如何能把代碼寫(xiě)得更穩(wěn)定及更易維護(hù)

從基層碼農(nóng)到現(xiàn)在的基礎(chǔ)架構(gòu)工程師，可以說(shuō)這些年走了很多彎路，也遇到了不少挫折。技術(shù)成長(zhǎng)的路上總是少不了各種磕磕碰碰。那么如何能把代碼寫(xiě)得更穩(wěn)定、更健壯、更易維護(hù)呢？這當(dāng)然少不了設(shè)計(jì)模式，它是設(shè)計(jì)軟件框架的基礎(chǔ)同時(shí)也是成為軟件架構(gòu)工程師的必經(jīng)之路。有了設(shè)計(jì)模式，我們發(fā)現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯代碼也就那么一回事，從以前的加班加點(diǎn)到現(xiàn)在更高效率的開(kāi)展工作；有了設(shè)計(jì)模式，寫(xiě)代碼不再是日常工作中花時(shí)間最多的，因?yàn)楹玫脑O(shè)計(jì)模式結(jié)合實(shí)際的業(yè)務(wù)場(chǎng)景，就能幫我們把代碼的流程梳理清楚。以下是我整理的一篇關(guān)于設(shè)計(jì)模式的網(wǎng)文，寫(xiě)得通俗易懂，既能當(dāng)面試八股文，也能給日常的軟件設(shè)計(jì)做一些參考。

一、什么是設(shè)計(jì)模式

設(shè)計(jì)模式（Design pattern）是一套被反復(fù)使用、多數(shù)人知曉的、經(jīng)過(guò)分類編目的、代碼設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)。使用設(shè)計(jì)模式是為了可重用代碼、讓代碼更容易被他人理解、保證代碼可靠性。毫無(wú)疑問(wèn)，設(shè)計(jì)模式于己于他人于系統(tǒng)都是多贏的，設(shè)計(jì)模式使代碼編制真正工程化，設(shè)計(jì)模式是軟件工程的基石，如同大廈的一塊塊磚石一樣。項(xiàng)目中合理的運(yùn)用設(shè)計(jì)模式可以完美的解決很多問(wèn)題，每種模式在現(xiàn)在中都有相應(yīng)的原理來(lái)與之對(duì)應(yīng)，每一個(gè)模式描述了一個(gè)在我們周?chē)粩嘀貜?fù)發(fā)生的問(wèn)題，以及該問(wèn)題的核心解決方案，這也是它能被廣泛應(yīng)用的原因。簡(jiǎn)單說(shuō)：

模式：在某些場(chǎng)景下，針對(duì)某類問(wèn)題的某種通用的解決方案。

場(chǎng)景：項(xiàng)目所在的環(huán)境

問(wèn)題：約束條件，項(xiàng)目目標(biāo)等

解決方案：通用、可復(fù)用的設(shè)計(jì)，解決約束達(dá)到目標(biāo)。

二、設(shè)計(jì)模式的三個(gè)分類

創(chuàng)建型模式：對(duì)象實(shí)例化的模式，創(chuàng)建型模式用于解耦對(duì)象的實(shí)例化過(guò)程。

結(jié)構(gòu)型模式：把類或?qū)ο蠼Y(jié)合在一起形成一個(gè)更大的結(jié)構(gòu)。

行為型模式：類和對(duì)象如何交互，及劃分責(zé)任和算法。

如下圖所示：

三、各分類中模式的關(guān)鍵點(diǎn)

