# MyDesignPatterns **Repository Path**: qinbao_1/my-design-patterns ## Basic Information - **Project Name**: MyDesignPatterns - **Description**: 用于设计模式的测试和学习 - **Primary Language**: Unknown - **License**: Not specified - **Default Branch**: master - **Homepage**: None - **GVP Project**: No ## Statistics - **Stars**: 0 - **Forks**: 0 - **Created**: 2023-06-22 - **Last Updated**: 2024-02-26 ## Categories & Tags **Categories**: Uncategorized **Tags**: None ## README # 设计模式 2023年开始学习设计模式，《图解设计模式》、《大话设计模式》。 ## 学习心得 2023年下半年开始在上下班的路上阅读了《图解设计模式》，在2023年12月初开始复习，有一些体会记录下来，按这次复习顺序排列： 1. 装饰模式：把方法委托给别人为了给之增加功能（装饰）； 2. 策略模式：委托给别人是为了更换算法； 3. 状态模式：委托别的对象为了更换状态。**在memento模式中是“实例”表示状态，而在state模式中是“类”表示状态**； 4. 中介模式：领导把群众（控件）集合起来，群众有问题通知领导，领导处理指挥群众，群众之间互不归属； 5. 观察者模式：被观察对象可以有多个观察者，被观察对象有变化时通知观察者，观察者获取被观察者的状态并展示之； 6. 门面模式：这个模式很好理解，把不同的、有复杂关系的类整理下，写一个接口方法，以方便别人使用。 7. 门面模式和中介模式的区别联系：他们都汇集了不同的对象，门面模式是单向的，中介模式是双向沟通的，中介者不光听取还要指挥； 8. 抽象工厂：从门面模式那来到了这里，书里说抽象工厂是把复杂的生产过程整理出一个简单的接口有点像是门面模式。书里有一句挺好：**将抽象零件组合成抽象产品的抽象工厂**。作者说他当时学习设计模式时觉得很难理解，不过他把这个模式讲的挺通俗易懂，厉害； 9. 建造者模式：这里有包工头directory和施工单位builder，业主把工作委托给施工单位，施工单位提供具体的服务，业主指挥他们工作，并从施工单位处拿到了产品； 10. memento模式：备忘录模式，类对象用于保存和恢复当前状态，示例是掷骰子赢金币。**在memento模式中是“实例”表示状态，而在state模式中是“类”表示状态**； 11. Command命令模式：**qt事件机制**可能采用了这种模式。示例是画图程序，可以取消和重绘； 12. flyweight模式：享元模式，这个翻译不太好，intrinsic/extrinsic，可以减少内存和提高速度。QString复制时采用享元模式，复制对象为内容的指针，写时才复制机制； 13. proxy代理模式：类图结构跟装饰模式类似，接口透明，代理模式是为了操作真实对象，而装饰模式是为了给目标对象增加功能； 14. Interpreter解释器模式：类似批处理语言EBNF，据说gof有正则表达式的例子； 15. Bridge模式：两个很重要的概念， - 类的功能层次模式，派生类是为了增加新的功能； - 类的实现层次模式，派生类是为了实现基类固定的功能； - 之间的桥梁：功能类包含实现类的实例； 比如跨平台（windows、linux、mac）的应用，应用的功能属于功能层次，依赖操作系统的部分术语实现层次； 16. 2024年2月26日，阶段性记录下； ## 设计模式 模式：在一定环境中解决某一问题的方案，包括三个基本元素-问题，解决方案和环境。即在一定环境下，用固定的套路解决问题。 创建型模式 创建型模式用来处理对象的创建过程，主要包含以下 5 种设计模式： 工厂方法模式（Factory Method Pattern）的用意是定义一个创建产品对象的工厂接口，将实际创建工作推迟到子类中。 抽象工厂模式（Abstract Factory Pattern）的意图是提供一个创建一系列相关或者相互依赖的接口，而无需指定它们具体的类。 建造者模式（Builder Pattern）的意图是将一个复杂的构建与其表示相分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。 原型模式（Prototype Pattern）是用原型实例指定创建对象的种类，并且通过拷贝这些原型创建新的对象。 单例模式（Singleton Pattern）是保证一个类仅有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点。 结构型模式 结构型模式用来处理类或者对象的组合，主要包含以下 7 种设计模式： 代理模式（Proxy Pattern）就是为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。 装饰者模式（Decorator Pattern）动态的给一个对象添加一些额外的职责。就增加功能来说，此模式比生成子类更为灵活。 适配器模式（Adapter Pattern）是将一个类的接口转换成客户希望的另外一个接口。使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的那些类可以一起工作。 桥接模式（Bridge Pattern）是将抽象部分与实际部分分离，使它们都可以独立的变化。 组合模式（Composite Pattern）是将对象组合成树形结构以表示“部分–整体”的层次结构。使得用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性。 外观模式（Facade Pattern）是为子系统中的一组接口提供一个一致的界面，此模式定义了一个高层接口，这个接口使得这一子系统更加容易使用。 享元模式（Flyweight Pattern）是以共享的方式高效的支持大量的细粒度的对象。 行为型模式 行为型模式用来对类或对象怎样交互和怎样分配职责进行描述，主要包含以下 11 种设计模式： 模板方法模式（Template Method Pattern）使得子类可以不改变一个算法的结构即可重定义该算法的某些特定步骤。 