设计模式思考 I

##前言
最近复习设计模式，花了不少时间，由于项目经验还比较少，虽然看得懂，能理解，但鉴于个人比较偏实践，不善于记忆，隔一段时间后，却很快就忘记了o(╯□╰)o，到真正自己说的时候也说不出来……与其看别人的总结，不如自己再根据别人的博客再思考整理一番，或许这样比反复看的效果会好些吧。下面是根据别人的博客和以下几点思考方式来重新整理的笔记：
1.这种模式怎么理解？（尽量简单易懂）
2.类图怎样画？（代码怎样写）
3.举个栗子？（使用场景）
4.使用这种模式有什么优缺点？（遵循什么原则）

##设计模式六大原则
1.开闭原则（Open Close Principle）
开闭原则就是说对扩展开放，对修改关闭。在程序需要进行拓展的时候，不能去修改原有的代码，实现一个热插拔的效果。所以一句话概括就是：为了使程序的扩展性好，易于维护和升级。想要达到这样的效果，我们需要使用接口和抽象类，后面的具体设计中我们会提到这点。

2.里氏代换原则（Liskov Substitution Principle）
里氏代换原则(Liskov Substitution Principle LSP)面向对象设计的基本原则之一。 里氏代换原则中说，任何基类可以出现的地方，子类一定可以出现。 LSP是继承复用的基石，只有当衍生类可以替换掉基类，软件单位的功能不受到影响时，基类才能真正被复用，而衍生类也能够在基类的基础上增加新的行为。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。—— From Baidu 百科

3.依赖倒转原则（Dependence Inversion Principle）
这个是开闭原则的基础，具体内容：真对接口编程，依赖于抽象而不依赖于具体。

4.接口隔离原则（Interface Segregation Principle）
这个原则的意思是：使用多个隔离的接口，比使用单个接口要好。还是一个降低类之间的耦合度的意思，从这儿我们看出，其实设计模式就是一个软件的设计思想，从大型软件架构出发，为了升级和维护方便。所以上文中多次出现：降低依赖，降低耦合。

5.迪米特法则（最少知道原则）（Demeter Principle）
为什么叫最少知道原则，就是说：一个实体应当尽量少的与其他实体之间发生相互作用，使得系统功能模块相对独立。

6.合成复用原则（Composite Reuse Principle）
原则是尽量使用合成/聚合的方式，而不是使用继承。

##模式分类
创建型：单例模式、简单工厂模式、工厂方法模式、抽象工厂模式、建造者模式、原型模式；
结构型：代理模式、适配器模式、装饰器模式、桥接模式、组合模式、享元模式、外观模式；
行为型：观察者模式、模板方法模式、命令模式、状态模式、职责链模式、解释器模式 、中介者模式、访问者模式、策略模式、备忘录模式、迭代器模式；

##创建者模式

###1.单例模式（Singleton）
(1)理解：
保证一个类仅有一个实例，并提供一个获得该实例的方法（必须是静态方法，通常用getInstance命名）

(2)类图：

常使用的实现方法是这两种，懒汉单例模式和DCL单例模式可参考，单例设计模式的N中Java实现方法

(3)栗子：
android中有很多系统级别的全局变量，如时间，输入法，如InputMethodManager，账户，状态栏等，android中对这些都直接或者有些间接用到了单例模式。

(4)优缺点：
饿汉式：
优：线程安全，调用时反应速度快，在类加载的同时已经创建好了一个静态对象（创建的唯一对象）；
缺：资源利用效率不高，可能该实例并不需要，但也被系统加载了，在一些场景下是无法使用的，比如，如果Single实例的创建依赖参数或配置文件，则在getInstance()之前必须调用某个方法来设置这些参数，但在设置之前，可能已经new了Single实例；static 内部类式：
优：线程安全，资源利用率高,不执行getInstance就不会被实例。
缺：第一次加载时反应不快。

总之，单例模式，省去了new操作符，降低了系统内存的使用频率，减轻GC压力；有些类如交易所的核心交易引擎，控制着交易流程，如果该类可以创建多个的话，系统容易乱，使用单例模式，才能保证核心交易服务器独立控制整个流程。

###2.简单工厂模式
(1)理解
建立一个工厂类，对实现了同一接口的一些类进行实例的创建。

(2)类图

(3)栗子
出现了大量的产品需要创建，并且具有共同的接口时使用，但一般采用工厂方法模式。

(4)优缺点
优：简单粗暴
缺：如果传入的字符串有误，不能正确创建对象，而且代码比较臃肿，扩展性不强。

###3.工厂方法模式（Factory Method）
(1)理解

用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪个类。工厂方式模式使一个类的实例化延迟到其子类。
(2)类图