單例模式：某個(gè)類只能有一個(gè)實(shí)例，提供一個(gè)全局的訪問(wèn)點(diǎn)。

簡(jiǎn)單工廠：一個(gè)工廠類根據(jù)傳入的參量決定創(chuàng)建出那一種產(chǎn)品類的實(shí)例。

工廠方法：定義一個(gè)創(chuàng)建對(duì)象的接口，讓子類決定實(shí)例化那個(gè)類。

抽象工廠：創(chuàng)建相關(guān)或依賴對(duì)象的家族，而無(wú)需明確指定具體類。

建造者模式：封裝一個(gè)復(fù)雜對(duì)象的構(gòu)建過(guò)程，并可以按步驟構(gòu)造。

原型模式：通過(guò)復(fù)制現(xiàn)有的實(shí)例來(lái)創(chuàng)建新的實(shí)例。

適配器模式：將一個(gè)類的方法接口轉(zhuǎn)換成客戶希望的另外一個(gè)接口。

組合模式：將對(duì)象組合成樹(shù)形結(jié)構(gòu)以表示“”部分-整體“”的層次結(jié)構(gòu)。

裝飾模式：動(dòng)態(tài)的給對(duì)象添加新的功能。

代理模式：為其他對(duì)象提供一個(gè)代理以便控制這個(gè)對(duì)象的訪問(wèn)。

亨元（蠅量）模式：通過(guò)共享技術(shù)來(lái)有效的支持大量細(xì)粒度的對(duì)象。

外觀模式：對(duì)外提供一個(gè)統(tǒng)一的方法，來(lái)訪問(wèn)子系統(tǒng)中的一群接口。

橋接模式：將抽象部分和它的實(shí)現(xiàn)部分分離，使它們都可以獨(dú)立的變化。

模板模式：定義一個(gè)算法結(jié)構(gòu)，而將一些步驟延遲到子類實(shí)現(xiàn)。

解釋器模式：給定一個(gè)語(yǔ)言，定義它的文法的一種表示，并定義一個(gè)解釋器。

策略模式：定義一系列算法，把他們封裝起來(lái)，并且使它們可以相互替換。

狀態(tài)模式：允許一個(gè)對(duì)象在其對(duì)象內(nèi)部狀態(tài)改變時(shí)改變它的行為。

觀察者模式：對(duì)象間的一對(duì)多的依賴關(guān)系。

備忘錄模式：在不破壞封裝的前提下，保持對(duì)象的內(nèi)部狀態(tài)。

中介者模式：用一個(gè)中介對(duì)象來(lái)封裝一系列的對(duì)象交互。

命令模式：將命令請(qǐng)求封裝為一個(gè)對(duì)象，使得可以用不同的請(qǐng)求來(lái)進(jìn)行參數(shù)化。

訪問(wèn)者模式：在不改變數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的前提下，增加作用于一組對(duì)象元素的新功能。

責(zé)任鏈模式：將請(qǐng)求的發(fā)送者和接收者解耦，使的多個(gè)對(duì)象都有處理這個(gè)請(qǐng)求的機(jī)會(huì)。

迭代器模式：一種遍歷訪問(wèn)聚合對(duì)象中各個(gè)元素的方法，不暴露該對(duì)象的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

四、概說(shuō)23種設(shè)計(jì)模式

1.單例模式

單例模式，它的定義就是確保某一個(gè)類只有一個(gè)實(shí)例，并且提供一個(gè)全局訪問(wèn)點(diǎn)。

單例模式具備典型的3個(gè)特點(diǎn)：1、只有一個(gè)實(shí)例。2、自我實(shí)例化。3、提供全局訪問(wèn)點(diǎn)。

因此當(dāng)系統(tǒng)中只需要一個(gè)實(shí)例對(duì)象或者系統(tǒng)中只允許一個(gè)公共訪問(wèn)點(diǎn)，除了這個(gè)公共訪問(wèn)點(diǎn)外，不能通過(guò)其他訪問(wèn)點(diǎn)訪問(wèn)該實(shí)例時(shí)，可以使用單例模式。

單例模式的主要優(yōu)點(diǎn)就是節(jié)約系統(tǒng)資源、提高了系統(tǒng)效率，同時(shí)也能夠嚴(yán)格控制客戶對(duì)它的訪問(wèn)。也許就是因?yàn)橄到y(tǒng)中只有一個(gè)實(shí)例，這樣就導(dǎo)致了單例類的職責(zé)過(guò)重，違背了“單一職責(zé)原則”，同時(shí)也沒(méi)有抽象類，所以擴(kuò)展起來(lái)有一定的困難。其UML結(jié)構(gòu)圖非常簡(jiǎn)單，就只有一個(gè)類，如下圖：

2.工廠方法模式

作為抽象工廠模式的孿生兄弟，工廠方法模式定義了一個(gè)創(chuàng)建對(duì)象的接口，但由子類決定要實(shí)例化的類是哪一個(gè)，也就是說(shuō)工廠方法模式讓實(shí)例化推遲到子類。

工廠方法模式非常符合“開(kāi)閉原則”，當(dāng)需要增加一個(gè)新的產(chǎn)品時(shí)，我們只需要增加一個(gè)具體的產(chǎn)品類和與之對(duì)應(yīng)的具體工廠即可，無(wú)須修改原有系統(tǒng)。同時(shí)在工廠方法模式中用戶只需要知道生產(chǎn)產(chǎn)品的具體工廠即可，無(wú)須關(guān)系產(chǎn)品的創(chuàng)建過(guò)程，甚至連具體的產(chǎn)品類名稱都不需要知道。雖然他很好的符合了“開(kāi)閉原則”，但是由于每新增一個(gè)新產(chǎn)品時(shí)就需要增加兩個(gè)類，這樣勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的復(fù)雜度增加。其UML結(jié)構(gòu)圖：

