设计模式基础

模式

在一定环境中解决某一问题的方案，包括三个基本元素–问题，解决方案和环境。
大白话：在一定环境下，用固定套路解决问题。

设计模式

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。

设计模式分类

GangofFour 的“DesignPatterns:ElementsofResualbelSoftware”书将设计模式归纳为三大类型，共 23 种。

创建型模式 : 通常和对象的创建有关，涉及到对象实例化的方式。（共 5 种模式)
结构型模式：描述的是如何组合类和对象以获得更大的结构。(共 7 种模式)
行为型模式：用来对类或对象怎样交互和怎样分配职责进行描述。(共 11 种模式)

创建型模式

用来处理对象的创建过程

工厂方法模式（FactoryMethodPattern）

定义一个创建产品对象的工厂接口，将实际创建工作推迟到子类中。

抽象工厂模式（AbstractFactoryPattern）

提供一个创建一系列相关或者相互依赖的接口，而无需指定它们具体的类。

建造者模式（BuilderPattern）

将一个复杂的构建与其表示相分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。

原型模式（PrototypePattern

用原型实例指定创建对象的种类，并且通过拷贝这些原型创建新的对象。

单例模式（SingletonPattern）

是保证一个类仅有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点。

结构型模式

处理类或者对象的组合

代理模式（ProxyPattern）

为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问

装饰者模式（DecoratorPattern）

给一个对象添加一些额外的职责。就增加功能来说，此模式比生成子类更为灵活。

适配器模式（AdapterPattern）

将一个类的接口转换成客户希望的另外一个接口。使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的那些类可以一起工作

桥接模式（BridgePattern）

将抽象部分与实际部分分离，使它们都可以独立的变化。

组合模式（CompositePattern）

将对象组合成树形结构以表示“部分–整体”的层次结构。使得用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性

外观模式（FacadePattern）

为子系统中的一组接口提供一个一致的界面，此模式定义了一个高层接口，这个接口使得这一子系统更加容易使用

享元模式（FlyweightPattern）

以共享的方式高效的支持大量的细粒度的对象。

行为型模式

用来对类或对象怎样交互和怎样分配职责进行描述

模板方法模式（TemplateMethodPattern）

使得子类可以不改变一个算法的结构即可重定义该算法的某些特定步骤。

命令模式（CommandPattern）

将一个请求封装为一个对象，从而使你可用不同的请求对客户端进行参数化；对请求排队或记录请求日志，以及支持可撤销的操作

责任链模式（ChainofResponsibilityPattern）

在该模式里，很多对象由每一个对象对其下家的引用而连接起来形成一条链。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，这使得系统可以在不影响客户端的情况下动态地重新组织链和分配责任

策略模式（StrategyPattern）

是准备一组算法，并将每一个算法封装起来，使得它们可以互换。

中介者模式（MediatorPattern）

定义一个中介对象来封装系列对象之间的交互。终结者使各个对象不需要显示的相互调用，从而使其耦合性松散，而且可以独立的改变他们之间的交互。

观察者模式（ObserverPattern）

定义对象间的一种一对多的依赖关系，当一个对象的状态发生改变时，所有依赖于它的对象都得到通知并被自动更新。

备忘录模式（MementoPattern）

是在不破坏封装的前提下，捕获一个对象的内部状态，并在该对象之外保存这个状态。

访问者模式（VisitorPattern）

就是表示一个作用于某对象结构中的各元素的操作，它使你可以在不改变各元素的类的前提下定义作用于这些元素的新操作。

状态模式（StatePattern）

对象的行为，依赖于它所处的状态

解释器模式（InterpreterPattern）

描述了如何为简单的语言定义一个语法，如何在该语言中表示一个句子，以及如何解释这些句子。

迭代器模式（IteratorPattern）

提供了一种方法顺序来访问一个聚合对象中的各个元素，而又不需要暴露该对象的内部表示。

设计模式基本原则

最终目的：高内聚，低耦合

开放封闭原则 (OCP,OpenForExtension,ClosedForModificationPrinciple)

类的改动是通过增加代码进行的，而不是修改源代码。

#include<iostream>using namespace std;
//开闭原则//写一个抽象类
class AbstractCaculator
{
public:virtual int getResult() = 0;virtual void setOperatorNumber(int a, int b) = 0;};//加法计算器
class PlusCaculator :public AbstractCaculator{
public:virtual void setOperatorNumber(int a, int b){this->mA = a;this->mB = b;}virtual int getResult(){return mA + mB;}
private:int mA;int mB;
};//减法计算器
class MinuteCaculator :public AbstractCaculator{
public:virtual void setOperatorNumber(int a, int b){this->mA = a;this->mB = b;}virtual int getResult(){return mA - mB;}
private:int mA;int mB;
};//乘法计算器
class MultiplyCaculator :public AbstractCaculator{
public:virtual void setOperatorNumber(int a, int b){this->mA = a;this->mB = b;}virtual int getResult(){return mA * mB;}
private:int mA;int mB;
};void test01()
{//父类指针指向基类对象AbstractCaculator * caculator = new PlusCaculator;caculator->setOperatorNumber(10, 20);cout << "ret:" << caculator->getResult() << endl;caculator = new  MultiplyCaculator;caculator->setOperatorNumber(30,20);cout << "ret:" << caculator->getResult() << endl;
}int main(void)
{test01();system("pause");return 0;
}

我们如果想再次增加计算器类型，只用继承基类，重写方法就可以了。

单一职责原则 (SRP,SingleResponsibilityPrinciple)

类的职责要单一，对外只提供一种功能，而引起类变化的原因都应该只有一个。

依赖倒置原则 (DIP,DependenceInversionPrinciple)

