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[ASP.net教程]设计模式的一些总结


面向对象设计模式体现的就是抽象的思想,类是什么?类就是对象的抽象,抽象类就是对类的抽象,接口是对行为的抽象

设计模式分为 三种类型:

1.创建型
单例模式
工厂方法模式
抽象工厂模式
建造者模式
原型模式

2.结构型
适配器模式
装饰模式
桥接模式
组合模式
享元模式
代理模式
外观模式

3.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

各种类型的特点:

1.创建型
解决 new 单词的问题!
创建型模式隐藏了这些类的实例是如何被创建和放在一起,整个系统关于这些对象所知道的是由抽象类所定义的接口,这样创建型模式在创建了什么、谁创建它、它是怎么被创建的,以及何时创建这些方面提供了很大的灵活性

创建型模式抽象了实例化的过程,它们帮助一个系统独立于如何创建、组合和表示它的那些对象,创建型模式都会将关于该系统使用哪些具体的类的信息封装起来,允许客户用结构和功能差别很大的'产品'对象配置一个系统.配置可以是静态的,即在编译时指定,也可以是动态的,就是运行时再指定

通常设计应该从工厂方法开始,当设计者发现需要更大的灵活性时,设计便会向其他创建型模式演化,当设计者在设计标准之间进行权衡的时候,了解多个创建型模式可以给设计者更多的选择余地

创建型 类模式将对象的部分创建工作延迟到子类,而创建对象模式则将它延迟到另一个对象中

2.结构型
处理类与对象之间的关系!
结构型模式不是用来创建对象与类的,而是且来对类或对象的管理
结构型模式使用继承机制来组合类,而结构型对象模式则描述了对象的组装方式

3.行为型
运行时多态的体现,动态的交互中类与对象的职责分配!
行为型对象模式则描述了一组对象怎样协作完成单个对象所无法完成的任务

 

---- 创建型 ----

1.简单工厂模式(Simple Factory)
写一个父类,用多个子类去继承它,然后再用工厂类去实例化各个子类
工厂类是 根据一个方法的参数用IF或Switch判断 去实例化不同的子类产品,返回新产品
优点在于工厂类中包含了必要的逻辑判断,根据客户端的选择条件动态实例化相关的类,对于客户端来说,去除了与具体产品的依赖

只有一种类型的产品(与子类数量无关)
只有一个工厂
一个工厂只生产一种产品,简单工厂是针对 一个系列,一个工厂来用


2.工厂方法模式(Factory Method)
定义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

工厂方法实现时,客户端需要决定实例化哪一个工厂来实现运算类,选择判断的问题还是存在的,也就是说,工厂方法把简单工厂的内部逻辑判断移到了客户端代码来进行,你想要加功能,本来是改工厂类的,而现在是修改客户端

工厂方法克服了简单工厂违背"开放-封闭原则"的缺点,又保持了封装对象创建过程的优点
工厂方法模式是简单工厂模式的进一步抽象和推广
工厂方法是对工厂的进一步抽象
工厂方法是针对 一个系列,多个工厂来用


3.抽象工厂模式(Abstract Factory)
提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口,而无需指定它们具体的类
好处是易于交换产品系列,由于具体工厂类,在一个应用中只需要在初始化的时候出现一次,这就使得改变一个应用的具体工厂变得非常容易,它只需要改变具体工厂即可使用不同的产品配置

它让具体的创建实例过程与客户端分离,客户端是通过它们的抽象接口操纵实例,产品的具体类名也被具体工厂的实现分离,不会出现在客户代码中

抽象工厂是针对 多个系列,多个工厂来用


4.建造者模式(Builder)
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

如果我们用了建造者模式,那么用户就只需要指定建造的类型就可以得到它们,而具体建造的过程和细节就不需知道了
概括来说,是为创建一个Product对象的各个部件指定的抽象接口