3.抽象工廠模式

所謂抽象工廠模式就是提供一個(gè)接口，用于創(chuàng)建相關(guān)或者依賴對(duì)象的家族，而不需要明確指定具體類。他允許客戶端使用抽象的接口來(lái)創(chuàng)建一組相關(guān)的產(chǎn)品，而不需要關(guān)系實(shí)際產(chǎn)出的具體產(chǎn)品是什么。這樣一來(lái)，客戶就可以從具體的產(chǎn)品中被解耦。它的優(yōu)點(diǎn)是隔離了具體類的生成，使得客戶端不需要知道什么被創(chuàng)建了，而缺點(diǎn)就在于新增新的行為會(huì)比較麻煩，因?yàn)楫?dāng)添加一個(gè)新的產(chǎn)品對(duì)象時(shí)，需要更加需要更改接口及其下所有子類。其UML結(jié)構(gòu)圖如下：

4.建造者模式

對(duì)于建造者模式而已，它主要是將一個(gè)復(fù)雜對(duì)象的構(gòu)建與表示分離，使得同樣的構(gòu)建過(guò)程可以創(chuàng)建不同的表示。適用于那些產(chǎn)品對(duì)象的內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。

建造者模式將復(fù)雜產(chǎn)品的構(gòu)建過(guò)程封裝分解在不同的方法中，使得創(chuàng)建過(guò)程非常清晰，能夠讓我們更加精確的控制復(fù)雜產(chǎn)品對(duì)象的創(chuàng)建過(guò)程，同時(shí)它隔離了復(fù)雜產(chǎn)品對(duì)象的創(chuàng)建和使用，使得相同的創(chuàng)建過(guò)程能夠創(chuàng)建不同的產(chǎn)品。但是如果某個(gè)產(chǎn)品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜，將會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)變得非常龐大，不利于控制，同時(shí)若幾個(gè)產(chǎn)品之間存在較大的差異，則不適用建造者模式，畢竟這個(gè)世界上存在相同點(diǎn)大的兩個(gè)產(chǎn)品并不是很多，所以它的使用范圍有限。其UML結(jié)構(gòu)圖：

5.原型模式

在我們應(yīng)用程序可能有某些對(duì)象的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，但是我們又需要頻繁的使用它們，如果這個(gè)時(shí)候我們來(lái)不斷的新建這個(gè)對(duì)象勢(shì)必會(huì)大大損耗系統(tǒng)內(nèi)存的，這個(gè)時(shí)候我們需要使用原型模式來(lái)對(duì)這個(gè)結(jié)構(gòu)復(fù)雜又要頻繁使用的對(duì)象進(jìn)行克隆。所以原型模式就是用原型實(shí)例指定創(chuàng)建對(duì)象的種類，并且通過(guò)復(fù)制這些原型創(chuàng)建新的對(duì)象。

它主要應(yīng)用與那些創(chuàng)建新對(duì)象的成本過(guò)大時(shí)。它的主要優(yōu)點(diǎn)就是簡(jiǎn)化了新對(duì)象的創(chuàng)建過(guò)程，提高了效率，同時(shí)原型模式提供了簡(jiǎn)化的創(chuàng)建結(jié)構(gòu)。UML結(jié)構(gòu)圖：

模式結(jié)構(gòu)
原型模式包含如下角色：
Prototype：抽象原型類
ConcretePrototype：具體原型類
Client：客戶類

6.適配器模式

在我們的應(yīng)用程序中我們可能需要將兩個(gè)不同接口的類來(lái)進(jìn)行通信，在不修改這兩個(gè)的前提下我們可能會(huì)需要某個(gè)中間件來(lái)完成這個(gè)銜接的過(guò)程。這個(gè)中間件就是適配器。所謂適配器模式就是將一個(gè)類的接口，轉(zhuǎn)換成客戶期望的另一個(gè)接口。它可以讓原本兩個(gè)不兼容的接口能夠無(wú)縫完成對(duì)接。

作為中間件的適配器將目標(biāo)類和適配者解耦，增加了類的透明性和可復(fù)用性。

適配器模式包含如下角色：
Target：目標(biāo)抽象類
Adapter：適配器類
Adaptee：適配者類
Client：客戶類

7.橋接模式

如果說(shuō)某個(gè)系統(tǒng)能夠從多個(gè)角度來(lái)進(jìn)行分類，且每一種分類都可能會(huì)變化，那么我們需要做的就是講這多個(gè)角度分離出來(lái)，使得他們能獨(dú)立變化，減少他們之間的耦合，這個(gè)分離過(guò)程就使用了橋接模式。所謂橋接模式就是講抽象部分和實(shí)現(xiàn)部分隔離開(kāi)來(lái)，使得他們能夠獨(dú)立變化。

橋接模式將繼承關(guān)系轉(zhuǎn)化成關(guān)聯(lián)關(guān)系，封裝了變化，完成了解耦，減少了系統(tǒng)中類的數(shù)量，也減少了代碼量。

