设计模式

设计模式六大原则

单一职责原则：

简述：一个类应该只有一个引起变化的原因，意味着一个类应该只负责一个功能或职责。如果一个类承担的职责过多，就等于把这些职责耦合在一起了。当其中一个职责发生变化时，可能会影响到其他职责的正常工作，导致代码难以维护和扩展。因此单一职责有助于降低类之间的耦合度，提高代码的可读性和可维护性。

耦合：描述组件之间相互依赖的一个术语，耦合性越低，表示组件之间的独立性越强。一般情况下，耦合性越低越好。

开放封闭原则

简述：软件实体（如类，模块，函数）应该是可扩展的，而不是可修改的。这意味着在添加新功能时，应该通过扩展已有代码而不是修改现有代码来实现，从而保持现有代码的稳定性。使用这种方式，现有系统不会看到任何新变化的影响。同时，你只需要测试新创建的类。·

里氏替换原则

简述：子类型必须能够替换掉它们的父类。也就是说，在使用父类的地方可以无缝使用其子类对象，而且程序的行为仍然保持不变。这要求我们在进行继承设计时，子类应该遵循父类的契约，而不是破坏它。

接口隔离原则

简述：客户端不应该被强制依赖于它们不使用的接口。一个类对另一个类的依赖应该建立在小的，专门的接口上，而不是一个庞大的、总的接口。这有助于减少类和接口之间的耦合度，提高系统的灵活性和可维护性。

依赖倒置原则

简述：高层模块不应该依赖低层模块，两者都应该依赖于抽象而不是一个实例。抽象不应该依赖于细节，细节应该依赖于抽象。这个原则鼓励通过抽象来实现模块之间的耦合，而不是具体的实现。

最少知识原则

简述：一个对象应该对其他对象有最少的了解，即一个类应该只与直接的朋友通信，不与其他类进行交互。这有助于降低类之间的耦合度，提高类的内聚性和可维护性。

设计模式详解

设计模式是指在软件设计中，经过总结和提炼的，能够解决特定问题的经验性的总结。他不是一种可直接转化伪代码的完整设计，而是一种描述在不同情况下如何解决问题的一种方案。

设计模式分为三大类

• 创建型模式：工厂方法模式，抽象工厂模式，单例模式，建造者模式，原型模式

• 结构型模式：适配器模式，装饰器模式，代理模式，外观模式，桥接模式，组合模式，享元模式

• 行为型模式：策略模式，模板方法模式，观察者模式，迭代子模式，责任链模式，命令模式，备忘录模式，状态模式，访问者模式，中介者模式，解释器模式。

UML

UML即为统一建模语言，是用来设计软件的可视化建模语言。它的特点是简单，统一，图形化，能表达软件设计中的动态与静态信息。

UML从目标系统的不同角度出发，定义了用例图、类图、对象图、状态图、活动图、时序图、协作图、构件图、部署图等九种图。

这里我们重点了解类图

类图

类图是显示了模型的静态结构，特别是模型中存在的类。类的内部结构以及它们与其他类的关系等。类图不显示暂时性的信息，类图是面向对象建模的主要组成部分。

作用

• 在软件工程中，类图是一种静态的结构图，描述了系统的类的集合，类的属性和类之间的关系，可以简化了人们对系统的理解。

• 类图是系统分析和设计阶段的重要产物，是系统编码和测试的重要模型。

表示法

在UML类图中，类使用包含类名，属性（field）和方法（method）且带有分割线的矩形来表示。类中属性、方法名称前的符号表示了这个属性、方法的可见性。

• +：表示public

• -：表示private

• #：表示protected

属性的完整表示方式是：可见性 名称： 类型【= 缺省值】

方法的完整表示方式是：可见性 名称（参数列表）【：返回类型】 【】为可以省略的部分

类与类之间关系的表示方式

关联关系

关联关系是对象之间的一种引用关系，用于表示一类对象与另一类对象之间的联系，如老师和学生、师傅和徒弟、丈夫和妻子等、关联关系又可以分为单向关联、双向关联、自关联。

单向关联

在UML类图中单向关联用一个带箭头的实线表示。上图表示每个顾客都有一个地址，这通过让Customer类持有一个类型为Address的成员变量类实现。

双向关联

从上图中我们很容易看出，所谓的双向关联就是双方各自持有对方类型的成员变量。

在UML类图中，双向关联用一个不带箭头的直线表示。上图中在Customer类中维护一个List<Product>，表示一个顾客可以购买多个商品；在Product类中维护一个Customer类型的成员变量表示这个产品被哪个顾客所购买。

自关联

自关联在UML类图中用一个带有箭头且只想自身的线表示。上图的意思就是Node类包含类型为Node的成员变量，也就是“自己包含自己”。

聚合关系

聚合关系是关联关系的一种，是强关联关系，是整体和部分之间的关系。

聚合关系也是通过成员对象来实现的，其中成员对象是整体对象的一部分，但是成员对象可以脱离整体对象而独立存在。例如，学校与老师的关系、学校包含老师，但如果学校停办了，老师依然存在。

在UML类图中，聚合关系可以用带空心菱形的实线来表示，菱形指向整体。

组合关系

组合表示类之间的整体与部分的关系，但它是一种更强烈的聚合关系。

在组合关系中，整体对象可以控制部分对象的生命周期，一旦整体对象不存在，部分对象也将不存在，部分对象不能脱离整体对象而存在。例如，头和嘴的关系，没有了头，嘴也就不存在了。

在UML类图中，组合关系用带实心菱形的实线来表示，菱形指向整体。下图所示是头和嘴的关系图：

依赖关系

依赖关系是一种使用关系，它是对象之间耦合度最弱的一种关联方式，是临时性的关联。在代码中，某个类的方法通过局部变量，方法的参数或者对静态方法的调用来访问另一个类（被依赖类）中的某些方法来完成一些职责。

在UML类图中，依赖关系使用带箭头的虚线来表示，箭头从使用类指向被依赖的类。下图所示是司机和汽车的关系图，司机驾驶汽车。

继承关系

继承关系是对象之间耦合度最大的一种关系，表示一般与特殊的关系，是父类与子类之间的关系，是一种继承关系。

在UML类图中，泛化关系用带空心三角箭头的实线来表示，箭头从子类指向父类。在代码实现时，使用面向对象的继承机制来实现泛化关系。例如，Student类和Teacher类都是Person类的子类。

实现关系

实现关系是接口与实现类之间的关系。在这种关系中，类实现了接口，类中的操作实现了接口中所声明的所有的抽象操作。

在UML类图中，实现关系使用带空心三角箭头的虚线来表示，箭头从实现类指向接口。例如，汽车和船实现了交通工具，其类图如图所示。