设计模式的意图和适用性

 

目录

 

创建型设计模式

一.抽象工厂 Abstract Factory

二.生成器 Builder

三.工厂方法 Factiry Method

四.原型 Prototype

五.单例 Singleton

结构型设计模式

一.适配器 Adapter

二.桥接 Bridge

三.组合 Composite

四.装饰 Decorator

五.外观 Facade

六.享元 Flyweight

七.代理 Proxy

行为设计模式

一.责任链 Chain of Responsibility

二.命令 Command

三.解释器 Interpreter

四.迭代器 Iterator

五.中介者 Mediator

六.备忘录 Memento

七.观察者 Observer

八.状态 State

九.策略 Strategy

十.模板方法 Template Method

十一.访问者 Visitor

各种模式在我之前的博客里都能找到相应的源码，括号里面是源码的实例，方便记忆

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创建型设计模式

一.抽象工厂 Abstract Factory(一系列相关产品)

意图：提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口，而无须指定它们具体的类

适用性：

1. 一个系统要独立于它的产品的创建、组合和表示时
2. 一个系统要由多个产品系列中的一个来配置时
3. 当要强调一系列相关产品对象的设计以便进行联合使用时
4. 当提供一个产品类库，只想显示它们的接口而不是实现时

二.生成器 Builder(生产计算机)

意图：将一个复杂对象与表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示

适用性：

1. 当创建复杂对象的算法应该独立于该对象的组成部分以及它们的装配方式时
2. 当构造过程必须允许被构造的对象有不同的表示时

三.工厂方法 Factiry Method(农场系统)

意图：定义一个创建对象的接口，让子类决定实例化哪个类。Factory Method使一个类的实例化延迟到其子类

适用性：

1.  当一个类不知道它所必须创建的对象的类的时候
2. 当一个类希望由它的子类来指定它所创建的对象的时候
3. 当类将创建对象的指责委托给多个帮助子类中的某一个，并且希望将一个帮助子类的代理者这一信息局部化的时候

四.原型 Prototype(Clone)

意图：用原型实例指定创建对象的种类，并且通过复制这些原型创建新的对象，Clone

适用性：

1. 当一个系统应该独立与它的产品创建、构成、表示时
2. 当要实例化的类在运行时刻指定时，例如，通过动态装载
3. 为了避免创建一个与产品类层次平行的工厂类层次时
4. 当一个类的实例只能有几个不同状态组合中的一种时。建立相应数目的原型并克隆它们，可能比每次用合适的状态手工实例化该类更方便些

五.单例 Singleton(一类一实例)

意图：保证一个列仅有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点

适用性：

1. 当类只能有一个实例而且客户可以从一个众所周知的访问点访问时
2. 当这个唯一实例应该通过子类化可扩展的，并且客户无需更改代码就能使用一个扩展的实例时

结构型设计模式

一.适配器 Adapter(饺子混沌)

意图：将一个类的接口转换成客户希望的另外一个接口。Adapter模式使得原来由于接口不兼容而不能在一起工作的那些类可以一起工作。

适用性：

1. 想使用一个已经存在的类，而它的接口不符合要求
2. 想创建一个复用的类，该类可以与其他不相关的类或者不可预见的类（接口可能不一定兼容的类）协同工作
3. 想使用一个已经存在的子类，但是不可能对每一个都进行子类化以匹配它们的接口。对象适配器可以适配它的父类接口

二.桥接 Bridge(用不同颜色画不同形状)

意图：将抽象部分与实现部分分离，使它们都可以独立地变化

适用性：

1. 不希望在抽象和它地实现部分之间有一个固定地绑定关系。例如，这种情况可能是因为在程序运行时刻实现部分应该可以被选择或切换
2. 类的抽象以及它们的实现都可以通过生成子类的方法加以补充。这是桥接模式（Bridge）使得开发者可以对不同的抽象接口和实现部分进行组合，并分别对他们进行补充
3. 对一个抽象的实现部分的修改对应客户不产生影响，即客户代码不必重新编译
4. （C++）想对客户完全隐藏抽象的实现部分
5. 有许多的类要生成类的层次结构
6. 想要在多个对象之间共享实现（可能使用引用计数）但同时要求客户并不知道这一点