橋接模式包含如下角色：
Abstraction：抽象類
RefinedAbstraction：擴(kuò)充抽象類
Implementor：實(shí)現(xiàn)類接口
ConcreteImplementor：具體實(shí)現(xiàn)類

8.組合模式

組合模式組合多個(gè)對(duì)象形成樹(shù)形結(jié)構(gòu)以表示“整體-部分”的結(jié)構(gòu)層次。它定義了如何將容器對(duì)象和葉子對(duì)象進(jìn)行遞歸組合，使得客戶在使用的過(guò)程中無(wú)須進(jìn)行區(qū)分，可以對(duì)他們進(jìn)行一致的處理。在使用組合模式中需要注意一點(diǎn)也是組合模式最關(guān)鍵的地方：葉子對(duì)象和組合對(duì)象實(shí)現(xiàn)相同的接口。這就是組合模式能夠?qū)⑷~子節(jié)點(diǎn)和對(duì)象節(jié)點(diǎn)進(jìn)行一致處理的原因。

雖然組合模式能夠清晰地定義分層次的復(fù)雜對(duì)象，也使得增加新構(gòu)件也更容易，但是這樣就導(dǎo)致了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)變得更加抽象，如果系統(tǒng)的業(yè)務(wù)規(guī)則比較復(fù)雜的話，使用組合模式就有一定的挑戰(zhàn)了。

模式結(jié)構(gòu)
組合模式包含如下角色：
Component: 抽象構(gòu)件
Leaf: 葉子構(gòu)件
Composite: 容器構(gòu)件
Client: 客戶類

9.裝飾模式

我們可以通過(guò)繼承和組合的方式來(lái)給一個(gè)對(duì)象添加行為，雖然使用繼承能夠很好擁有父類的行為，但是它存在幾個(gè)缺陷：一、對(duì)象之間的關(guān)系復(fù)雜的話，系統(tǒng)變得復(fù)雜不利于維護(hù)。二、容易產(chǎn)生“類爆炸”現(xiàn)象。三、是靜態(tài)的。在這里我們可以通過(guò)使用裝飾者模式來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。

裝飾者模式，動(dòng)態(tài)地將責(zé)任附加到對(duì)象上。若要擴(kuò)展功能，裝飾者提供了比繼承更加有彈性的替代方案。雖然裝飾者模式能夠動(dòng)態(tài)將責(zé)任附加到對(duì)象上，但是他會(huì)產(chǎn)生許多的細(xì)小對(duì)象，增加了系統(tǒng)的復(fù)雜度。

模式結(jié)構(gòu)
裝飾模式包含如下角色：
Component: 抽象構(gòu)件
ConcreteComponent: 具體構(gòu)件
Decorator: 抽象裝飾類
ConcreteDecorator: 具體裝飾類

10.外觀模式

我們都知道類與類之間的耦合越低，那么可復(fù)用性就越好，如果兩個(gè)類不必彼此通信，那么就不要讓這兩個(gè)類發(fā)生直接的相互關(guān)系，如果需要調(diào)用里面的方法，可以通過(guò)第三者來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)調(diào)用。外觀模式非常好的詮釋了這段話。外觀模式提供了一個(gè)統(tǒng)一的接口，用來(lái)訪問(wèn)子系統(tǒng)中的一群接口。它讓一個(gè)應(yīng)用程序中子系統(tǒng)間的相互依賴關(guān)系減少到了最少，它給子系統(tǒng)提供了一個(gè)簡(jiǎn)單、單一的屏障，客戶通過(guò)這個(gè)屏障來(lái)與子系統(tǒng)進(jìn)行通信。通過(guò)使用外觀模式，使得客戶對(duì)子系統(tǒng)的引用變得簡(jiǎn)單了，實(shí)現(xiàn)了客戶與子系統(tǒng)之間的松耦合。但是它違背了“開(kāi)閉原則”，因?yàn)樵黾有碌淖酉到y(tǒng)可能需要修改外觀類或客戶端的源代碼。

外觀模式包含如下角色：
Facade: 外觀角色
SubSystem:子系統(tǒng)角色

11.亨元模式

在一個(gè)系統(tǒng)中對(duì)象會(huì)使得內(nèi)存占用過(guò)多，特別是那些大量重復(fù)的對(duì)象，這就是對(duì)系統(tǒng)資源的極大浪費(fèi)。享元模式對(duì)對(duì)象的重用提供了一種解決方案，它使用共享技術(shù)對(duì)相同或者相似對(duì)象實(shí)現(xiàn)重用。享元模式就是運(yùn)行共享技術(shù)有效地支持大量細(xì)粒度對(duì)象的復(fù)用。系統(tǒng)使用少量對(duì)象,而且這些都比較相似，狀態(tài)變化小，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)象的多次復(fù)用。這里有一點(diǎn)要注意：享元模式要求能夠共享的對(duì)象必須是細(xì)粒度對(duì)象。享元模式通過(guò)共享技術(shù)使得系統(tǒng)中的對(duì)象個(gè)數(shù)大大減少了，同時(shí)享元模式使用了內(nèi)部狀態(tài)和外部狀態(tài)，同時(shí)外部狀態(tài)相對(duì)獨(dú)立，不會(huì)影響到內(nèi)部狀態(tài)，所以享元模式能夠使得享元對(duì)象在不同的環(huán)境下被共享。同時(shí)正是分為了內(nèi)部狀態(tài)和外部狀態(tài)，享元模式會(huì)使得系統(tǒng)變得更加復(fù)雜，同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致讀取外部狀態(tài)所消耗的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。

