一、引言
C#版本的23种设计模式已经写完了,现在也到了一个该总结的时候了。说起设计模式,我的话就比较多了。刚开始写代码的时候,有需求就写代码来解决需求,如果有新的需求,或者需求变了,我就想当然的修改自己的代码来满足新的需求,这样做感觉是理所当然的,也没感觉有什么不妥的地方。写了两年多代码,偶尔一次,听说了设计模式,据听说设计模式就是软件界的“独孤九剑”,学会之后就可以天下无敌,于是我就开始了我的进修之路。
想当初,我就像很多的初学编程的人一样,在面试官面前很容易说出面向对象语言的三大特征:继承,多态和封装,其实,我根本不理解这三个词语的意思,或者说理解的很浅薄。当然也有很多概念是不清楚的,比如:OOPL(面向对象语言)是不是就是OO的全部,面向对象的设计模式和设计模式的到底有什么区别,等等相关问题。自从自己学了设计模式,很多概念变得清晰明了,做事有原则了,或者说有准则了,不像以前只是解决了问题就好,根本不管代码写的是否合理。写的代码可以很优美了,结构更合理了,自己开始重新思考代码这个东西。
学习设计模式并不是一帆风顺的,尤其是刚开始的时候,由于自己很多概念不是很清楚,也走了很多弯路,但是通过自己的坚持,通过自己不断的看,不断的写,对模式的理解也越来越准确了。写代码不是一个很简单的事情,做任何事都是有原则的,写代码也一样,如果自己心中对做的事情没有准则,那就和无头的苍蝇一样,做与不做是一样的。写代码和写好代码是不一样的,如果要写好的代码,考虑的问题更多了,考虑稳定性,扩展性和耦合性,当然也要考虑上游和下游关联的问题,让你做事的时候知道怎么做,也知道为什么这么做,这就是学习设计模式带来的好处。
好了,说了也不少了,我把我写的模式都罗列出来,每个模式都有链接,可以直接点击进入查看和阅读,希望对大家阅读有益。
系列导航:
创建型:
C#设计模式(1)——单例模式(Singleton Pattern)
C#设计模式(2)——工厂方法模式(Factory Pattern)
C#设计模式(3)——抽象工厂模式(Abstract Pattern)
C#设计模式(4)——建造者模式(Builder Pattern)
C#设计模式(5)——原型模式(Prototype Pattern)
结构型:
C#设计模式(6)——适配器模式(Adapter Pattern)
C#设计模式(7)——桥接模式(Bridge Pattern)
C#设计模式(8)——装饰者模式(Decorator Pattern)
C#设计模式(9)——组合模式(Composite Pattern)
C#设计模式(10)——外观模式(Facade Pattern)
C#设计模式(11)——享元模式(Flyweight Pattern)
C#设计模式(12)——代理模式(Proxy Pattern)
行为型:
C#设计模式(13)——模板方法模式(Template Method)
C#设计模式(14)——命令模式(Command Pattern)
C#设计模式(15)——迭代器模式(Iterator Pattern)
C#设计模式(16)——观察者模式(Observer Pattern)
C#设计模式(17)——中介者模式(Mediator Pattern)
C#设计模式(18)——状态模式(State Pattern)
C#设计模式(19)——策略模式(Stragety Pattern)
C#设计模式(20)——责任链模式(Chain of Responsibility Pattern)
C#设计模式(21)——访问者模式(Vistor Pattern)
C#设计模式(22)——备忘录模式(Memento Pattern)
C#设计模式(23)——解释器模式(Interpreter Pattern)
二、 面向对象的设计原则
写代码也是有原则的,我们之所以使用设计模式,主要是为了适应变化,提高代码复用率,使软件更具有可维护性和可扩展性。如果我们能更好的理解这些设计原则,对我们理解面向对象的设计模式也是有帮助的,因为这些模式的产生是基于这些原则的。这些规则是:单一职责原则(SRP)、开放封闭原则(OCP)、里氏代替原则(LSP)、依赖倒置原则(DIP)、接口隔离原则(ISP)、合成复用原则(CRP)和迪米特原则(LoD)。下面我们就分别介绍这几种设计原则。
2.1、单一职责原则(SRP):
(1)、SRP(Single Responsibilities Principle)的定义:就一个类而言,应该仅有一个引起它变化的原因。简而言之,就是功能要单一。
(2)、如果一个类承担的职责过多,就等于把这些职责耦合在一起,一个职责的变化可能会削弱或者抑制这个类完成其它职责的能力。这种耦合会导致脆弱的设计,当变化发生时,设计会遭受到意想不到的破坏。(敏捷软件开发)
(3)、软件设计真正要做的许多内容,就是发现职责并把那些职责相互分离。
小结:单一职责原则(SRP)可以看做是低耦合、高内聚在面向对象原则上的引申,将职责定义为引起变化的原因,以提高内聚性来减少引起变化的原因。责任过多,引起它变化的原因就越多,这样就会导致职责依赖,大大损伤其内聚性和耦合度。
2.2、开放关闭原则(OCP)
(1)、OCP(Open-Close Principle)的定义:就是说软件实体(类,方法等等)应该可以扩展(扩展可以理解为增加),但是不能在原来的方法或者类上修改,也可以这样说,对增加代码开放,对修改代码关闭。
