01

設(shè)計(jì)模式

1.1 設(shè)計(jì)模式簡(jiǎn)介

設(shè)計(jì)模式是解決特定問(wèn)題的解決方案。

設(shè)計(jì)模式的優(yōu)點(diǎn)：

• 1 可以在多個(gè)項(xiàng)目重復(fù)使用。

• 2 問(wèn)題可以在架構(gòu)級(jí)別來(lái)解決。

• 3 經(jīng)過(guò)了時(shí)間的驗(yàn)證和良好的證明，是開(kāi)發(fā)人員和架構(gòu)師的寶貴經(jīng)驗(yàn)。

• 4 具有可靠性和依賴性。

為了更好地認(rèn)識(shí)設(shè)計(jì)模式，我們先理解這些術(shù)語(yǔ)。

• 1 代碼段：用某種語(yǔ)言編寫(xiě)的一段具有特定用途的代碼。例如，Python語(yǔ)言鏈接數(shù)據(jù)庫(kù)的代碼段。

• 2 設(shè)計(jì)：用來(lái)解決特定問(wèn)題的優(yōu)秀解決方案。

• 3 標(biāo)準(zhǔn)：一種解決某類(lèi)問(wèn)題的方法，非常通用，并且適用于當(dāng)前的情況。

• 4 模式：一個(gè)經(jīng)過(guò)時(shí)間考驗(yàn)的、高效、可擴(kuò)展的解決方案，能夠解決一類(lèi)已知問(wèn)題。

1.2 設(shè)計(jì)模式分類(lèi)

GoF在他們的設(shè)計(jì)模式書(shū)籍《Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software》中講到了23種設(shè)計(jì)模式，分為三類(lèi)。

• 1 創(chuàng)建型模式

• 2 結(jié)構(gòu)型模式

• 3 行為型模式

模式的分類(lèi)主要基于對(duì)象的創(chuàng)建、軟件應(yīng)用程序中類(lèi)和對(duì)象的構(gòu)造方式，還涉及對(duì)象之間的交互方式。

創(chuàng)建型模式的性質(zhì)。

• 1 它們的運(yùn)行機(jī)制基于對(duì)象的創(chuàng)建方式。

• 2 它們將對(duì)象創(chuàng)建的細(xì)節(jié)隔離開(kāi)來(lái)。

• 3 代碼與所創(chuàng)建的對(duì)象類(lèi)型無(wú)關(guān)。
  單例模式就是創(chuàng)建型模式的一個(gè)例子。

結(jié)構(gòu)型模式的性質(zhì)。

• 1 致力于設(shè)計(jì)出通過(guò)組合獲得更強(qiáng)大功能的對(duì)象和類(lèi)的結(jié)構(gòu)。

• 2 重點(diǎn)是簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)并識(shí)別類(lèi)和對(duì)象之間的關(guān)系。

• 3 它們主要關(guān)注類(lèi)的繼承和組合。
  適配器模式就是結(jié)構(gòu)型模式的一個(gè)例子。

行為型模式的性質(zhì)。

• 1 關(guān)注對(duì)象之間的交互以及對(duì)象的響應(yīng)性。

• 2 對(duì)象應(yīng)該能夠交互，同時(shí)仍然保持松散耦合。

設(shè)計(jì)模式的學(xué)習(xí)和理解，需要我們對(duì)面向?qū)ο缶幊蘋(píng)OP有一定的認(rèn)識(shí)。
Python語(yǔ)言學(xué)習(xí)：面向?qū)ο缶幊?/strong>，這篇文章介紹OOP的基本知識(shí)。

1.3 面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)原則

面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)原則，有利于我們深入學(xué)習(xí)和理解設(shè)計(jì)模式。遵循和應(yīng)用好這些原則，可以讓我們軟件架構(gòu)、設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)更健壯、穩(wěn)定、靈活、強(qiáng)大。

1 開(kāi)放/封閉原則

開(kāi)放/封閉原則，類(lèi)和對(duì)象及其方法對(duì)于擴(kuò)展來(lái)說(shuō)，是開(kāi)放的；對(duì)于修改來(lái)說(shuō)，是要封閉的。
這個(gè)原則的優(yōu)點(diǎn)。

• 1 現(xiàn)有的類(lèi)不會(huì)被修改，因此退化的可能性較小。

• 2 有助于保持以前代碼的向后兼容性。

2 控制反轉(zhuǎn)原則

控制反轉(zhuǎn)原則，高層級(jí)的模塊不應(yīng)該依賴于低層級(jí)的模塊，它們應(yīng)該依賴于抽象。任何兩個(gè)模塊都不應(yīng)以緊密的方式相互依賴。
這個(gè)原則的優(yōu)點(diǎn)。

• 1 消弱了模塊間的緊耦合，因此消除了系統(tǒng)中的復(fù)雜性。

• 2 由于依賴模塊之間有一個(gè)明確的抽象層（由鉤子或參數(shù)提供），因此便于通過(guò)更好的方式處理模塊之間的依賴關(guān)系。

3 接口隔離原則

接口隔離原則，客戶端不應(yīng)該依賴于它們不需要使用的接口。
這個(gè)原則的優(yōu)點(diǎn)。

• 1 它強(qiáng)制開(kāi)發(fā)人員編寫(xiě)瘦身型接口，并使方法與接口緊密無(wú)關(guān)。

• 2 防止向接口中隨意填寫(xiě)方法。

4 單一職責(zé)原則

單一職責(zé)原則，類(lèi)的職責(zé)單一，引起類(lèi)變化的原因單一。
這個(gè)原則的優(yōu)點(diǎn)。

• 1 每當(dāng)一個(gè)功能發(fā)生變化時(shí)，除了特定類(lèi)需要改變外，其他類(lèi)無(wú)需變動(dòng)。

• 2 如果一個(gè)類(lèi)有多種功能，那么依賴它的類(lèi)必定會(huì)由于多種原因而經(jīng)歷多次修改，這是應(yīng)該避免的。

5 替換原則

替換原則，派生類(lèi)必須能夠完全取代基類(lèi)。

02

單例設(shè)計(jì)模式

單例設(shè)計(jì)模式是最簡(jiǎn)單和最著名的一種創(chuàng)建型設(shè)計(jì)模式。

單例設(shè)計(jì)模式意圖：

• 1 確保類(lèi)有且只有一個(gè)對(duì)象被創(chuàng)建。

• 2 為對(duì)象提供一個(gè)訪問(wèn)點(diǎn)，以使程序可以全局訪問(wèn)對(duì)象。

• 3 控制共享資源的并行訪問(wèn)。

單例設(shè)計(jì)模式應(yīng)用場(chǎng)景：

• 1 打印機(jī)后臺(tái)處理程序

• 2 數(shù)據(jù)庫(kù)操作程序
  等等。

單例模式參考代碼。