享元模式包含如下角色：
Flyweight: 抽象享元類
ConcreteFlyweight: 具體享元類
UnsharedConcreteFlyweight: 非共享具體享元類
FlyweightFactory: 享元工廠類

12.代理模式

代理模式就是給一個(gè)對(duì)象提供一個(gè)代理，并由代理對(duì)象控制對(duì)原對(duì)象的引用。它使得客戶不能直接與真正的目標(biāo)對(duì)象通信。代理對(duì)象是目標(biāo)對(duì)象的代表，其他需要與這個(gè)目標(biāo)對(duì)象打交道的操作都是和這個(gè)代理對(duì)象在交涉。

代理對(duì)象可以在客戶端和目標(biāo)對(duì)象之間起到中介的作用，這樣起到了的作用和保護(hù)了目標(biāo)對(duì)象的，同時(shí)也在一定程度上面減少了系統(tǒng)的耦合度。

代理模式包含如下角色：
? Subject: 抽象主題角色
? Proxy: 代理主題角色
? RealSubject: 真實(shí)主題角色

13.訪問(wèn)者模式

訪問(wèn)者模式俗稱23大設(shè)計(jì)模式中最難的一個(gè)。除了結(jié)構(gòu)復(fù)雜外，理解也比較難。在我們軟件開(kāi)發(fā)中我們可能會(huì)對(duì)同一個(gè)對(duì)象有不同的處理，如果我們都做分別的處理，將會(huì)產(chǎn)生災(zāi)難性的錯(cuò)誤。對(duì)于這種問(wèn)題，訪問(wèn)者模式提供了比較好的解決方案。訪問(wèn)者模式即表示一個(gè)作用于某對(duì)象結(jié)構(gòu)中的各元素的操作，它使我們可以在不改變各元素的類的前提下定義作用于這些元素的新操作。

訪問(wèn)者模式的目的是封裝一些施加于某種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)元素之上的操作，一旦這些操作需要修改的話，接受這個(gè)操作的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以保持不變。為不同類型的元素提供多種訪問(wèn)操作方式，且可以在不修改原有系統(tǒng)的情況下增加新的操作方式。同時(shí)我們還需要明確一點(diǎn)那就是訪問(wèn)者模式是適用于那些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定的，因?yàn)樗菍?shù)據(jù)的操作與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分離了，如果某個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定，但是操作算法易于變化的話，就比較適用適用訪問(wèn)者模式，因?yàn)樵L問(wèn)者模式使得算法操作的增加變得比較簡(jiǎn)單了。

訪問(wèn)者模式包含如下角色：
Vistor: 抽象訪問(wèn)者
ConcreteVisitor: 具體訪問(wèn)者
Element: 抽象元素
ConcreteElement: 具體元素
ObjectStructure: 對(duì)象結(jié)構(gòu)

14.模板模式

有些時(shí)候我們做某幾件事情的步驟都差不多，僅有那么一小點(diǎn)的不同，在軟件開(kāi)發(fā)的世界里同樣如此，如果我們都將這些步驟都一一做的話，費(fèi)時(shí)費(fèi)力不討好。所以我們可以將這些步驟分解、封裝起來(lái)，然后利用繼承的方式來(lái)繼承即可，當(dāng)然不同的可以自己重寫(xiě)實(shí)現(xiàn)嘛！這就是模板方法模式提供的解決方案。

所謂模板方法模式就是在一個(gè)方法中定義一個(gè)算法的骨架，而將一些步驟延遲到子類中。模板方法使得子類可以在不改變算法結(jié)構(gòu)的情況下，重新定義算法中的某些步驟。

模板方法模式就是基于繼承的代碼復(fù)用技術(shù)的。在模板方法模式中，我們可以將相同部分的代碼放在父類中，而將不同的代碼放入不同的子類中。也就是說(shuō)我們需要聲明一個(gè)抽象的父類，將部分邏輯以具體方法以及具體構(gòu)造函數(shù)的形式實(shí)現(xiàn)，然后聲明一些抽象方法讓子類來(lái)實(shí)現(xiàn)剩余的邏輯，不同的子類可以以不同的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)這些邏輯。所以模板方法的模板其實(shí)就是一個(gè)普通的方法，只不過(guò)這個(gè)方法是將算法實(shí)現(xiàn)的步驟封裝起來(lái)的。