(2)、OCP的两个特征: 对于扩展(增加)是开放的,因为它不影响原来的,这是新增加的。对于修改是封闭的,如果总是修改,逻辑会越来越复杂。
小结:开放封闭原则(OCP)是面向对象设计的核心思想。遵循这个原则可以为我们面向对象的设计带来巨大的好处:可维护(维护成本小,做管理简单,影响最小)、可扩展(有新需求,增加就好)、可复用(不耦合,可以使用以前代码)、灵活性好(维护方便、简单)。开发人员应该仅对程序中出现频繁变化的那些部分做出抽象,但是不能过激,对应用程序中的每个部分都刻意地进行抽象同样也不是一个好主意。拒绝不成熟的抽象和抽象本身一样重要。
2.3、里氏代替原则(LSP)
(1)、LSP(Liskov Substitution Principle)的定义:子类型必须能够替换掉它们的父类型。更直白的说,LSP是实现面向接口编程的基础。
小结:任何基类可以出现的地方,子类一定可以出现,所以我们可以实现面向接口编程。 LSP是继承复用的基石,只有当子类可以替换掉基类,软件的功能不受到影响时,基类才能真正被复用,而子类也能够在基类的基础上增加新的行为。里氏代换原则是对“开-闭”原则的补充。实现“开-闭”原则的关键步骤就是抽象化。而基类与子类的继承关系就是抽象化的具体实现,所以里氏代换原则是对实现抽象化的具体步骤的规范。
2.4、依赖倒置原则(DIP)
(1)、DIP(Dependence Inversion Principle)的定义:抽象不应该依赖细节,细节应该依赖于抽象。简单说就是,我们要针对接口编程,而不要针对实现编程。
(2)、高层模块不应该依赖低层模块,两个都应该依赖抽象,因为抽象是稳定的。抽象不应该依赖具体(细节),具体(细节)应该依赖抽象。
小结:依赖倒置原则其实可以说是面向对象设计的标志,如果在我们编码的时候考虑的是面向接口编程,而不是简单的功能实现,体现了抽象的稳定性,只有这样才符合面向对象的设计。
2.5 接口隔离原则(ISP)
(1)、接口隔离原则(Interface Segregation Principle, ISP)指的是使用多个专门的接口比使用单一的总接口要好。也就是说不要让一个单一的接口承担过多的职责,而应把每个职责分离到多个专门的接口中,进行接口分离。过于臃肿的接口是对接口的一种污染。
(2)、使用多个专门的接口比使用单一的总接口要好。
(3)、一个类对另外一个类的依赖性应当是建立在最小的接口上的。
(4)、一个接口代表一个角色,不应当将不同的角色都交给一个接口。没有关系的接口合并在一起,形成一个臃肿的大接口,这是对角色和接口的污染。
(5)、“不应该强迫客户依赖于它们不用的方法。接口属于客户,不属于它所在的类层次结构。”这个说得很明白了,再通俗点说,不要强迫客户使用它们不用的方法,如果强迫用户使用它们不使用的方法,那么这些客户就会面临由于这些不使用的方法的改变所带来的改变。
小结:接口隔离原则(ISP)告诉我们,在做接口设计的时候,要尽量设计的接口功能单一,功能单一,使它变化的因素就少,这样就更稳定,其实这体现了高内聚,低耦合的原则,这样做也避免接口的污染。
2.6 组合复用原则(CRP)
(1)、组合复用原则(Composite Reuse Principle, CRP)就是在一个新的对象里面使用一些已有的对象,使之成为新对象的一部分。新对象通过向这些对象的委派达到复用已用功能的目的。简单地说,就是要尽量使用合成/聚合,尽量不要使用继承。
(2)、要使用好组合复用原则,首先需要区分”Has—A”和“Is—A”的关系。 “Is—A”是指一个类是另一个类的“一种”,是属于的关系,而“Has—A”则不同,它表示某一个角色具有某一项责任。导致错误的使用继承而不是聚合的常见的原因是错误地把“Has—A”当成“Is—A”.例如:鸡是动物,这就是“Is-A”的表现,某人有一个手枪,People类型里面包含一个Gun类型,这就是“Has-A”的表现。
小结:组合/聚合复用原则可以使系统更加灵活,类与类之间的耦合度降低,一个类的变化对其他类造成的影响相对较少,因此一般首选使用组合/聚合来实现复用;其次才考虑继承,在使用继承时,需要严格遵循里氏替换原则,有效使用继承会有助于对问题的理解,降低复杂度,而滥用继承反而会增加系统构建和维护的难度以及系统的复杂度,因此需要慎重使用继承复用。
2.7 迪米特法则(Law of Demeter)
(1)、迪米特法则(Law of Demeter,LoD)又叫最少知识原则(Least Knowledge Principle,LKP),指的是一个对象应当对其他对象有尽可能少的了解。也就是说,一个模块或对象应尽量少的与其他实体之间发生相互作用,使得系统功能模块相对独立,这样当一个模块修改时,影响的模块就会越少,扩展起来更加容易。
(2)、关于迪米特法则其他的一些表述有:只与你直接的朋友们通信;不要跟“陌生人”说话。
(3)、外观模式(Facade Pattern)和中介者模式(Mediator Pattern)就使用了迪米特法则。
小结:迪米特法则的初衷是降低类之间的耦合,实现类型之间的高内聚,低耦合,这样可以解耦。但是凡事都有度,过分的使用迪米特原则,会产生大量这样的中介和传递类,导致系统复杂度变大。所以在采用迪米特法则时要反复权衡,既做到结构清晰,又要高内聚低耦合。
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