设计模式学习总结（一）

前言：

推荐几本相关的书：

（1）Head First Design Patterns

曾经买Head First系列的时候买的一本书，是java语言的案例，但是完全不影响你了解设计模式。这系列的书就是有很多图，做快速了解建议买。

（2）大话设计模式

1个月前买的，看作者简介是名老师，里面就是菜鸟和大鸟的对话举出很多例子，案例也相当不错。这本书最起码让我感觉特别不错。

（3）重构与模式

这本是必须要看的一本书，前几张讲了什么是重构，什么是模式。然后两者之间的关系。后边是是讲设计模式的动机，做法，实例，变体。也不分什么创建，行为，结构什么的。最后一章是重构的实现。

一．设计原则

单一职责原则告诉我们实现类要职责单一；里氏替换原则告诉我们不要破坏继承体系；依赖倒置原则告诉我们要面向接口编程；接口隔离原则告 诉我们在设计接口的时候要精简单一；迪米特法则告诉我们要降低耦合。而开闭原则是总纲，他告诉我们要对扩展开放，对修改关闭。

1.开闭原则OCP(Open-Close Principle)

【开指的是对扩展开放，关指的对修改关闭。】

我把它理解为“一国两制”原则。一国两制怎么说：香港澳门继承了中国这个类，表示说：一个中国不可改变，但针对与港澳实际情况，他们实行的是资本主义经济。

2.单一职责原则RRP（Single Responsibility Principle）

【一个类应该只有一个发生变化的原因。】

高内聚低耦合这就是我们写程序的目标，但是很多时候高耦合会在不经意间就产生了，这大多是因为职责扩散造成的。这个原则最好理解，又最容易违背这个原则。原因就是职责这个家伙不好确认。

3.依赖倒转原则DIP(Dependency Inversion Principle)

【抽象不应当依赖于细节，细节应当依赖于抽象；高层实现不依赖底层实现。】 想想让你封装一个类的时候你首先会做什么。会先封装接口，再写实现。｛#总工说这样处理才是合理的。原因就在这#｝。面向接口编程而非实现。这个原则在我看来也是面向对象设计的标志。

举个例子：usb是不是所有的的电脑都能通过usb接口连接。如果联想的usb接口和苹果的usb接口不一样，那么你买了一个200多的USB键盘，结果是不是就不能公用了。

4.里氏代换原则Liskov Subsitution Principle(LSP)

【子类可以扩展父类的功能，但不能改变父类原有的功能】

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。

有这么一句话：里氏代换原则是继承复用的一个基础。

检验你是否遵循了里氏代换原则的方法：如果调用的是父类的话，那么换成子类也完全可以运行。

动物 dongwu=new 猫（）；其中【把猫换成狗】也是正常的就说明你是遵循这个原则的。

｛注：我在网上看过一个“企鹅是鸟不会飞”的例子，这也是自己犯这个错误的原因。这例子在这不说了，你可以试着去找一下去。｝

5.接口隔离原则Interface Segregation Principle(ISP)