模板方法模式包含如下角色：
AbstractClass: 抽象類
ConcreteClass: 具體子類

15.策略模式

我們知道一件事可能會(huì)有很多種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)它，但是其中總有一種最高效的方式，在軟件開(kāi)發(fā)的世界里面同樣如此，我們也有很多中方法來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)功能，但是我們需要一種簡(jiǎn)單、高效的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)它，使得系統(tǒng)能夠非常靈活，這就是策略模式。

所以策略模式就是定義了算法族，分別封裝起來(lái)，讓他們之前可以互相轉(zhuǎn)換，此模式然該算法的變化獨(dú)立于使用算法的客戶。

在策略模式中它將這些解決問(wèn)題的方法定義成一個(gè)算法群，每一個(gè)方法都對(duì)應(yīng)著一個(gè)具體的算法，這里的一個(gè)算法我就稱之為一個(gè)策略。雖然策略模式定義了算法，但是它并不提供算法的選擇，即什么算法對(duì)于什么問(wèn)題最合適這是策略模式所不關(guān)心的，所以對(duì)于策略的選擇還是要客戶端來(lái)做?？蛻舯仨氁宄闹烂總€(gè)算法之間的區(qū)別和在什么時(shí)候什么地方使用什么策略是最合適的，這樣就增加客戶端的負(fù)擔(dān)。

同時(shí)策略模式也非常完美的符合了“開(kāi)閉原則”，用戶可以在不修改原有系統(tǒng)的基礎(chǔ)上選擇算法或行為，也可以靈活地增加新的算法或行為。但是一個(gè)策略對(duì)應(yīng)一個(gè)類將會(huì)是系統(tǒng)產(chǎn)生很多的策略類。

策略模式包含如下角色：
Context: 環(huán)境類
Strategy: 抽象策略類
ConcreteStrategy: 具體策略類

16.狀態(tài)模式

在很多情況下我們對(duì)象的行為依賴于它的一個(gè)或者多個(gè)變化的屬性，這些可變的屬性我們稱之為狀態(tài)，也就是說(shuō)行為依賴狀態(tài)，即當(dāng)該對(duì)象因?yàn)樵谕獠康幕?dòng)而導(dǎo)致他的狀態(tài)發(fā)生變化，從而它的行為也會(huì)做出相應(yīng)的變化。對(duì)于這種情況，我們是不能用行為來(lái)控制狀態(tài)的變化，而應(yīng)該站在狀態(tài)的角度來(lái)思考行為，即是什么狀態(tài)就要做出什么樣的行為。這個(gè)就是狀態(tài)模式。

所以狀態(tài)模式就是允許對(duì)象在內(nèi)部狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)改變它的行為，對(duì)象看起來(lái)好像修改了它的類。

在狀態(tài)模式中我們可以減少大塊的if…else語(yǔ)句，它是允許態(tài)轉(zhuǎn)換邏輯與狀態(tài)對(duì)象合成一體，但是減少if…else語(yǔ)句的代價(jià)就是會(huì)換來(lái)大量的類，所以狀態(tài)模式勢(shì)必會(huì)增加系統(tǒng)中類或者對(duì)象的個(gè)數(shù)。

同時(shí)狀態(tài)模式是將所有與某個(gè)狀態(tài)有關(guān)的行為放到一個(gè)類中，并且可以方便地增加新的狀態(tài)，只需要改變對(duì)象狀態(tài)即可改變對(duì)象的行為。但是這樣就會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)都會(huì)比較復(fù)雜，如果使用不當(dāng)就會(huì)導(dǎo)致程序的結(jié)構(gòu)和代碼混亂，不利于維護(hù)。

狀態(tài)模式包含如下角色：
Context: 環(huán)境類
State: 抽象狀態(tài)類
ConcreteState: 具體狀態(tài)類

17.觀察者模式

何謂觀察者模式？觀察者模式定義了對(duì)象之間的一對(duì)多依賴關(guān)系，這樣一來(lái)，當(dāng)一個(gè)對(duì)象改變狀態(tài)時(shí)，它的所有依賴者都會(huì)收到通知并且自動(dòng)更新。

在這里，發(fā)生改變的對(duì)象稱之為觀察目標(biāo)，而被通知的對(duì)象稱之為觀察者。一個(gè)觀察目標(biāo)可以對(duì)應(yīng)多個(gè)觀察者，而且這些觀察者之間沒(méi)有相互聯(lián)系，所以么可以根據(jù)需要增加和刪除觀察者，使得系統(tǒng)更易于擴(kuò)展。所以觀察者提供了一種對(duì)象設(shè)計(jì)，讓主題和觀察者之間以松耦合的方式結(jié)合。