三.组合 Composite(CEO-产品经理-员工的树形关系)

意图：将对象组合成树形结构以表示”部分-整体“的层次结构。Composite使得用户对单个对象和组合的使用具有一致性。

适用性：

1. 想表示对象的部分-整体层次结构
2. 希望用户忽略组合对象与单个对象的不同，用户将统一地使用组合结构中地所有对象。

四.装饰 Decorator(对汽车进行装饰，安装GPS)

意图：动态地给一个对象添加一些额外地指责，就增加功能而言，装饰模式（Decorator）比生成子类更加灵活

适用性：

1. 在不影响其他对象地情况下，以动态、透明地方式给单个对象添加职责
2. 处理那些可以撤销地职责
3. 当不能采用生成子类地方式进行扩充时，一种情况是，可能有大量地独立扩展，为支持每一种组合将产生大量地子类，使得数目呈爆炸性增长。另一种情况可能是，由于类定义被隐藏，或类定义不能生成子类

五.外观 Facade(秘书)

意图：为子系统中地一组接口提供一个一致地界面，Facade模式定义了一个高层地接口，这个接口使得这一子系统更加容易使用

适用性：

1. 要为一个复杂系统提供一个简单的接口时，子系统往往因为不断演化而变得越来越复杂，大多数模式使用时都会产生更多更小的类，这使得子系统更加具有重用性，也更容易对子系统进行定制，但也给那些不需要地址子系统的用户来说带来了一些使用上的困难。Facade可以提供一个简单的默认的视图，这一视图对大多数用户来说已经够用，而那些需要更多的可定制性的用户可以越过Facade层
2. 客户程序与抽象类实现部分之间存在着很大的依赖性。引入Facade将这个子系统与客户以及其他的子系统分类，可以提高系统的独立性和可移植性
3. 当需要构建一个层次结构的子系统时，使用Facade模式定义子系统中每层的入口点。如果子系统之间是相互依赖的，则可以让他们通过Facade进行通信，从而简化了它们之间的依赖关系

六.享元 Flyweight(对象池，HashMap)

意图：运用共享技术有效的支持大量细粒度的对象

适用性：

1. 一个应用程序使用了大量的对象
2. 完全由于使用大量的对象造成很大的储存开销
3. 对象的大多数状态都可以改变为外补状态
4. 如果删除对象的外部状态，那么可以用相对较少的共享对象取代很多组对象
5. 应用程序不依赖于对象的标识，由于Flyweight对象可以被共享，所以对于概念上明显有别的对象，标识测试将返回真值

七.代理 Proxy(游戏代练)

意图：为其他对象提供一种代理以控制者个对象的访问

适用性：适用于在需要比较通用和复杂指针代替简单的指针的时候，常见情况如下

1. 远程代理（Remote Proxy）：为一个对象在不同地址空间提供局部代表
2. 虚代理（Virtual Proxy）：根据需要常见开销很大的对象
3. 保护代理（Protection Proxy）：控制对原始对象的访问，用于对象应该有不同的访问权限的时候
4. 智能引用（Smart Reference）：取代了简单的指针，他在访问对象的时候执行一些附加操作

典型用途

1. 对指向实际对象的引用计数，这样当对该对象没有引用时，可以自动释放
2. 当第一次引用一个持久对象时，将它放入内存
3. 在访问一个实际对象前，检查是否已经锁定了它，以确保其他对象不能改变它

行为设计模式

一.责任链 Chain of Responsibility(击鼓传花)

意图：使多个对象都有机会处理请求，从而避免请求的发送者和接收者之间的耦合关系，将这些对象连成一条链，并沿着这条连传递该请求，直到有一个对象处理它为止

适用性：

1. 有多个的对象可以处理一个请求，哪个对象处理该请求运行时刻自动确定
2. 想在不明确指定接受者的情况下向多个对象中的一个提交一个请求
3. 可处理一个请求对象的集合应被动态指定

二.命令 Command(跑，跳)

