设计模式介绍和总结(python 实现)

参考23个设计模式_哔哩哔哩 (゜-゜)つロ 干杯~-bilibili

设计模式

什么是设计模式

“每一个模式描述了一个在我们周围不断重复发生的问题,以及该问题的解决方案的核心。这样,你就能一次又一次地使用该方案而不必做重复劳动”。
——Christopher Alexander

如何解决复杂性?

  1. 分解
  • 人们面对复杂性有一个常见的做法:即分而治之,将大问题分解为多个小问题,将复杂问题分解为多个简单问题。
  1. 抽象
  • 更高层次来讲,人们处理复杂性有一个通用的技术,即抽象。由于不能掌握全部的复杂对象,我们选择忽视它的非本质细节,而去处理泛化和理想化了的对象模型。

分类

一、GOF-23 模式分类

• 创建型(Creational)模式:将对象的部分创建工作延迟到子 类或者其他对象,从而应对需求变化为对象创建时具体类型实 现引来的冲击。
• 结构型(Structural)模式:通过类继承或者对象组合获得更灵 活的结构,从而应对需求变化为对象的结构带来的冲击。
• 行为型(Behavioral)模式:通过类继承或者对象组合来划分 类与对象间的职责,从而应对需求变化为多个交互的对象带来 的冲击。

二、从封装变化角度对模式分类

对象创建:
组件协作:
单一职责:
对象性能:
接口隔离:
数据结构:
行为或状态变化:
领域问题:

重构关键方法

  • 静态 -> 动态
  • 早绑定 -> 晚绑定
  • 继承 -> 组合
  • 编译时依赖 -> 运行时依赖
  • 紧耦合 -> 松耦合

总结

设计模式目标

  • 管理变化,提高复用

设计模式两种手段

  • 分解
  • 抽象

设计模式八大原则

  1. 依赖倒置原则(DIP)
  • 高层模块(稳定)不应该依赖于低层模块(变化),二者都应该依赖于抽象(稳定) 。
  • 抽象(稳定)不应该依赖于实现细节(变化) ,实现细节应该依赖于抽象(稳定)。
  1. 开放封闭原则(OCP)
  • 对扩展开放,对更改封闭。
  • 类模块应该是可扩展的,但是不可修改。
  1. 单一职责原则(SRP)
  • 一个类应该仅有一个引起它变化的原因。
  • 变化的方向隐含着类的责任。
  1. Liskov 替换原则(LSP)
  • 子类必须能够替换它们的基类(IS-A)。
  • 继承表达类型抽象。
  1. 接口隔离原则(ISP)
  • 不应该强迫客户程序依赖它们不用的方法。
  • 接口应该小而完备。
  1. 优先使用对象组合,而不是类继承
  • 类继承通常为“白箱复用”,对象组合通常为“黑箱复用” 。
  • 继承在某种程度上破坏了封装性,子类父类耦合度高。
  • 而对象组合则只要求被组合的对象具有良好定义的接口,耦合度低。
  1. 封装变化点
  • 使用封装来创建对象之间的分界层,让设计者可以在分界层的一侧进行修改,而不会对另一侧产生不良的影响,从而实现层次间的松耦合。
  1. 针对接口编程,而不是针对实现编程
  • 不将变量类型声明为某个特定的具体类,而是声明为某个接口。
  • 客户程序无需获知对象的具体类型,只需要知道对象所具有的接口。
  • 减少系统中各部分的依赖关系,从而实现“高内聚、松耦合”的类型设计方案。

重构技巧

  • 静态->动态
  • 早绑定 -> 晚绑定
  • 继承 -> 组合
  • 编译时依赖 -> 运行时依赖
  • 紧耦合 -> 松耦合

设计原则作用

  • 在稳定和变化中寻找隔离点,从而管理变化。

设计原则注意点

  • 如果代码全都变化,那么任何设计模式都无法适用。
  • 如果代码全部稳定,设计模式也没有了意义。
  • 变化是相对而言。因此寻找适用的设计模式之前,需要找到相对变化的部分。
  • 设计模式的八大原则,比具体的设计模式更重要

将设计原则提升为设计经验

  1. 设计习语 Design Idioms
    • Design Idioms 描述与特定编程语言相关的低层模式,技巧,惯用法。
  2. 设计模式 Design Patterns
    • Design Patterns主要描述的是“类与相互通信的对象之间的组织关系,包括它们的角色、职责、协作方式等方面。
  3. 架构模式 Architectural Patterns
    • Architectural Patterns描述系统中与基本结构组织关系密切的高层模式,包括子系统划分,职责,以及如何组织它们之间关系的规则。

以下情况不建议使用设计模式

  • 代码可读性很差
  • 需求理解很浅
  • 变化点没用显现
  • 不是系统的关键依赖点
  • 项目没用复用价值

经验

  • 不要为模式而模式
  • 关注抽象类和接口
  • 理清变化点和稳定点
  • 审视依赖关系
  • 拥有框架和应用的分隔思维
  • 良好的设计是演化的结果
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