觀察者模式包含如下角色：
Subject: 目標(biāo)
ConcreteSubject: 具體目標(biāo)
Observer: 觀察者
ConcreteObserver: 具體觀察者

18.備忘錄模式

后悔藥人人都想要，但是事實(shí)卻是殘酷的，根本就沒(méi)有后悔藥可買(mǎi)，但是也不僅如此，在軟件的世界里就有后悔藥！備忘錄模式就是一種后悔藥，它給我們的軟件提供后悔藥的機(jī)制，通過(guò)它可以使系統(tǒng)恢復(fù)到某一特定的歷史狀態(tài)。

所謂備忘錄模式就是在不破壞封裝的前提下，捕獲一個(gè)對(duì)象的內(nèi)部狀態(tài)，并在該對(duì)象之外保存這個(gè)狀態(tài)，這樣可以在以后將對(duì)象恢復(fù)到原先保存的狀態(tài)。它實(shí)現(xiàn)了對(duì)信息的封裝，使得客戶不需要關(guān)心狀態(tài)保存的細(xì)節(jié)。保存就要消耗資源，所以備忘錄模式的缺點(diǎn)就在于消耗資源。如果類的成員變量過(guò)多，勢(shì)必會(huì)占用比較大的資源，而且每一次保存都會(huì)消耗一定的內(nèi)存。

備忘錄模式包含如下角色：
Originator: 原發(fā)器
Memento: 備忘錄
Caretaker: 負(fù)責(zé)人

19.中介者模式

租房各位都有過(guò)的經(jīng)歷吧！在這個(gè)過(guò)程中中介結(jié)構(gòu)扮演著很重要的角色，它在這里起到一個(gè)中間者的作用，給我們和房主互相傳遞信息。在外面軟件的世界里同樣需要這樣一個(gè)中間者。在我們的系統(tǒng)中有時(shí)候會(huì)存在著對(duì)象與對(duì)象之間存在著很強(qiáng)、復(fù)雜的關(guān)聯(lián)關(guān)系，如果讓他們之間有直接的聯(lián)系的話，必定會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)變得非常復(fù)雜，而且可擴(kuò)展性很差！在前面我們就知道如果兩個(gè)類之間沒(méi)有不必彼此通信，我們就不應(yīng)該讓他們有直接的關(guān)聯(lián)關(guān)系，如果實(shí)在是需要通信的話，我們可以通過(guò)第三者來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)他們的請(qǐng)求。同樣，這里我們利用中介者來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。

所謂中介者模式就是用一個(gè)中介對(duì)象來(lái)封裝一系列的對(duì)象交互，中介者使各對(duì)象不需要顯式地相互引用，從而使其耦合松散，而且可以獨(dú)立地改變它們之間的交互。在中介者模式中，中介對(duì)象用來(lái)封裝對(duì)象之間的關(guān)系，各個(gè)對(duì)象可以不需要知道具體的信息通過(guò)中介者對(duì)象就可以實(shí)現(xiàn)相互通信。它減少了對(duì)象之間的互相關(guān)系，提供了系統(tǒng)可復(fù)用性，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。

在中介者模式中，各個(gè)對(duì)象不需要互相知道了解，他們只需要知道中介者對(duì)象即可，但是中介者對(duì)象就必須要知道所有的對(duì)象和他們之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，正是因?yàn)檫@樣就導(dǎo)致了中介者對(duì)象的結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜，承擔(dān)了過(guò)多的職責(zé)，同時(shí)它也是整個(gè)系統(tǒng)的核心所在，它有問(wèn)題將會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的問(wèn)題。所以如果在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中如果出現(xiàn)“多對(duì)多”的復(fù)雜關(guān)系群時(shí)，千萬(wàn)別急著使用中介者模式，而是要仔細(xì)思考是不是您設(shè)計(jì)的系統(tǒng)存在問(wèn)題。

Mediator: 抽象中介者
ConcreteMediator: 具體中介者
Colleague: 抽象同事類
ConcreteColleague: 具體同事類

20.迭代器模式

對(duì)于迭代在編程過(guò)程中我們經(jīng)常用到，能夠游走于聚合內(nèi)的每一個(gè)元素，同時(shí)還可以提供多種不同的遍歷方式，這就是迭代器模式的設(shè)計(jì)動(dòng)機(jī)。在我們實(shí)際的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，我們可能會(huì)需要根據(jù)不同的需求以不同的方式來(lái)遍歷整個(gè)對(duì)象，但是我們又不希望在聚合對(duì)象的抽象接口中充斥著各種不同的遍歷操作，于是我們就希望有某個(gè)東西能夠以多種不同的方式來(lái)遍歷一個(gè)聚合對(duì)象，這時(shí)迭代器模式出現(xiàn)了。