从字面上来讲就是一个不要把接口写的太臃肿。查资料大致说的就是有两种分离方式一种是“定制服务”和“角色隔离”。

在工作当中有没有这样的问题存在：同一个模块，因为没有安排得当两个人都去开发，最后一定是有个人白做了。所以有时候，项目管理软件就显的那么的有必要。

定制服务 : 大致来讲就是我针对一个客户端，我的一些方法放到一个接口里，另一个客户端我的一个类放在另一个接口里面。

角色隔离：是指一个客户端有多个方法，多个方法写多个接口。

【友情提醒：接口也不要分的太细，要不然结果就是接口太多。】

6.迪米特原则Law of Demeter 又称Least Knowledge Principle(LKP)最少知识原则

【我的理解就是：这个原则不希望类与类之间不要建立直接联系。】简单来说就是不和陌生人说话。类与类之间一定会存在互相调用的？网上查了一下，说可以用友元类来转达。

降低类本身和成员的访问权限，达到【低耦合，高内聚】是其目的。

【和 ISP 接口隔离原则一样，限制类与类之间的通信。 ISP 限制的是宽度，而 LoD 迪米特原则限制的是通信的广度和深度。】。

外观模式（ Facade Pattern) 和中介者模式（ Mediator Pattern ）就使用了迪米特法则。

一．设计模式

【创建型的设计模式】

1.单例模式

原则：确保一个类只有一个实例 , 并提供一个全局访问点

举例： 打印机就是最好的例子，打印就是纸打印一个对象多的话就进行排队。

主要解决：一个全局使用的类频繁地创建与销毁。

优点：1 、在内存里只有一个实例，减少了内存的开销，尤其是频繁的创建和销毁实例（比如管理学院首页页面缓存）。 2 、避免对资源的多重占用（比如写文件操作）。

缺点：没有接口，不能继承，与单一职责原则冲突，一个类应该只关心内部逻辑，而不关心外面怎么样来实例化。

 //懒汉模式 public class SingletonClass{     private static SingletonClass instance=null;     public static　synchronized　SingletonClass getInstance() {  if(instance==null {                instance=new SingletonClass();         }         return instance;     }     private SingletonClass(){     } } //饿汉式 //对第一行static的一些解释 // 允许我们在一个类里面定义静态类。比如内部类（nested class）。 //把nested class封闭起来的类叫外部类。 //我们不能用static修饰顶级类（top level class）。 //只有内部类可以为static。 public class Singleton{     //在自己内部定义自己的一个实例，只供内部调用     private static final Singleton instance = new Singleton();     private Singleton(){         //do something     }     //这里提供了一个供外部访问本class的静态方法，可以直接访问     public static Singleton getInstance(){         return instance;     } } // 双重锁的形式。 public class Singleton{     private static Singleton instance=null;     private Singleton(){         //do something     }     public static Singleton getInstance(){         if(instance==null){             synchronized(Singleton.class){                 if(null==instance){                     instance=new Singleton();                 }             }         }         return instance;     } } 

1.简单工厂模式

原则：封装改变，既然要封装改变，自然也就要找到改变的代码，然后把改变的代码用类来封装和降低对象之间的耦合度

举例： 夏天到了，去撸串的季节到了。老板来10个板筋，5个腰子，20个串，10个鸡胗。。。。一会老板就给你上来了。这就是工厂模式。老板烤串就是工厂，你和你的兄弟们就是顾客。只需要照着单子点即可，不需要知道老板具体是怎么做的。

主要解决：主要解决接口选择的问题。

优点：1 、一个调用者想创建一个对象，只要知道其名称就可以了。 2 、扩展性高，如果想增加一个产品，只要扩展一个工厂类就可以。 3 、屏蔽产品的具体实现，调用者只关心产品的接口。

缺点：每次增加一个产品时，都需要增加一个具体类和对象实现工厂，使得系统中类的个数成倍增加，在一定程度上增加了系统的复杂度，同时也增加了系统具体类的依赖。这并不是什么好事。

 /// <summary>     /// 单位信息工厂模式     /// </summary>     public class unit_factory     {         public static unit create_unit_factory(string unitname)         {             unit unit = null;             switch (unitname)             {                 case "room":                     {                         unit = new unti_rooms();                         break;                     }                 case "floor":                     {                         unit = new unti_floor();                         break;                     }                 case "building":                     {                         unit = new unti_building();                         break;                     }                 case "area":                     {                         unit = new unti_areas();                         break;                     }             }             return unit;         }     }     /// <summary>     /// 单位信息基类     /// </summary>     public class unit : wx_sbs_redis     {         public fee_power_query fee_power_query;         public virtual result get_info()         {             result ret = null;             return ret;         }     }      /// <summary>     /// 楼称派生类     /// </summary>     class unti_floor : unit     {          string sign = fee_power_query.orgid + "|" + fee_power_query.uid + "|" + fee_power_query.area_id + "|" + fee_power_query.building_id + "|" + fee_power_query.cardno + "|" + fee_power_query.code;             if (!fee_power_query.valid_floors())                 return Result((int)errcode.Interval, fee_power_query.msg);             List<cs_power> list = new List<cs_power>();             var recents = new fee_recents().pick("fee" + fee_power_query.uid, "power_floor");            var ret = new wxwebapi<i_gate_fee_power>().invoke(i => i.floors, gatapower);             return ret;          }     }     /// <summary>     /// 房间派生类     /// </summary>     class unti_rooms : unit     {            }     /// <summary>     /// 楼派生类     /// </summary>     class unti_building : unit     {             }     /// <summary>     /// 校区派生类     /// </summary>     class unti_areas : unit     {            } 

1.工厂模式

原则：一个用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类，工厂方法使一个类的实例化延迟到其子类。他强调的是单个对象的变化。

【工厂模式是我们最常用的实例化对象模式了，是用工厂方法代替 new 操作的一种模式 】

举例：

2.抽象工厂模式

上面说到工厂模式，有一个问题，就是实现的调用要依赖于工厂类，如果扩展程序要修改工厂类，那么这样就违背了开闭原则。为此用到了抽象工厂模式。其实说道设计原则，抽象工厂模式更能体现的是里氏代换原则。