意图：将一个请求封装成一个对象，从而使得可以用不同的请求对客户进行参数化；对请求排队或记录请求日志，以及支持可撤销的操作

适用性：

1. 抽象除待执行的动作以及参数化某个对象，Command模式是过程语言中的回调机制的一个面向对象的替代品
2. 在不同的时刻指定、排列和请求，一个command对象可以有一个于初始化请求无关的生存期。如果一个请求的接收者可以用一种与地址空间无关的方式表达，那么就可以将负责该请求的命令对象传递给另一个不同的进程，并且在那儿实现该请求
3. 支持取消操作
4. 支持修改日志
5. 用构建在原语操作行的高层操作系统

三.解释器 Interpreter(算术运算)

意图：给定一个语言，定义它的文法的一种表示，并定义一个解释器，这个解释器使用该表示来解释语言中的句子

适用性：

1. 该文法简单
2. 效率不是一个关键的问题

四.迭代器 Iterator(遍历集合)

意图：提供一种方法顺序访问一个聚合对象中的各个元素，且不需要暴露该对象的内部表示

适用性：

1. 访问一个聚合对象的内容而无需暴露它的内部表示
2. 支持对聚合对象的多种遍历
3. 为遍历不同的聚合结构提供一个统一的接口

五.中介者 Mediator(婚介)

意图：用一个中介对象来封装一系列的对象交互，中介者使得各个对象不需要显示的相互引用，从而使其耦合松散，而且可以独立地改变它们之间地交互

适用性：

1. 一组对象以定义良好但是复杂的方式进行通信，产生的相互依赖的关系结构混乱且难以理解
2. 一个对象引用其他很多对象并且之间与这些对象通信，导致难以复用该对象
3. 想定制一个分布在多个类中的行为，而又不想生成太多的子类

六.备忘录 Memento12(备份)

意图：在不破坏封装性的前提下捕获一个对象的内部状态，并在对象之外保存这个状态。这样就可以将对象恢复到原来保存的状态

适用性：

1. 必须保存一个对象在某一个时刻的状态，这样以后需要时他才能恢复到原来的状态
2. 如果一个用接口来其他对象直接的到这些状态，将会暴露对象的实现细节并破坏对象的封装性

七.观察者 Observer(通知对象，遍历集合发出通知)

意图：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将得到通知并且被自动更新

适用性：

1. 当一个抽象模型有俩个方面，其中一个方面依赖于另一方面，将这俩者封装在独立的对象种以使它们可以各自独立地改变和复用
2. 当一个对象的改变需要同时改变其他的对象，而不知道具体有多少个对象需要改变时
3. 当一个对象必须通知其他的对象，而他又不能假定这个对象是谁，即不希望这些对象是紧耦合的

八.状态 State(看电视)

意图：允许一个对象在其内部状态改变时改变它的行为，对象看起来似乎修改了它的类

适用性：

1. 一个对象的行为决定于它的状态，并且它必须在运行时刻根据状态改变它的行为
2. 一个操做中含有庞大的多分枝的条件语句，且这些分支依赖于该对象的状态

九.策略 Strategy(打折)

意图：定义一系列的算法，把他们一一封装起来，并且使他们可以互相替换。此模式算法可以独立于使用它们的客户而变化

适用性：

1. 许多相关的类仅仅是行为有异
2. 需要使用一个算法的不同变体
3. 一个类定义了多种行为，并且这些行为在这个类的操作中以多个条件语句的形式出现，将相关的条件分支移入它们各自的Strategy类中，以代替这些条件语句

十.模板方法 Template Method(银行用户存活期或者定期)

意图：定义一个操作中的算法骨架，而将一些步骤推迟到子类中，使得子类可以在不改变一个算法结构即可重定义该算法的特定步骤

适用性：

1. 一次性实现一个算法的不变部分，并将可改变的行为留给子类来实现
2. 各子类中公共的行为应被提取出来并且集中到一个公共父类中，以避免代码重复
3. 控制子类扩展

十一.访问者 Visitor(访问电脑硬件，结构对象)

意图：表示一个作用于某对象结构中的各因素操作，他允许在不改变个元素的类的前提下定义作用于这些元素的新操作

适用性：

1. 一个对象结构包含很多类的对象，它们有不同对象的接口，而用户想对这些对象实施一些依赖于其具体类的操作
2. 需要对一个对象结构中的对象进行很多不同的并且不相关的操作，而又想要避免这些操作污染这些对象的类
3. 定义对象结构的类很少改变，但经常需要在此结构上定义新的操作