依赖于抽象(接口),不要依赖具体的实现(类)，也就是针对接口编程。

#include<iostream>
using namespace std;class BankWorker{
public:void SaveService(){cout << "办理存款业务..." << endl;}void payService(){cout << "办理支付业务.." << endl;}void tranferService(){cout << "办理转账业务..." << endl;}
};void doSaveBussiness(BankWorker *worker){worker->SaveService();
}
void doPayBussiness(BankWorker *worker){worker->payService();
}
void doTransferBussiness(BankWorker *worker){worker->tranferService();
}void test01(){BankWorker *worker = new BankWorker;doSaveBussiness(worker);//办理存款业务doPayBussiness(worker);//办理支付业务doTransferBussiness(worker);//办理转账业务
}int main(void)
{system("pause");return 0;
}

//银行工作人员
class AbstractWotker{
public:virtual void doBussiness() = 0;};//专门负责办理存款业务的工作人员
class doSaveBankWorker :public AbstractWotker{
public:virtual void doBussiness(){cout << "办理存款业务.." << endl;}
};class PaySaveBankWorker :public AbstractWotker{
public:virtual void doBussiness(){cout << "办理支付业务.." << endl;}
};class TransferSaveBankWorker :public AbstractWotker{
public:virtual void doBussiness(){cout << "办理转账业务.." << endl;}
};//中层业务，依赖于抽象层,bu
void doNewBusiness(AbstractWotker * worker){worker->doBussiness();delete worker;
}void test02()
{doNewBusiness(new TransferSaveBankWorker);doNewBusiness(new doSaveBankWorker);doNewBusiness(new PaySaveBankWorker);
}int main(void)
{//test01();system("pause");return 0;
}

接口隔离原则 (ISP,InterfaceSegegationPrinciple)

不应该强迫客户的程序依赖他们不需要的接口方法。一个接口应该只提供一种对外功能，不应该把所有操作都封装到一个接口中去。

里氏替换原则 (LSP,LiskovSubstitutionPrinciple)

任何抽象类出现的地方都可以用他的实现类进行替换。实际就是虚拟机制，语言级别实现面向对象功能。

合成复用原则(CARP,Composite/AggregateReusePrinciple)

优先使用组合而不是继承原则。如果使用继承，会导致父类的任何变换都可能影响到子类的行为。如果使用对象组合，就降低了这种依赖关系。

#include<iostream>
using namespace std;class AbstractCar{
public:virtual void run() = 0;};class Dazhong :public AbstractCar{
public:virtual void run(){cout << "大众车启动..." << endl;}
};class Tuolaji :public AbstractCar{
public:virtual void run(){cout << "拖拉机启动.." << endl;}
};//针对具体类，不使用继承
#if 0
class Person :public Tuolaji{
public:void Doufeng(){run();}
};class PersonB :public Tuolaji{
public:void Doufeng(){run();}
};
#endif//用组合
class Person{
public:/*~Person(){if (this->car != NULL){delete this->car;}}*/void setCar(AbstractCar *car){this->car = car;}void Doufeng(){this->car->run();if (this->car != NULL){delete this->car;this->car = NULL;}}public:AbstractCar *car;
};void test02(){Person* p = new Person;p->setCar(new Dazhong);p->Doufeng();p->setCar(new Tuolaji);p->Doufeng();delete p;
}//继承和组合优先使用组合
int main()
{test02();system("pause");return 0;
}

迪米特法则(LOD,LawofDemeter)

一个对象应当对其他对象尽可能少的了解，从而降低各个对象之间的耦合，提高系统的可维护性。例如在一个程序中，各个模块之间相互调用时，通常会提供一个统一的接口来实现。这样其他模块不需要了解另外一个模块的内部实现细节，这样当一个模块内部的实现发生改变时，不会影响其他模块的使用。

#include<iostream>
#include<string>
#include<vector>
using namespace std;
//迪米特原则，又叫最小知识原则，不要暴露内部结构，只提供接口class AbstractBuiding
{
public:virtual void sale() = 0;virtual string getQuality() = 0;
};//楼盘A
class BuildingA :public AbstractBuiding
{
public:BuildingA(){mQuity = "高品质";}virtual void sale(){cout << "楼盘A" << mQuity << "被售卖";}virtual string getQuality(){return mQuity;}
public:string mQuity;
};//楼盘B
class BuildingB :public AbstractBuiding
{
public:BuildingB(){mQuity = "低品质";}virtual void sale(){cout << "楼盘B" << mQuity << "被售卖";}virtual string getQuality(){return mQuity;}
public:string mQuity;
};
#if 0
void test01()
{BuildingA * ba = new BuildingA;if (ba->mQuity == "低品质"){ba->sale();}BuildingB *bb = new BuildingB;if (bb->mQuity == "低品质"){bb->sale();}
}
#endif//中介类
class Mediator{
public:Mediator(){AbstractBuiding * building = new BuildingA;vBuilding.push_back(building);building = new BuildingB;vBuilding.push_back(building);}~Mediator(){for (vector<AbstractBuiding*>::iterator it = vBuilding.begin(); it != vBuilding.end(); it++){if (*it != NULL){delete *it;}}}//对外提供接口AbstractBuiding *findMyBuilding(string qulity){for (vector<AbstractBuiding *>::iterator it = vBuilding.begin(); it != vBuilding.end(); it++){if ((*it)->getQuality() == qulity){return *it;}}return NULL;}
public:vector<AbstractBuiding*>vBuilding;
};void test02()
{Mediator *mediator = new Mediator;AbstractBuiding*building = mediator->findMyBuilding("高品质");if (building != NULL){building->sale();}else{cout << "没有符合您条件的楼盘！" << endl;}
}int main(void)
{//test01();test02();system("pause");return 0;
}

就是有个中间商。

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