主要解决：主要解决接口选择的问题。

原则：为创建一组相关或相互依赖的对象提供一个接口，而且无需指定他们的具体类。强调的是系列对象的变化。

优点：当一个产品族中的多个对象被设计成一起工作时，它能保证客户端始终只使用同一个产品族中的对象。

缺点：产品族扩展非常困难，要增加一个系列的某一产品，既要在抽象的 Creator 里加代码，又要在具体的里面加代码。

  /// <summary>     /// 抽象工厂类，提供创建两个不同地方的鸭架和鸭脖的接口     /// </summary>     public abstract class AbstractFactory     {         // 抽象工厂提供创建一系列产品的接口，这里作为例子，只给出了绝味中鸭脖和鸭架的创建接口         public abstract YaBo CreateYaBo();         public abstract YaJia CreateYaJia();     }      /// <summary>     /// 南昌绝味工厂负责制作南昌的鸭脖和鸭架     /// </summary>     public class NanChangFactory : AbstractFactory     {         // 制作南昌鸭脖         public override YaBo CreateYaBo()         {             return new NanChangYaBo();         }         // 制作南昌鸭架         public override YaJia CreateYaJia()         {             return new NanChangYaJia();         }     }      /// <summary>     /// 上海绝味工厂负责制作上海的鸭脖和鸭架     /// </summary>     public class ShangHaiFactory : AbstractFactory     {         // 制作上海鸭脖         public override YaBo CreateYaBo()         {             return new ShangHaiYaBo();         }         // 制作上海鸭架         public override YaJia CreateYaJia()         {             return new ShangHaiYaJia();         }     }      /// <summary>     /// 鸭脖抽象类，供每个地方的鸭脖类继承     /// </summary>     public abstract class YaBo     {         /// <summary>         /// 打印方法，用于输出信息         /// </summary>         public abstract string Print();     }      /// <summary>     /// 鸭架抽象类，供每个地方的鸭架类继承     /// </summary>     public abstract class YaJia     {         /// <summary>         /// 打印方法，用于输出信息         /// </summary>         public abstract string Print();     }      /// <summary>     /// 南昌的鸭脖类，因为江西人喜欢吃辣的，所以南昌的鸭脖稍微会比上海做的辣     /// </summary>     public class NanChangYaBo : YaBo     {         public override string Print()         {          return  "南昌的鸭脖";         }     }      /// <summary>     /// 上海的鸭脖没有南昌的鸭脖做的辣     /// </summary>     public class ShangHaiYaBo : YaBo     {         public override string  Print()         {             return "上海的鸭脖";         }     }      /// <summary>     /// 南昌的鸭架     /// </summary>     public class NanChangYaJia : YaJia     {         public override  string Print()         {          return  "南昌的鸭架子";         }     }      /// <summary>     /// 上海的鸭架     /// </summary>     public class ShangHaiYaJia : YaJia     {         public override string Print()         {            return "上海的鸭架子";         }     }         /// <summary>     /// 如果绝味又想开一家湖南的分店时，因为湖南喜欢吃麻的     /// 所以这是有需要有一家湖南的工厂专门制作     /// </summary>     public class HuNanFactory : AbstractFactory     {         // 制作湖南鸭脖         public override YaBo CreateYaBo()         {             return new HuNanYaBo();         }          // 制作湖南鸭架         public override YaJia CreateYaJia()         {             return new HuNanYajia();         }     }      /// <summary>     /// 湖南的鸭脖     /// </summary>     public class HuNanYaBo : YaBo     {         public override string Print()         {             return "湖南的鸭脖";         }     }      /// <summary>     /// 湖南的鸭架     /// </summary>     public class HuNanYajia : YaJia     {         public override string Print()         {             return "湖南的鸭架子";         }     } 

1. 建筑者模式

原则：将一个复杂对象的构建与它的表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。

举例：网上很多都用组装电脑来阐述建造者模式，一个电脑都有 cpu ，内存条，主板，硬盘。。。。这些部件显然在创建的时候也是一个复杂的过程，但是如果我们如果要组装一台电脑是不需要知道这个过程的。只需要把兼容部件拿过来组装即可。把部件和是否兼容分离就需要用到建筑者模式。