它主要是用于创建一些复杂的对象,这些对象内部构建间的建造顺序通常是稳定的,但是对象内部的构建通常面临着复杂的变化

好处就是使得建造代码与表示代码分离,由于建造者隐藏了该新产品是如何组装的,所以若需要改变一个产品的内部表示,只需要再定义一个具体的建造者就可以了

是在当创建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适用的模式

Builder模式解决“对象部分”的需求变化
.NET中简化的Builder模式(StringBuilder)
缺点:在于难于应付"分步骤构建算法"的需求变动,如构造顺序经常变化


5.原型模式(Prototype)
用原型实例指定创建对象的各类,并且通过拷贝这些原型创建新的对象
其实就是一个对象再创建另外一个可定制的对象,而且不需要知道任何创建的细节

.NET在System命名空间中提供了ICloneable接口,其中有一个方法Clone(),只需要实现这个接口就可以完成原型模式了,使用 MemberwiseClone()方法实现 浅层复制

一般在初始化的信息不发生变化的情况下,克隆是最好的方法,这既隐藏了对象创建的细节,又对性能是大大的提高
它等于是不用重新初始化对象,而是动态地获得对象运行时的状态

原型模式 有两种,一种是浅层复制,一种是深层复制

6.单例模式(Singleton)
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

通常我们可以让一个全局变量使得一个对象被访问,但它不能防止你实例化多个对象,一个最好的办法就是,让类自身负责保存它的唯一实例,这个类可以保证没有其他实例可以被创建,并且它可以提供一个访问该实例的方法

单例模式因为Singleton类封装它的唯一实例,这样它可以严格地控制客户怎样访问它以及何时访问它,简单地说就是对唯一实例的受控访问

只能创建类的一个对象,比如:一个中国只能有一个首都
原理:将构造函数私有化,只提供一个静态的方法来创建一个对象
1. 将构造函数设置成 private
2. 声明一个静态的字段,初始化一个实例,返回 China对象
3. 用静态方法或静态属性,返回那个唯一的实例,对象

用多线程时,可能会造成创建多个实例,可以用 lock 锁定,lock是确保当一个线程位于代码临界区时,另一个线程不进入临界区.如果其他线程试图进入锁定的代码,则它将一直等待(即被阻止),直到该对象被释放(双重锁定)


---- 结构型 ----

7.适配器模式(Adapter)
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一起工作的那些类可以一起工作

有两种类型:
1.对象适配器 -- 使用对象的组合方式来实现
2.类适配器 -- 使用类的多继承来实现(.NET不支持多继承,接口除外,接口不是继承而是实现,都是虚的)

老系统功能的接口,不能适应新系统规定的接口,增加一个适配器(适应新系统的接口,调用老系统的功能,本身不实现功能)

系统的数据和行为都正确,但接口不符时,我们应该考虑用适配器,目的是使控制范围之外的一个原有对象与某个接口匹配,适配器模式主要应用于希望复用一些现存在的类,但是接口又利用环境要求不一致的情况

在双方都不太容易修改的时候再使用适配器模式适配

.NET中的Adapter模式
ADO.NET中的 DataAdapter:数据适配器
DataAdapter使应用程序的数据操作统一到DataSet上,用于适配新的DataSet与老的数据库,而与具体的数据库类型无关

适配器模式注重转换接口


8.桥接模式(Bridge)
将抽象部分与它的实现部分分离,使它们都可以独立地变化

什么叫抽象与它的实现分离,这并不是说,让抽象类与其派生类分离,因为这没有任何意义,实现指的是抽象类和它的派生类用来实现自己的对象

实现系统可能有多角度分类,每一种分类都有可能变化,那么就把这种多角度分离出来让它们独立变化,减少它们之间的耦合

Bridge模式的应用一般在“两个非常强的变化维度”,有时候即使有两个变化的维度,但是某个方向的变化维度并不剧烈——换言之两个变化不会导致纵横交错的结果,并不一定要使用Bridge模式

桥接模式注重分离接口(抽象)与其实现


9.组合模式(Composite)
将对象组合成树形结构以表示"部分-整体"的层次结构,组合模式使得用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性

