代码重构、设计模式

主要学习要点:

设计模式的定义

什么是设计模式？

• 每一种模式都描述了一种问题的通用解决方案。这种问题在我们的环境中，不停地出现。

• 设计模式是一种可重复使用的解决方案。

一个设计模式的四个部分：

• 模式的名称 － 由少量的字组成的名称，有助于我们表达我们的设计。

• 待解问题 － 描述了何时需要运用这种模式，以及运用模式的环境（上下文）。

• 解决方案 － 描述了组成设计的元素（类和对象）、它们的关系、职责以及合作。但这种解

决方案是抽象的，它不代表具体的实现。

• 结论 － 运用这种方案所带来的利和弊。主要是指它对系统的弹性、扩展性、和可移植性的

影响。

设计模式的分类

从功能分

• 创建模式（Creational Patterns）

• 对类的实例化过程的抽象。

• 结构模式（Structural Patterns）

• 将类或者对象结合在一起形成更大的结构。

• 行为模式（Behavioral Patterns）

• 对在不同的对象之间划分责任和算法的抽象化。

从方式分

• 类模式

• 以继承的方式实现模式，静态的。

• 对象模式

• 以组合的方式实现模式，动态的。

简单工厂模式及改进

简单工厂的优缺点

优点：是具体的工能实现，实现了开闭原则，增加功能不影响原来的功能。

缺点：工厂本身就没有实现开闭原则，增加功能还需修改工厂类。

改进：通过配置文件的方式可以满足开闭原则，但是动态编程，缺少编译时类型安全。

单例模式

为什么要使用

Singleton 模式保证产生单一实例，就是说一个类只产生一个实例。使用 singletong 有两个原因：

• 是因为只有一个实例，可以减少实例频繁创建和销毁带来的资源消耗；

• 是当多个用户使用这个实例的时候，便于进行统一控制（比如打印机对象、音乐播放器--同一时间只能播放一首歌，操作系统回收站）。

前者是性能需求，后者是功能需求。

实现方法:

注意：

• 一定要有私有的构造函数，保证类实例只能通过 GetInstance() 方法获得。

• 单例中的成员变量是多线程重用的，可能会产生意想不到的结果，因此尽量将单例设计为无状态对象（只提供服务，不保存状态）。

适配器模式

系统需要使用现有的类，而这个类的接口与我们所需要的不同。

类的适配: 委托父类实现接口定义的方法。

对象的适配: 委托成员变量实现接口定义的方法。（组合、推荐使用）

模板方法模式

模板方法模式是扩展功能的最基本模式之一

• 它是一种“类的行为模式”

它是通过“继承”的方法来实现扩展

• 基类负责算法的轮廓和骨架

• 子类负责算法的具体实现

组合 vs. 继承

• 基于“继承”的模板方法比“组合”更容易实现

• 在很多情况下，可以适当使用这种模式。

模板方法的形式

抽象方法

• protected abstract void step1();

• 强制子类实现该步骤。

具体方法

• protected void doSomething() { … }

• 子类不需要覆盖，但也可以覆盖之。

• 如想明确告诉子类“不要覆盖它”，最好标明：final

钩子方法

• protected void setUp() { }

• 空的实现（缺省适配器模式）

• 子类可选择性地覆盖之，以便在特定的时机做些事。

策略模式

策略模式是扩展功能的另一种最基本的模式

• 它是一种“对象的行为模式”

它是通过“组合”的方法来实现扩展。

什么时候使用策略模式？

系统需要在多种算法中选择一种

重构系统时，

• 将条件语句转换成对于策略的多态性调用

策略模式的优点（对比模板方法）

• 将使用策略的人与策略的具体实现分离

• 策略对象可以自由组合

策略模式可能存在的问题：

• 策略模式仅仅封装了“算法的具体实现”，方便添加和替换算法。但它并不关心何时使用何种算法，这个必须由客户端来决定。

组合模式

• 是一种“对象的结构模式”

组合模式的应用

文件系统

AWT控件，Winform 开发时的控件。

装饰器模式

装饰器模式也被笼统地称为“包装器”（Wrapper）

• 是一种“对象的结构模式”

• 适配器也被称作“包装器”，区别在于适配器是转换成另一个接口，而装饰器是保持接口不变。

• 包装器形成一条“链”。

装饰器的作用

• 在不改变对客户端的接口的前提下（对客户端透明）

• 扩展现有对象的功能

装饰器的优缺点

装饰器和模板方法、策略模式的比较

• 装饰器保持对象的功能不变，扩展其外围的功能

• 模板方法和策略模式则保持算法的框架不变，而扩展其内部的实现

装饰器和继承的比较

• 都可以用来扩展对象的功能

• 但装饰器是动态的，继承是静态的

• 装饰器可以任意组合

• 但这也使装饰器更复杂，有可能会组合出荒谬的结果