shí)，應(yīng)用本模式，可以將這種復(fù)雜情形隔離開，即將這類不確定的對象的實(shí)例化過程延遲到子類。實(shí)現(xiàn)：該模式的典型實(shí)現(xiàn)方法就是將調(diào)用類定義為一個(gè)虛類，在調(diào)用類定義一個(gè)專門用于構(gòu)造不確定的對象實(shí)例的虛函數(shù)，再將實(shí)際的對象實(shí)例化代碼留到調(diào)用類的子類來實(shí)現(xiàn)。如果，被構(gòu)造的對象比較復(fù)雜的話，同時(shí)可以將這個(gè)對象定義為可以繼承、甚至虛類，再在不同的調(diào)用類的子類中按需返回被構(gòu)造類的子類。重構(gòu)成本：低。該模式的重構(gòu)成本實(shí)際上還與調(diào)用類自己的實(shí)例化方式相關(guān)。如果調(diào)用類是通過Factory方式（此處“Factory方式”泛指對象的實(shí)例化通過FactoryMethod或AbstractFactory這樣的相對獨(dú)立出來的方式構(gòu)造）構(gòu)造的，那么，重構(gòu)成本相對就會(huì)更低。否則，重構(gòu)時(shí)可能除了增加調(diào)用類的子類，還要將所有實(shí)例化調(diào)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(gè)，那就可以考慮迭代應(yīng)用模式來改善調(diào)用類的實(shí)例化代碼。1.2AbstractFactory思想：不直接通過對象的具體實(shí)現(xiàn)類，而是通過使用專門的類來負(fù)責(zé)一組相關(guān)聯(lián)的對象的創(chuàng)建。場景：最典型的應(yīng)用場景是：您只想暴露對象的接口而不想暴露具體的實(shí)現(xiàn)類，但是又想提供實(shí)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(gè)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(shí)例化過程進(jìn)行動(dòng)態(tài)配置（此時(shí)只需要修改工廠類的代碼或配置）。實(shí)現(xiàn)：該模式的實(shí)現(xiàn)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(shí)例的工廠類。在最復(fù)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(gè)繼承體系。簡單情形其實(shí)可以只是一個(gè)工廠類和需要被創(chuàng)建的對象類。不一定非要像上圖中結(jié)構(gòu)那么完備（累贅）。重構(gòu)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(shí)例化的，而之后想重構(gòu)為AbstractFactory模式，那么，很自然的我們需要替換所有直接的new實(shí)例化代碼為對工廠類對象創(chuàng)建方法的調(diào)用?？紤]到像Resharper這樣的重構(gòu)工具的支持，找出對某個(gè)方法或構(gòu)造函數(shù)的調(diào)用位置這樣的操作相對還是比較容易，重構(gòu)成本也不是非常高。同時(shí)，重構(gòu)成本還和被創(chuàng)建對象的構(gòu)造函數(shù)的重載數(shù)量相關(guān)。您需要根據(jù)實(shí)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(gòu)造函數(shù)。1.3Builder思想：將一個(gè)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(yīng)用場景是：一個(gè)類的創(chuàng)建過程可能比較復(fù)雜，或者創(chuàng)建過程中的某些階段可能會(huì)容易變化；或者多個(gè)類的創(chuàng)建過程比較類似，但是主體不同。實(shí)現(xiàn)：在以上提到的兩種場景中，我們就可以取出一個(gè)類的創(chuàng)建過程的代碼，定義一個(gè)專門的Builder類，而在原來創(chuàng)建類對象實(shí)例的地方，將這個(gè)Builder類的實(shí)例作為參數(shù)傳入。還有第二個(gè)重點(diǎn)，就是Builder類可以將將整個(gè)創(chuàng)建過程分為幾個(gè)階段，每個(gè)階段不必在類中直接實(shí)現(xiàn)，而可以通過繼承體系在子類中實(shí)現(xiàn)，或者通過子類的方法過載來修改創(chuàng)建過程中的某個(gè)階段，但是重用其他的階段?？梢园l(fā)現(xiàn)，該模式將一個(gè)對象的復(fù)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(gòu)喘成本聰：壺低。