前端常用设计模式

施工中……

设计模式

软件模式是将模式的一般概念应用于软件开发领域,即软件开发的 总体指导思路或参照样板。软件模式并非仅限于设计模式,还包括 架构模式、分析模式和过程模式等,实际上,在软件生存期的每一个阶段都存在着一些被认同的模式。

什么是设计模式

UML类图

·类图结构为<>,表示为一个抽象类;
·继承类和抽象类之间的关系为实现关系,使用带空心箭头的虚线表示;
·继承类与实例之间是继承关系,它们之间的关系为泛化关系,使用带空心箭头的实线表示;
·实例与实例部件之间是组合关系,使用带实心箭头的实线表示;
·实例与用户之间是一种依赖关系,使用带箭头的虚线表示;
·用户与用户群之间是聚合关系,使用带空心箭头的实线表示;
·用户与身份证明之间为关联关系,使用一根实线表示;

类之间的关系

继承关系

实例->继承类->抽象类
泛化 实现

个体和集体的关系

聚合 弱依赖
组合 强依赖

不同类对象之间关系

关联是静态强关联关系,描述不同类的对象之间的结构关系,对象常通过成员变量实现,
依赖是临时性关系,描述一个对象运行期间会要到另一个对象的关系,尽量单向依赖

时序图

时序图是显示对象之间交互的图,这些对象是按时间顺序排列的。时序图中显示的是参与交互的对象及其对象之间消息交互的顺序。

时序图(Sequence Diagram)包括的建模元素主要有:对象(Actor)、生命线(Lifeline)、控制焦点(Focus of control)、消息(Message)等等。

六大设计原则

1)单一职责原则

该原则是针对类来说的,即一个类应该只负责一项职责。
如类T负责两个不同职责:职责P1,职责P2。当职责P1需求变更而改变T时,可能造成职责P2发生故障,所以需要将类T的粒度分解为T1,T2。
遵循单一职责的优点:
a)降低类的复杂度,一个类只负责一项职责。
b)提高类的可读性,可维护性
v)降低变更引起的风险。

2)里氏替换原则

如果对每个类型为T1的对象o1,都有类型为T2的对象o2,使得以T1定义的所有程序P在所有的对象o1都代换成o2时,程序P的行为没有发生变化,那么类型T2是类型T1的子类型。
换句话说,所有引用基类的地方必须能透明地使用其子类的对象。

由定义可知,在使用继承时,遵循里氏替换原则,在子类中尽量不要重写和重载父类的方法。
继承包含这样一层含义:父类中凡是已经实现好的方法(相对抽象方法而言),实际上是在设定一系列的规范和契约,虽然它不强制要求所有的子类必须遵循这些契约,但是如果子类对这些非抽象方法任意修改,就会对整个继承体系造成破坏。而里氏替换原则就是表达了这一层含义。
继承作为面向对象三大特性之一,在给程序设计带来巨大遍历的同时,也带来了弊端。比如使用继承会给程序带来侵入性,程序的可移植性降低,增加对象间的耦合性,如果一个类被其他的类所继承,则当这个类需要修改时,必须考虑到所有的子类,并且父类修改后,所有涉及到子类的功能都有可能产生故障。

3)依赖倒转原则

程序要依赖于抽象接口,不要依赖于具体实现。高层次的模块不应该依赖于低层次的模块,他们都应该依赖于抽象。抽象不应该依赖于具体,具体应该依赖于抽象。简单的说就是要求对抽象进行编程,不要对实现进行编程,这样就降低了客户与实现模块间的耦合。

4)接口隔离原则

客户端不应该依赖它不需要的接口;一个类对另一个类的依赖应该建立在最小的接口上。

5)迪米特法则

一个软件实体应当尽可能少的与其他实体发生相互作用。每一个软件单位对其他的单位都只有最少的知识,而且局限于那些与本单位密切相关的软件单位。
迪米特法则的初衷在于降低类之间的耦合。由于每个类尽量减少对其他类的依赖,因此,很容易使得系统的功能模块功能独立,相互之间不存在(或很少有)依赖关系。
设计模式的门面模式(Facade)和中介模式(Mediator),都是迪米特法则应用的例子。

6)开闭原则

开闭原则(OCP)是面向对象设计中“可复用设计”的基石,是面向对象设计中最重要的原则之一,其它很多的设计原则都是实现开闭原则的一种手段。对于扩展是开放的,对于修改是关闭的,这意味着模块的行为是可以扩展的。当应用的需求改变时,我们可以对模块进行扩展,使其具有满足那些改变的新行为。也就是说,我们可以改变模块的功能。对模块行为进行扩展时,不必改动模块的源代码或者二进制代码。

创建型模式

创建型模式对类的实例化过程进行了抽象,能够将对象的创建与对象的使用过程分离。

简单工厂模式

在简单工厂模式中,可以根据参数的不同返回不同类的实例。简单工厂模式专门定义一个类来负责创建其他类的实例,被创建的实例通常都具有共同的父类。

简单工厂模式包含如下角色:
Factory:工厂角色
工厂角色负责实现创建所有实例的内部逻辑
Product:抽象产品角色
抽象产品角色是所创建的所有对象的父类,负责描述所有实例所共有的公共接口
ConcreteProduct:具体产品角色
具体产品角色是创建目标,所有创建的对象都充当这个角色的某个具体类的实例。
SimpleFactory.jpg-32.6kB
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模式分析

将对象的创建和对象本身业务处理分离可以降低系统的耦合度,使得两者修改起来都相对容易。
在调用工厂类的工厂方法时,由于工厂方法是静态方法,使用起来很方便,可通过类名直接调用,而且只需要传入一个简单的参数即可,在实际开发中,还可以在调用时将所传入的参数保存在XML等格式的配置文件中,修改参数时无须修改任何源代码。
简单工厂模式最大的问题在于工厂类的职责相对过重,增加新的产品需要修改工厂类的判断逻辑,这一点与开闭原则是相违背的。
简单工厂模式的要点在于:当你需要什么,只需要传入一个正确的参数,就可以获取你所需要的对象,而无须知道其创建细节。

简单工厂模式的优点

工厂类含有必要的判断逻辑,可以决定在什么时候创建哪一个产品类的实例,客户端可以免除直接创建产品对象的责任,而仅仅“消费”产品;简单工厂模式通过这种做法实现了对责任的分割,它提供了专门的工厂类用于创建对象。
客户端无须知道所创建的具体产品类的类名,只需要知道具体产品类所对应的参数即可,对于一些复杂的类名,通过简单工厂模式可以减少使用者的记忆量。
通过引入配置文件,可以在不修改任何客户端代码的情况下更换和增加新的具体产品类,在一定程度上提高了系统的灵活性。

简单工厂模式的缺点

由于工厂类集中了所有产品创建逻辑,一旦不能正常工作,整个系统都要受到影响。
使用简单工厂模式将会增加系统中类的个数,在一定程序上增加了系统的复杂度和理解难度。
系统扩展困难,一旦添加新产品就不得不修改工厂逻辑,在产品类型较多时,有可能造成工厂逻辑过于复杂,不利于系统的扩展和维护。
简单工厂模式由于使用了静态工厂方法,造成工厂角色无法形成基于继承的等级结构。

工厂方法模式

工厂方法模式包含如下角色:
Product:抽象产品
ConcreteProduct:具体产品
Factory:抽象工厂
ConcreteFactory:具体工厂

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