何為迭代器模式？所謂迭代器模式就是提供一種方法順序訪問(wèn)一個(gè)聚合對(duì)象中的各個(gè)元素，而不是暴露其內(nèi)部的表示。迭代器模式是將迭代元素的責(zé)任交給迭代器，而不是聚合對(duì)象，我們甚至在不需要知道該聚合對(duì)象的內(nèi)部結(jié)構(gòu)就可以實(shí)現(xiàn)該聚合對(duì)象的迭代。

通過(guò)迭代器模式，使得聚合對(duì)象的結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，它不需要關(guān)注它元素的遍歷，只需要專注它應(yīng)該專注的事情，這樣就更加符合單一職責(zé)原則了。

迭代器模式包含如下角色：
Iterator: 抽象迭代器
ConcreteIterator: 具體迭代器
Aggregate: 抽象聚合類
ConcreteAggregate: 具體聚合類

21.解釋器模式

所謂解釋器模式就是定義語(yǔ)言的文法，并且建立一個(gè)解釋器來(lái)解釋該語(yǔ)言中的句子。解釋器模式描述了如何構(gòu)成一個(gè)簡(jiǎn)單的語(yǔ)言解釋器，主要應(yīng)用在使用面向?qū)ο笳Z(yǔ)言開(kāi)發(fā)的編譯器中。它描述了如何為簡(jiǎn)單的語(yǔ)言定義一個(gè)文法，如何在該語(yǔ)言中表示一個(gè)句子，以及如何解釋這些句子。

解釋器模式包含如下角色：
AbstractExpression: 抽象表達(dá)式
TerminalExpression: 終結(jié)符表達(dá)式
NonterminalExpression: 非終結(jié)符表達(dá)式
Context: 環(huán)境類
Client: 客戶類

22.命令模式

有些時(shí)候我們想某個(gè)對(duì)象發(fā)送一個(gè)請(qǐng)求，但是我們并不知道該請(qǐng)求的具體接收者是誰(shuí)，具體的處理過(guò)程是如何的，們只知道在程序運(yùn)行中指定具體的請(qǐng)求接收者即可，對(duì)于這樣將請(qǐng)求封裝成對(duì)象的我們稱之為命令模式。所以命令模式將請(qǐng)求封裝成對(duì)象，以便使用不同的請(qǐng)求、隊(duì)列或者日志來(lái)參數(shù)化其他對(duì)象。同時(shí)命令模式支持可撤銷的操作。

命令模式可以將請(qǐng)求的發(fā)送者和接收者之間實(shí)現(xiàn)完全的解耦，發(fā)送者和接收者之間沒(méi)有直接的聯(lián)系，發(fā)送者只需要知道如何發(fā)送請(qǐng)求命令即可，其余的可以一概不管，甚至命令是否成功都無(wú)需關(guān)心。同時(shí)我們可以非常方便的增加新的命令，但是可能就是因?yàn)榉奖愫蛯?duì)請(qǐng)求的封裝就會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)中會(huì)存在過(guò)多的具體命令類。

命令模式包含如下角色：
Command: 抽象命令類
ConcreteCommand: 具體命令類
Invoker: 調(diào)用者
Receiver: 接收者
Client:客戶類

23.責(zé)任鏈模式

職責(zé)鏈模式描述的請(qǐng)求如何沿著對(duì)象所組成的鏈來(lái)傳遞的。它將對(duì)象組成一條鏈，發(fā)送者將請(qǐng)求發(fā)給鏈的第一個(gè)接收者，并且沿著這條鏈傳遞，直到有一個(gè)對(duì)象來(lái)處理它或者直到最后也沒(méi)有對(duì)象處理而留在鏈末尾端。

避免請(qǐng)求發(fā)送者與接收者耦合在一起，讓多個(gè)對(duì)象都有可能接收請(qǐng)求，將這些對(duì)象連接成一條鏈，并且沿著這條鏈傳遞請(qǐng)求，直到有對(duì)象處理它為止，這就是職責(zé)鏈模式。在職責(zé)鏈模式中，使得每一個(gè)對(duì)象都有可能來(lái)處理請(qǐng)求，從而實(shí)現(xiàn)了請(qǐng)求的發(fā)送者和接收者之間的解耦。同時(shí)職責(zé)鏈模式簡(jiǎn)化了對(duì)象的結(jié)構(gòu)，它使得每個(gè)對(duì)象都只需要引用它的后繼者即可，而不必了解整條鏈，這樣既提高了系統(tǒng)的靈活性也使得增加新的請(qǐng)求處理類也比較方便。但是在職責(zé)鏈中我們不能保證所有的請(qǐng)求都能夠被處理，而且不利于觀察運(yùn)行時(shí)特征。