(3)栗子
如，Java的ThreadFactory。希望工厂与产品的种类对客户端保持透明，给客户端提供一致的操作，另外一种是不同的工厂和产品可以提供客户端不同的服务或功能。

(4)优缺点
优：可派生多个产品，容易扩展性，遵循单一职责、依赖倒置
缺：类的创建依赖工厂类，也就是说，如果想要拓展程序，必须对工厂类进行修改，这违背了闭包原则，所以可以考虑使用抽象工厂模式。

###4.抽象工厂模式（Abstract Factory）

(1)理解
创建多个工厂类，一旦需要增加新的功能，直接增加新的工厂类就可以了，不需要修改之前的代码。

(2)类图

(3)栗子
如Java的List接口，软件的换皮肤功能；需要一个接口可以提供一个产品族，且不必知道产品的具体种类

(4)优缺点
优：遵循单一职责、依赖倒置、开闭原则，当需要扩展一个功能时，只需做一个实现类，实现Sender接口，同时做一个工厂类，实现Provider接口，就OK了，无需去改动现成的代码。

注：
三种工厂模式的区别：
简单工厂：用来生产同一等级结构中的任意产品，对于增加新的产品，无能为力。
工厂方法：用来生产同一等级结构中的固定产品，支持增加任意产品。
抽象工厂：用来生产不同产品族(由不同产品组合成的一套产品)的全部产品，对于增加新的产品，无能为力；支持增加产品族。  

参考：抽象工厂模式详解

5.建造者模式（Builder）

(1)理解
将一个复杂对象的构建和它的表示分离，使得同样的创建过程可以创建不同的表示。
工厂类模式提供的是创建单个类的模式，而建造者模式则是将各种产品集中起来进行管理，用来创建复合对象，所谓复合对象就是指某个类具有不同的属性，其实建造者模式就是前面抽象工厂模式和最后的Test结合起来得到的。
(2)类图

或许，《Effective Java》的例子更好，遇到多个构造参数时要考虑用构建器(Builder模式)：

class NutritionFacts {
    private final int servingSize;
    private final int servings;
    private final int calories;
    private final int fat;
    private final int sodium;
    private final int carbohydrate;
    public static class Builder {
        //对象的必选参数
        private final int servingSize;
        private final int servings;
        //对象的可选参数的缺省值初始化
        private int calories = 0;
        private int fat = 0;
        private int carbohydrate = 0;
        private int sodium = 0;
        //只用少数的必选参数作为构造器的函数参数
        public Builder(int servingSize,int servings) {
            this.servingSize = servingSize;
            this.servings = servings;
        }
        public Builder calories(int val) {
            calories = val;
            return this;
        }
        public Builder fat(int val) {
            fat = val;
            return this;
        }
        public Builder carbohydrate(int val) {
            carbohydrate = val;
            return this;
        }
        public Builder sodium(int val) {
            sodium = val;
            return this;
        }
        public NutritionFacts build() {
            return new NutritionFacts(this);
        }
    }
    private NutritionFacts(Builder builder) {
        servingSize = builder.servingSize;
        servings = builder.servings;
        calories = builder.calories;
        fat = builder.fat;
        sodium = builder.sodium;
        carbohydrate = builder.carbohydrate;
    }
}
//使用方式
public static void main(String[] args) {
    NutritionFacts cocaCola = new NutritionFacts.Builder(240, 8).calories(100)
        .sodium(35).carbohydrate(27).build();
    System.out.println(cocaCola);
}

(3)栗子
android中大量的使用对话框组件，它的调用方法就是构建，拼接，表示。

Builder通过setTitle(),setMessage(),setIcon()等方法在create()中构造出一个AlertDialogInstance对象。
然后客户可以把把AlertDialogInstance对象show出去。

(4)优缺点
优：复用对象，避免不断new构造者增加开销；将很多功能集成到一个类里，创造出比较复杂的东西。

6.原型模式

(1)理解
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。

(2)类图
略

注：克隆操作分深拷贝和浅拷贝，浅拷贝说白了就是把原对象所有的值和引用直接赋给新对象。深拷贝则不仅把原对象的值赋给新对象，而且会把原对象的引用对象也重新创建一遍再赋给新对象。

(3)栗子
如Java的Cloneable接口。
使用场景：a.对象的创建非常复杂，可以使用原型模式快捷的创建对象。b.在运行过程中不知道对象的具体类型，可使用原型模式创建一个相同类型的对象，或者在运行过程中动态的获取到一个对象的状态。

(4)优缺点
缺：每个原型的子类都必须实现Cloneable接口，这个实现起来有时候比较困难。

详细：原型模式详解（clone方法源码的简单剖析）

参考：
1.Java之美[从菜鸟到高手演变]之设计模式-终点
2.Android设计模式系列-谦虚天下
3.设计模式系列-Tony Chen
4.设计模式详解-左潇龙
5.设计模式UML类图