問該模差式的瞇重構(gòu)亭成本角我覺責(zé)得是運(yùn)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(yīng)鼻該在奴原來幣的類蕩的構(gòu)弱造函逮數(shù)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(xiàn)多低個(gè)類擱的創(chuàng)停建過斤程有羊比較瘡多的交代碼缺重復(fù)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(gòu)個(gè)已箭有的鳳類的艇實(shí)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(shí)利現(xiàn)，泄應(yīng)該列很容喬易理紙解了躺）。華場景誓：薯應(yīng)帖用C壘lo淘ne侄的場盞景應(yīng)繡該說艱非常暫多，碌理想等情況慘下我恰當(dāng)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(shí)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(shí)現(xiàn)而：犁這盟里將堡的實(shí)駝現(xiàn)主零要之軋實(shí)現(xiàn)妹的表替現(xiàn)形閘式，灑而不棵是如浪何用順具體且的語宴言來帽實(shí)現(xiàn)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(gè)C芝lo獅ne錢方法四就行養(yǎng)。當(dāng)趣然，氣一般尋，主億流的檢程序版語言柴框架查都已郊經(jīng)定狠義了垮通用恥的C粱lo困ne啟接殿口（暗當(dāng)然撤也可莫以自伸己定沙義）甲，繼窯承并去實(shí)現(xiàn)饞該接過口和時(shí)方法屑就好籌。薄重構(gòu)控成本項(xiàng)：頁極低婆。不型多解醒釋了旬吧。仿1.繁5饅Si腳ng領(lǐng)le御to羞n帖思想司：軋保證際一個(gè)碌類只某有一鎮(zhèn)個(gè)唯濁一的馳實(shí)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(gè)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(shù)為這漸樣的對對象便生成萄一個(gè)蔥實(shí)例奔呢？抱實(shí)現(xiàn)珍：凱最偽簡單關(guān)的實(shí)病現(xiàn)方押式就上是使回用一眾個(gè)s算ta險(xiǎn)ti舟c型安的類流實(shí)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(gè)s雹ta痰ti掏c的禍唯刺一實(shí)乘例就投行。很重構(gòu)言成本霜：菊極低嫂。瑞2現(xiàn)結(jié)構(gòu)炊型剝2.第1A枕da珠pt督er奸思想川：糊將一譜個(gè)類以的接腥口轉(zhuǎn)測換成野另外唱一個(gè)乏接口奏，使柜得原咸本由風(fēng)于接蔥口不活兼容其而不絮能一刃起工漿作的特那些進(jìn)類可箏以一辨起工章作。把場景?。赫摳饽Ｊ阶赖膽?yīng)論用場祝景太止多了胖，很球多需箱要的核功能川模塊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(cuò)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(shí)現(xiàn)敵：罰定糊義一望個(gè)A趁da毅pt毅er弓類，坡包含星需要零包裝拿的類棋，實(shí)朽現(xiàn)需頁要的染其它柳接口圓，調(diào)辨用被顛包裝喉的類智的方刷法來桐實(shí)現(xiàn)哄需要賠的肉接口麻。棚重構(gòu)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(gè)類昌的抽賄象定水義和丈具體歡實(shí)現(xiàn)委解耦不。爺場景版：蜘該描模式篇的典蹄型應(yīng)導(dǎo)用場店景是鏡：一燕個(gè)類悔的抽展象定勵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吧：技上予面的鵝UM烏L圖獎(jiǎng)看似賤復(fù)雜董，實(shí)相際上爛，去曲理解年它的利最好哪的辦苦法就偉是試赴著思野考和訓(xùn)使用舒任何輕一種消OO中語歇言來予定義含一個(gè)閉擁有瘋事件來機(jī)制賢的類覺。比謎如，境.N邀et厚下，慕你只銀要好亭好去穿看看輩關(guān)于苗de睬le籌ga糊te弟的燦文檔兆，嘗給試著冠根據(jù)導(dǎo)MS澡DN潮寫寫弦看一帽個(gè)最變簡單移的自耳定義揉事件招。那顧么，雞上面集的U濤ML賣圖，順我組敢保掛證你承能很從輕易歇的看虎明白刷。脆重構(gòu)姐成本冤：遙高。塊3.濫9爬St藝at踢e嬸思想偏：凝允許橋一個(gè)勇對象軋?jiān)谄涓葍?nèi)部堆狀態(tài)狹改變淺時(shí)改材變它遮的行泥為。永場景慮：融實(shí)掉際上銀該模翼式在復(fù)作為毫重構(gòu)房的目隊(duì)的是再，絕梢大多狂數(shù)情爹況我待們做康的事址情是湖將對默一個(gè)例類的把st柴at庸e進(jìn)膜行i昆f-寧el妙se如或等者s況el持ec敲t-風(fēng)ca鄭se禽