命令模式（Command Pattern）是将一个请求封装为一个对象，从而使你可用不同的请求对客户端进行参数化；对请求排队或记录请求日志，以及支持可撤销的操作。 责任链模式（Chain of Responsibility Pattern），在该模式里，很多对象由每一个对象对其下家的引用而连接起来形成一条链。请求在这个链上传递，直到链上的某一个对象决定处理此请求，这使得系统可以在不影响客户端的情况下动态地重新组织链和分配责任。 策略模式（Strategy Pattern）就是准备一组算法，并将每一个算法封装起来，使得它们可以互换。 中介者模式（Mediator Pattern）就是定义一个中介对象来封装系列对象之间的交互。终结者使各个对象不需要显示的相互调用 ，从而使其耦合性松散，而且可以独立的改变他们之间的交互。 观察者模式（Observer Pattern）定义对象间的一种一对多的依赖关系，当一个对象的状态发生改变时，所有依赖于它的对象都得到通知并被自动更新。 备忘录模式（Memento Pattern）是在不破坏封装的前提下，捕获一个对象的内部状态，并在该对象之外保存这个状态。 访问者模式（Visitor Pattern）就是表示一个作用于某对象结构中的各元素的操作，它使你可以在不改变各元素的类的前提下定义作用于这些元素的新操作。 状态模式（State Pattern）就是对象的行为，依赖于它所处的状态。 解释器模式（Interpreter Pattern）就是描述了如何为简单的语言定义一个语法，如何在该语言中表示一个句子，以及如何解释这些句子。 迭代器模式（Iterator Pattern）是提供了一种方法顺序来访问一个聚合对象中的各个元素，而又不需要暴露该对象的内部表示。 设计模式基本原则 最终目的：高内聚低耦合 开放封闭原则 (OCP,Open For Extension, Closed For Modification Principle)类的改动是通过增加代码进行的，而不是修改源代码。 单一职责原则 (SRP,Single Responsibility Principle)类的职责要单一，对外只提供一种功能，而引起类变化的原因都应该只有一个。 依赖倒置原则 (DIP,Dependence Inversion Principle)依赖于抽象(接口),不要依赖具体的实现(类)，也就是针对接口编程。 接口隔离原则 (ISP,Interface Segegation Principle)不应该强迫客户的程序依赖他们不需要的接口方法。一个接口应该只提供一种对外功能，不应该把所有操作都封装到一个接口中去。 里氏替换原则 (LSP, Liskov Substitution Principle)任何抽象类出现的地方都可以用他的实现类进行替换。实际就是虚拟机制，语言级别实现面向对象功能。 优先使用组合而不是继承原则(CARP,Composite/Aggregate Reuse Principle)如果使用继承，会导致父类的任何变换都可能影响到子类的行为。如果使用对象组合，就降低了这种依赖关系。 迪米特法则(LOD,Law of Demeter)一个对象应当对其他对象尽可能少的了解，从而降低各个对象之间的耦合，提高系统的可维护性。例如在一个程序中，各个模块之间相互调用时，通常会提供一个统一的接口来实现。这样其他模块不需要了解另外一个模块的内部实现细节，这样当一个模块内部的实现发生改变时，不会影响其他模块的使用。(黑盒原理) ### 装饰模式 **MyDecorator**，参考《大话设计模式》的第六章 引入装饰模式的意图是： - 动态的给一个对象添加一些额外的职责。就增加功能来讲，该模式比生成子类更加灵活； ### 工厂方法模式 工厂方法模式，以四则运算为例，每个运算类都有对应的工厂类，增加新的运算时，需要从抽象类派生新运算类和对应的工厂，不需要修改原有的工厂类，以符合开闭原则。 ```mermaid classDiagram class 运算类 <> 运算类 运算类: getResult(int a, int b) class 加法类 class 减法类 class 乘法类 class 除法类 class 工厂 <> 工厂 工厂:createOperator() class 加法工厂 class 减法工厂 class 乘法工厂 class 除法工厂 工厂 <|-- 加法工厂 工厂 <|-- 减法工厂 工厂 <|-- 乘法工厂 工厂 <|-- 除法工厂 运算类 <|-- 加法类 运算类 <|-- 减法类 运算类 <|-- 乘法类 运算类 <|-- 除法类 加法类 <|.. 加法工厂 : 创建 减法类 <|.. 减法工厂 : 创建 乘法类 <|.. 乘法工厂 : 创建 除法类 <|.. 除法工厂 : 创建 运算类 <.. 工厂 : 依赖 ``` ### 原型模式 MyPrototype，源自侯捷c++教程里的，把这里的Image作为一个源码类库，客户从Image这里派生自己的类并用静态的成员注册到Image的原型表中，实例化派生类时通过Image的findAndClone()方法根据注册的原型clone()给用户，这里派生类的构造函数是私有或保护的，只能通过Image克隆。不理解这会用在什么场景？ ```mermaid classDiagram class Image Image:prototypes[10]:Image Image:findAndClone(i):Image* Image:addPrototype(p:Image*):void class LandSatImage LandSatImage:LSAT:LandSatImage LandSatImage:-LandSatImage() LandSatImage:#LandSatImage(int) LandSatImage:clone():Image* class SpotImage SpotImage:LSAT:SpotImage SpotImage:-SpotImage() SpotImage:#SpotImage(int) SpotImage:clone():Image* Image <|-- LandSatImage Image <|-- SpotImage ``` ## 附录 **参考资料** - 《大话设计模式》 - 《设计模式之禅》 - 《图解设计模式》 - 《C++新经典：设计模式》 - [markdown类图学习](https://blog.csdn.net/weixin_49991395/article/details/125366709) **测试编译环境** - Visual Studio 2017 - msvc2017 **例程** - EBNF，《图解设计模式》Interpreter模式的例子；