設計模式概述及匯總

設計模式簡介

????設計模式并不直接用來完成代碼的編寫,而是描述在各種不同情況下,要怎么解決問題的一種方案。這些解決方案是眾多軟件開發人員經過相當長的一段時間的試驗和錯誤總結出來的。
????面向對象設計模式通常以類別或對象來描述其中的關系和相互作用,但不涉及用來完成應用程序的特定類別或對象。設計模式能使不穩定依賴于相對穩定、具體依賴于相對抽象,避免會引起麻煩的緊耦合,以增強軟件設計面對并適應變化的能力。

GoF 與 《設計模式:可復用面向對象軟件的基礎》

????《設計模式:可復用面向對象軟件的基礎》(Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software)是軟件工程領域有關設計模式的一本書,提出和總結了對于一些常見軟件設計問題的標準解決方案,稱為軟件設計模式。該書作者是埃里希·伽瑪(Erich Gamma)、Richard Helm、Ralph Johnson和John Vlissides,后以“四人幫”(Gang of Four,GoF)著稱,書中的設計模式也被稱為“四人幫設計模式”(Gang of Four design patterns)。

????《設計模式:可復用面向對象軟件的基礎》所提出的設計模式主要是基于以下的面向對象設計原則:

  • 針對接口編程而不是對實現編程

  • 優先使用對象組合而不是繼承。

接口繼承與類繼承的區別

????通過接口繼承可以用一個對象代替另一個對象,而類繼承是通過復用父類的功能或者只是簡單地共享代碼和表述,來定義對象的實現和類型的一種機制。差別在于一個對象可以具有多種類型而不同類的對象可以有相同的類型。

@protocol 與 抽象基類

????定義具有相同接口的類群很重要,因為多態是基于接口的。通常的做法是,在客戶端的代碼中不聲明特定具體類的變量,而只使用協議或抽象類定義的接口。
????在 Objective-C 中,有一種稱為協議(@protocol)的語言功能。@protocol 并不定義任何實現,而只聲明方法,以確定符合協議的類的行為。因此 @protocol 是只定義了抽象行為的接口,例如 <NSCopying>,當類遵守了 NSCopying 協議,就需實現copyWithZone方法。
????通過抽象基類,可以生成一些其它子類可以共享的默認行為,抽象基類與通常的類相似,只是預留了一些可以或應該由子類重載的行為。

類繼承的優缺點

  • 優點:

    • 繼承簡單直接,關系在編譯是靜態定義;
    • 被復用的實現易于修改。
  • 缺點:

    • 因為繼承是在編譯時定義,所以無法在運行時變更從父類繼承來的實現;

    • 子類的部分描述常常定義在父類中;

    • 子類直接面對父類實現的細節,因此破壞了封裝

    • 父類實現的任何變更都會強制子類也進行變更,因為它們的實現聯系在了一起;

    • 新的問題場景下繼承的實現不再適用,必須重寫父類或是繼承來的實現。

對象組合的優缺點

????對象組合通常同時使用多個對象,要求被組合的對象具有定義良好的接口,并且通過從其它對象得到的引用在運行時動態定義。

  • 優點:
    • 不會破壞封裝
    • 減少實現的依存關系
    • 可以在運行時將任意對象替換為同類型的對象
    • 有助于將類的封裝以專注于單一任務
    • 類及其層次結果能保持簡潔
  • 缺點:
    • 設計中涉及較多對象
    • 系統的行為將依賴于不同對象之間的關系,而不是定義與單個類中

設計模式類型

????《設計模式》一書原先把設計模式分為創建型模式、結構型模式、行為型模式,把它們通過授權、聚合、診斷的概念來描述

創建型模式

????創建型模式提供了一種在創建對象的同時隱藏創建邏輯的方式,而不是使用 new 運算符直接實例化對象。這使得程序在判斷針對某個給定實例需要創建哪些對象時更加靈活。

結構型模式

????結構型模式關注類和對象的組合。繼承的概念被用來組合接口和定義組合對象獲得新功能的方式。

行為型模式

行為型模式特別關注對象之間的通信。

設計模式的六大原則

  1. 開閉原則(Open Close Principle)

????開閉原則的意思是:對擴展開放,對修改關閉。在程序需要進行拓展的時候,不能去修改原有的代碼,實現一個熱插拔的效果。簡言之,是為了使程序的擴展性好,易于維護和升級。想要達到這樣的效果,我們需要使用接口和抽象類,后面的具體設計中我們會提到這點。

  1. 里氏代換原則(Liskov Substitution Principle)

????里氏代換原則是面向對象設計的基本原則之一。 里氏代換原則中說,任何基類可以出現的地方,子類一定可以出現。LSP 是繼承復用的基石,只有當派生類可以替換掉基類,且軟件單位的功能不受到影響時,基類才能真正被復用,而派生類也能夠在基類的基礎上增加新的行為。里氏代換原則是對開閉原則的補充。實現開閉原則的關鍵步驟就是抽象化,而基類與子類的繼承關系就是抽象化的具體實現,所以里氏代換原則是對實現抽象化的具體步驟的規范。

  1. 依賴倒轉原則(Dependence Inversion Principle)

????依賴倒轉原則是開閉原則的基礎,具體內容:針對接口編程,依賴于抽象而不依賴于具體。

  1. 接口隔離原則(Interface Segregation Principle)

????接口隔離原則的意思是:使用多個隔離的接口,比使用單個接口要好。它還有另外一個意思是:降低類之間的耦合度。由此可見,其實設計模式就是從大型軟件架構出發、便于升級和維護的軟件設計思想,它強調降低依賴,降低耦合。

  1. 迪米特法則,又稱最少知道原則(Demeter Principle)

????最少知道原則是指:一個實體應當盡量少地與其他實體之間發生相互作用,使得系統功能模塊相對獨立。

  1. 合成復用原則(Composite Reuse Principle)

????合成復用原則是指:盡量使用合成/聚合的方式,而不是使用繼承。

Cocoa Design Patterns

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