设计模式——行为类模式

水深无声 2023-06-29 10:44 2阅读 0赞

**一、模板方法模式：**

1.  定义：  
    定义一个操作中的算法的框架，而将一些步骤延迟到子类中。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。
2.  方法分类：  
    （1）基本方法：也叫基本操作，由子类实现，在模板方法中被调用；  
    （2）模板方法：可以有一个或几个，实现对基本方法的调度、完成固定的逻辑。（为防止恶意操作，一般模板方法都加上final关键字，不允许被覆写。）
3.  优点：  
    （1）封装不变部分，扩展可变部分；  
    （2）提取公共部分代码，便于维护；  
    （3）行为由父类控制，子类实现；
4.  缺点：  
    （1）抽象类定义了部分抽象方法，由子类实现；  
    （2）抽象父类调用了子类的方法；  
    （3）子类的执行结果影响了父类的结果，即子类对父类产生了影响；
5.  使用场景：  
    （1）多个子类有公有的方法，并且逻辑基本相同时；  
    （2）重要、重复的算法，可以把核心算法设计为模板方法；  
    （3）重构时，常用模板方法。

**二、策略模式：**

1.  定义：  
    定义一组算法，将每个算法都封装起来，并且使它们之间可以互换。
2.  策略模式的角色：  
    （1）Context封装角色；  
    （2）Strategy抽象策略角色；  
    （3）ConcreteStrategy具体策略角色；
3.  优点：  
    （1）算法可以自由切换；  
    （2）避免使用多重条件判断；  
    （3）扩展性良好；
4.  缺点：  
    （1）策略类数量增多；  
    （2）所有的策略类都需要对外暴露；
5.  使用场景：  
    （1）多个类只有在算法或行为上稍有不同的场景；  
    （2）算法需要自由切换的场景；  
    （3）需要屏蔽算法规则的场景；

**三、状态模式：**

1.  定义：  
    当一个对象内在状态改变时允许其改变行为，这个对象看起来像改变了其类。
2.  状态模式的3个角色：（状态变更的核心是封装）  
    （1）State抽象状态角色；  
    （2）ConcreteState具体状态角色；  
    （3）Context环境角色；
3.  优点：  
    （1）结构清晰；  
    （2）遵循设计原则（很好地体现了开闭原则和单一职责原则 ）  
    （3）封装性非常好；
4.  缺点：  
    当状态很多的时候，子类就会有很多，形成类膨胀。
5.  使用场景：  
    （1）行为随状态改变而改变的场景；  
    （2）条件、分支判断语句的替代者；  
    注意事项：  
    状态模式适用于当某个对象在它的状态发生改变时，它的行为也随着发生比较大的变化，状态最好不要超过5个。

**四、观察者模式（也叫发布订阅模式）：**

1.  定义：  
    定义对象间一种一对多的依赖关系，使得每当一个对象改变状态，则所有依赖于它的对象都会得到通知并被自动更新。
2.  观察者模式的角色：  
    （1）Subject被观察者；  
    （2）Observer观察者；  
    （3）ConcreteSubject具体的被观察者；  
    （4）ConcreteObserver具体的观察者；
3.  优点：  
    （1）观察者和被观察者之间是抽象耦合；  
    （2）建立一套触发机制；
4.  缺点：  
    观察者模式需要考虑开发效率和运行效率问题。
5.  使用场景：  
    （1）关联行为场景；  
    （2）事件多级触发场景；  
    （3）跨系统的消息交换场景，如消息队列的处理机制。
6.  注意事项：  
    （1）广播链的问题；  
    （2）异步处理问题；
7.  最佳实践：  
    （1）文件系统；  
    （2）猫鼠游戏；  
    （3）ATM取钱；  
    （4）广播收音机；

**五、备忘录模式：**

1.  定义：  
    在不破坏封装性的前提下，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。
2.  备忘录模式的三个角色：  
    （1）Originator发起人角色；  
    （2）Memento备忘录角色；  
    （3）Caretaker备忘录管理员角色；
3.  使用场景：  
    （1）需要保存和恢复数据的场景；  
    （2）需要提供一个可回滚的操作时；  
    （3）需要监控的副本场景中；  
    （4）数据库连接的事务管理。  
    注意事项：  
    （1）备忘录的生命期；  
    （2）备忘录的性能；