优点：   1 、建造者独立，易扩展。 2 、便于控制细节风险。

缺点：1 、产品必须有共同点，范围有限制。 2 、如内部变化复杂，会有很多的建造类。  

  public class Director     {         public void Construct(IBuilder builder)         {             builder.BuildPartA();             builder.BuildPartB();         }     }      public interface IBuilder     {         void BuildPartA();         void BuildPartB();         Product GetResult();     }      public class ConcreteBuilder1 : IBuilder     {         private Product product = new Product();          public  void BuildPartA()         {             product.Add("部件A");         }          public  void BuildPartB()         {             product.Add("部件B");         }          public  Product GetResult()         {             return product;         }     }      public class ConcreteBuilder2 : IBuilder     {         private Product product = new Product();         public  void BuildPartA()         {             product.Add("部件X");         }          public  void BuildPartB()         {             product.Add("部件Y");         }          public  Product GetResult()         {             return product;         }     }      public class Product     {         IList<string> parts = new List<string>();          public void Add(string part)         {             parts.Add(part);         }          public string Show()         {             string str = string.Empty;             foreach (string part in parts)             {                 str = str + part;             }             return str;         }     } 

1.原型模式

原则：用原型实例指定创建对象的种类，并通过拷贝这些原型创建新的对象。

举例：西游记咱们应该都看过，悟空一根毫毛能变成千千万万的孙猴子，这就和这原型模式一样。通过一个原型得到多个和原型一模一样的新对象。

主要解决：在运行期建立和删除原型。

优点：1 、性能提高。 2 、逃避构造函数的约束。

缺点：1 、配备克隆方法需要对类的功能进行通盘考虑，这对于全新的类不是很难，但对于已有的类不一定很容易，特别当一个类引用不支持串行化的间接对象，或者引用含有循环结构的时候。 2 、必须实现 Cloneable 接口。 3 、逃避构造函数的约束。

 namespace Prototype {     /// <summary>     ///   ICloneable接口充当了抽象原型类的角色     ///   具体原型类通常作为实现该接口的子类     /// </summary>     public class PrototypeICloneable_Resume : ICloneable     {         private string name;         private string sex;         private string age;          private WorkExperience work;          public PrototypeICloneable_Resume(string name)         {             this.name = name;             work = new WorkExperience();         }          private PrototypeICloneable_Resume(WorkExperience work)         {             this.work = (WorkExperience)work.Clone();         }          //设置个人信息         public void SetPersonalInfo(string sex, string age)         {             this.sex = sex;             this.age = age;         }         //设置工作经历         public void SetWorkExperience(string workDate, string company)         {             work.WorkDate = workDate;             work.Company = company;         }          //显示         public string Display()         {             string str = string.Format("{0} {1} {2}", name, sex, age);             str = string.Format("工作经历：{0} {1}", work.WorkDate, work.Company);             return str;         }          public Object Clone()         {             PrototypeICloneable_Resume obj = new PrototypeICloneable_Resume(this.work);              obj.name = this.name;             obj.sex = this.sex;             obj.age = this.age;               return obj;         }      }      //工作经历     class WorkExperience : ICloneable     {         private string workDate;         public string WorkDate         {             get { return workDate; }             set { workDate = value; }         }         private string company;         public string Company         {             get { return company; }             set { company = value; }         }          public Object Clone()         {             return (Object)this.MemberwiseClone();         }     }   } namespace ProtoType {     /// <summary>     /// 提供了一个MemberwiseClone()方法用于实现浅克隆     /// 该方法使用起来很方便     /// 直接调用一个已有对象的MemberwiseClone()方法即可实现克隆     /// </summary>    public class PrototypeMemberwise_Resume : ICloneable     {         private string name;         private string sex;         private string age;          private WorkExperience work;          public PrototypeMemberwise_Resume(string name)         {             this.name = name;             work = new WorkExperience();         }          //设置个人信息         public void SetPersonalInfo(string sex, string age)         {             this.sex = sex;             this.age = age;         }         //设置工作经历         public void SetWorkExperience(string workDate, string company)         {             work.WorkDate = workDate;             work.Company = company;         }          //显示         public string Display()         {            string str=string.Format("{0} {1} {2}", name, sex, age);          str =str+ string.Format("工作经历：{0} {1}", work.WorkDate, work.Company);          return str;         }          public Object Clone()         {             return (Object)this.MemberwiseClone();         }      }      //工作经历     class WorkExperience     {         private string workDate;         public string WorkDate         {             get { return workDate; }             set { workDate = value; }         }         private string company;         public string Company         {             get { return company; }             set { company = value; }         }     } }