透明方式:在Component中声明所有用来管理子对象的方法,如其中包括Add,Remove等,这样实现Component接口的所有子类都具备了Add和Remove,这样做的好处就是叶节点和枝节点对于外界没有区别,它们具备完全一致的行为接口,但叶节点本身不具备Add,Remove方法,所以实现它是没有意义的

安全方式: 就是在Component 接口中不去声明Add和Remove方法,那么子类的叶节点也就不需要去实现它,而是在Composite声明所有用来管理子类对象的方法,由于不够透明,所以树叶和树枝类将不具有相同的接口,客户端的调用需要做相应的判断,带来不便

当你发现需求中体现部分与整体层次的结构时,希望用户可以忽略组合对象与单个对象的不同,统一地使用组合结构中的所有对象时,就应该考虑组合模式了

组合模式定义了包含基本对象,组合对象的类层次结构,基本对象可以被组合成更复杂的组合对象,而这个组合对象又可以被组合,这样不断地递归下去,客户代码中,任何用到基本对象的地方都可以使用组合对象了
用户是不用关心到底是处理一个叶节点还是处理一个组合组件,也就是用不着为定义组合而写一些选择判断语句了

组合模式让客户可以一致地使用组合结构和单个对象


10.装饰者模式(Decorator)
动态地给一个对象添加一些额外的职责,就增加功能来说,装饰模式比生成子类更为灵活

装饰者模式就是在 中间 插入一个转接类,对对象进一步伪装。
也就是说它会将一个对象进行加工处理后再返回给用户。

把类中的装饰功能从类中搬移去除,这样可以简化原有的类

装饰者模式注重稳定接口的前提下为对象扩展功能


11.外观模式/门面模式(Facade)
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

在设计初期阶段,应该有意识的将不同的两个层分离,层与层之间建立外观Facade,为复杂的子系统提供一个简单的接口,降低耦合
其次,子系统往往因为不断的重构演化而变得越来越复杂,增加外观Facade可以提供一个简单接口,减少它们之间的依赖
在维护一个遗留的大型系统时,可能这个系统已经非常难以维护和扩展了,为新系统开发一个外观Facade类,来提供设计一个简单的接口,让新系统与Facade对象交互,Facade与遗留代码交互所有复杂的工作

解决 1 -> N 的问题,转换成 1 -> 1 -> N 与中介者模式不一样,那个是 N -> N
解决外部到内部的单向关联
Facade外观模式注重简化接口,三层架构用的就是门面模式


12.享元模式(Flyweight)
运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象

享元可以避免大量非常相似类的开销,在程序设计中,有时需要生成大量细粒度的类实例来表示数据,如果能发现这些实例除了几个参数外基本上都是相同的,有时就能够受大幅度地减少需要实例化的类的数量,如果能把那些参数移到类实例的外面,在方法调用时将它们传递进来,就可以通过共享大幅度地减少单个实例的数目

如果一个应用程序使用了大量的对象,而大量的这些对象造成了很大的存储开销时就应该考虑使用;还有就是对象的大多数状态可以外部状态,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,此时可以考虑使用享元模式


13.代理模式(Proxy)
为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问

远程代理,也就是为一个对象在不同的地址空间提供局部代表,这样可以隐藏一个对象在于不同地址空间的事实,如 WebService 在.NET中的应用
虚拟代理,是根据需要创建开销很大的对象,通过它来存放实例化需要很长时间的真实对象
安全代理,用来控制真实对象访问时的权限,用于对象应该有不同的访问权限的时候
智能指引,是指当调用真实的对象,代理处理另外一些事

其实就是在访问对象时引入一定程序的间接性,因为这种间接性,可以附加多种用途,代理就是真实对象的代表

----- 行为型 ------

14.解释器模式(interpreter)
给定一个语言,定义它的方法的一种表示,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

如果一种特定类型的问题发生的频率足够高,那么可能就值得将该问题的各个实例表述为一个简单语言中的句子,这样就可以构建一个解释器,该解释器通过解释这些句子来解决该问题

当有一个语言需要解释执行,并且你可将该语言中的句子表示为一个抽象语法树时,可使用解释器模式

解释器模式不足的是,为方法中的每一条规则至少定义了一个类,因此包含许多规则的文件可能难以管理和维护,建议当文法非常复杂时,使用其他的技术如语法分析程序或编译器生成来处理