**六、中介者模式：**

1.  定义：  
    用一个中介对象封装一系列的对象交互，中介者使各对象不需要显示地相互作用，从而使其耦合松散，而且可以独立地改变它们之间的交互。
2.  中介者模式的角色：  
    （1）Mediator抽象中介者角色；  
    （2）Concrete Mediator具体中介者模式；  
    （3）Colleague同事角色；
3.  优点：  
    减少类间的依赖，把原有的一对多的依赖变成了一对一的依赖，同事类只依赖中介者，减少了依赖，当然同时也降低了类间的耦合。
4.  缺点：  
    中介者会膨胀得很大，而且逻辑复杂。
5.  使用场景：  
    机场调度中心、MVC框架、媒体网关和中介服务。
6.  最佳实践：  
    （1）N个对象之间产生了相互的依赖关系（N>2）；  
    （2）多个对象有依赖关系，但是依赖的行为尚不确定或者有发生改变的可能；  
    （3）产品开发。

**七、命令模式：**

1.  定义：  
    将一个请求封装成一个对象，从而让你使用不同的请求把客户端参数化，对请求排队或者记录请求日志，可以提供命令的撤销和恢复功能。
2.  命令模式的角色：  
    （1）Receive接收者角色；  
    （2）Command命令角色；  
    （3）Invoker调用者角色；
3.  优点：  
    （1）类间解耦；  
    （2）可扩展性；  
    （3）命令模式结合其他模式会更优秀；
4.  缺点：  
    具体的命令类多的时候容易造成类膨胀。

**八、迭代器模式：**

1.  定义：  
    它提供一种方法访问一个容器对象中各个元素，而又不需要暴露该对象的内部细节。
2.  迭代器模式的角色：  
    （1）Iterator抽象迭代器；  
    （2）ConcreteIterator具体迭代器；  
    （3）Aggregate抽象容器；  
    （4）Concrete Aggregate具体容器；

**九、访问者模式：**

1.  定义：  
    封装一些作用于某种数据结构中的各元素的操作，它可以在不改变数据结构的前提下定义作用于这些元素的新的操作。
2.  访问者模式角色：  
    （1）Visitor抽象访问者；  
    （2）ConcreteVisitor具体访问者；  
    （3）Element抽象元素；  
    （4）ConcreteElement具体元素；  
    （5）ObjectStruture结构对象；
3.  优点：  
    （1）符合单一职责原则；  
    （2）优秀的扩展性；  
    （3）灵活性非常高；
4.  缺点：  
    （1）具体元素对访问者公布细节；  
    （2）具体元素变更比较困难；  
    （3）违背了依赖倒置转原则；
5.  使用场景：  
    （1）一个对象结构包含很多类对象；  
    （2）需要对一个对象结构中的对象进行很多不同并且不相关的操作；

**十、责任链模式：**

1.  定义：  
    使多个对象都有机会处理请求，从而避免了请求的发送者和接受者之间的耦合关系。将这些对象连成一条链，并沿着这条链传递该请求，直到有对象处理它为止。
2.  优点：  
    将请求和处理分开。请求者可以不用知道是谁处理的，处理者可以不用知道请求的全貌。
3.  缺点：  
    （1）性能问题；  
    （2）调试问题；

**十一、解释器模式：**

1.  定义：  
    给定一门语言，定义它的文法的一种表示，并定义一个解释器，该解释器使用该表示来解释语言中的句子。
2.  解释器模式的类：  
    （1）AbstractExpression抽象解释器；  
    （2）TerminalExpression终结符表达式；  
    （3）NonterminalExpression非终结符表达式；  
    （4）Context环境角色；
3.  优点：  
    扩展性好，是一个简单的语法解释器，修改和扩展语法只需要修改相应的非终结符表达式就好了，若要扩展语法，则只要增加非终结符类就可以了。
4.  缺点：  
    （1）可能会引起类膨胀；  
    （2）采用递归调用方法，可读性减弱；  
    （3）效率问题，使用了大量的循环和递归；
5.  使用场景：  
    （1）重复发生的问题可以使用解释器模式；  
    （2）一个简单语法需要解释的场景；