15.模板方法模式
定义一个操作中的算法骨架,而将一些步骤延迟到子类中,模板方法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

当我们要完成在某一细节层次一致的一个过程或一系列步骤,但其个别步骤在更详细的层次上的实现可能不同时,我们通常考虑用模板方法模式来处理

模板方法模式是通过把不变行为搬移到父类,去除子类中的重复代码来体现它的优势,提供了一个很好的代码利用平台

当不变的和可变的行为在方法的子类实现中混合在一起的时候,不变的行为就会在子类中重复出现,通过模板方法把这些行为搬移到单一的地方,这样就帮助了子类摆脱重复的不变行为的纠缠


16.职责链模式(Chain of Responsibility)
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,将这个对象连成一条链,并沿着这条链传递该请求,直到有一个对象处理它为止

当客户提交一个请求时,请求是沿链传递直到有一个ConcreteHandler对象负责处理它
使得接收者和发送者都没有对方的明确信息,且链中的对象自己也并不知道链的结构,结果是职责链可简化对象的相互链接,它们公需保持一个指向其后继者的引用,而不需要保持它所有的候选接受者的引用

随便地增加或修改一个处理一个请求的结构,增强了给对象指派职责的灵活性
适应场合:一个请求可能有多个接受者,但是最后真正的接受者只有一个


17.命令模式(Command)
解决"行为请求者"与"行为实现者"的解耦,常见的手段是"将行为抽象为对象"
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

优点: 1、它能较容易地设计一个命令队列
2、在需要的情况下,可以较容易的将命令记入日志
3、允许接收请求的一方决定是否要否决请求
4、可以容易地实现对请求的撤销和重做
5、由于加进新的具体命令类不影响其它的经,因此增加新的具体命令类很容易

命令模式把请求一个操作的对象与知道怎么执行一个操作的对象分割开


18.迭代器模式(Iterator)
提供一种方法顺序访问一个聚合对象中各个元素,而又不暴露该对象的内部表示

当你需要访问一个聚焦对象,而且不管这些对象是什么都需要遍历的时候,你就应该考虑用迭代器模式,你需要对聚焦有多种方式遍历时,可以考虑用迭代器模式.为遍历不同的聚集结构提供如开始、下一个、是否结束、当前哪一项等统一的接口

如 Foreach 语句,像IEnumerable接口也是为迭代器模式而准备的

迭代器模式就是分离了集合对象的遍历行为,抽象出一个迭代器类来负责,这样即可以做到不暴露集合的内部结构,又可以让外部代码透明地访问集合内部的数据


19.中介者模式(Mediator)
用一个中介对象来封装一系列的对象交互,中介者使各对象不需要显式相互引用,从而使其耦合松散,而且可以独立地改变它们之间的交互

中介者模式很容易在系统中应用,也很容易在系统中误用,当系统出现了'多对多'交互复杂的对象群时,不要急于使用中介者模式,而要先返思你的系统在设计上是不是合理

Mediator的出现减少了各个Colleague的耦合,使得可以独立地改变和利用各个Colleague类和Mediator,由于把对象如何协作进行了抽象,将中介作为一个独立的概念并 将其封装在一个对象中,这样关注的对象就从对象各自本身的行为转移到它们之间的交互上来,也就是站在一个更宏观的角度去年看待系统

中介者模式一般应用于一组对象以定义良好但是复杂的方式进行通信的场合,以及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的场合

解决 N -> N 的问题,转换成 N -> 1 -> N 与外观模式不一样,那个是 1 -> N
解决内部的双向关联


20.备忘录模式(Memento)
在不破坏封闭性的前提下,捕获一个对象的内部状态,并在该对象之外保存这个状态,这样以后就可将该对象恢复到原先保存的状态

就是把要保存的细节给封装在了Memento中,哪一天要更改保存的细节也不用影响客户端了

Memento 模式比较适用于功能比较复杂的,但需要维护或记录属性历史的类,或者需要保存的属性只是众多属性中的一小部分时,Originator可以根据保存的Memento信息还原到前一状态

当角色的状态改变的时候,有可能这个状态无效,这时候就可以使用暂时存储起来的备忘录将状态复原


21.观察者模式(Observer)(发布-评阅 Publish/Subscribe)
定义了一种一对我多的依赖关系,让多个观察者对象同时监听某一个主题对象,这个主题对象在状态发生变化时,会通知所有观察者对象,使它们能够自动更新自己

将一个系统分割成一系列相互协作的类有一个很不好的副作用,那就是需要维护相关对象间的一致性,我们不希望为了维持一致性而使各类紧密耦合,这样会给维护,扩展和重用都带来不便,观察者模式就能解决这问题

当一个对象在改变需要同时改变其他对象,而且它不知道具体有多少对象有待改变时,应考虑使用观察者模式

一个抽象模型有两个方面,其中一方面依赖于另一方面,这时用观察者模式可以将这两者封装在独立的对象中使它们各自独立地改变和复用

观察者模式所做的工作其实就是在解除耦合,让耦合的双方都依赖于抽象,而不是依赖于具体,从而使得各自的变化都不会影响另一边的变化

Observer模式使得我们可以独立地改变目标与观察者,从而使二者之间的依赖关系达致松耦合

在C#的event中,委托充当了抽象的Observer接口,而提供事件的对象充当了目标对象。委托是比抽象Observer接口更为松耦合的设计

 

22.状态模式(State)
当一个对象的内在状态改变时允许改变其行为,这个对象看起来像是改变了其类
状态模式主要解决的是当控件一个对象状态转换的条件表达式过于复杂时的情况.把状态的判断逻辑转移到表示不同状态的一系列类当中,可以把复杂的判断逻辑简化,状态判断很简单就没必要用了

好处是将与特定状态相关的行为局部化,并且将不同状态的行为分割开来
就是将特定状态相关的行为都放入一个对象中,由于所有与状态相关的代码都存在于某个ConreteSate中,所以通过定义新的子类可以很容易地增加新的状态和转换,目的就是为了消除庞大的条件分支语句

状态模式通过把各种状态转换逻辑分布到State的子类之间,来减少相互间的依赖,加上反射更加完美

当一个对象行为取决于它的状态,并且它必须在运行时该根据状态改变它的行为时,就可以考虑使用状态模式


23.策略模式(Strategy)
它定义了算法家族,分别封装起来,让它们之间可以互相替换,此模式让算法的变化,不会影响到使用算法的客户

策略模式是一种定义一系列算法的方法,从概念上来看,所有这些算法完全的都是相同的工作,只是实现不同,它可以以相同的方式调用所有算法,减少了各种算法类与使用算法类之间的耦合

策略模式的 Strategy 类层次为 Context 定义了一系列的可供重用的算法或行为,继承有助于析取出这些算法中的公共功能

优点是简化了单元测试,因为每个算法都有自己的类,可以通过自己的接口单独测试

策略模式就是用来封装算法的,但在实践中,我们发现可以用它来封装几乎任何类型的规则,只要在分析过程中听到需要在不同时间应用不同的业务规则,就可以考虑使用策略模式处理这种变化的可能性

简单说就是用 Context 里的一个方法去调用传进去的抽象对象的一个方法


24.访问者模式(Visitor)
表示一个作用于某个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

访问者模式适合于数据结构相对稳定的系统,它把数据结构和作用于结构上的操作之间的耦合解脱开,使得操作集合可以相对自由地演化
目的是要把处理从数据结构分离出来,有比较稳定的数据结构,又有易于变化的算法的话,使用访问者模式就比较合适的,因为访问者模式使得算法操作的增加变得容易

访问者模式的优点就是增加新的操作很容易,因为增加新的操作就意味着增加一个新的访问者,访问者模式将有关的行为集中到一个访问者对象中

缺点其实也就是使增加新的数据结构变得困难
不适合用到对象结构经常发生改变的情况下,适合用在固定的元素结构才能效果