軟件設(shè)計(jì)模式的產(chǎn)生背景

設(shè)計(jì)模式是java語言中必不可少的，因此我們要對(duì)它的背景也要有所了解。“設(shè)計(jì)模式”這個(gè)術(shù)語最初并不是出現(xiàn)在軟件設(shè)計(jì)中，而是被用于建筑領(lǐng)域的設(shè)計(jì)中。

1977 年，美國著名建筑大師、加利福尼亞大學(xué)伯克利分校環(huán)境結(jié)構(gòu)中心主任克里斯托夫·亞歷山大(Christopher Alexander)在他的著作《建筑模式語言：城鎮(zhèn)、建筑、構(gòu)造(A Pattern Language: Towns Building Construction)中描述了一些常見的建筑設(shè)計(jì)問題，并提出了 253 種關(guān)于對(duì)城鎮(zhèn)、鄰里、住宅、花園和房間等進(jìn)行設(shè)計(jì)的基本模式。

1979 年他的另一部經(jīng)典著作《建筑的永恒之道》(The Timeless Way of Building)進(jìn)一步強(qiáng)化了設(shè)計(jì)模式的思想，為后來的建筑設(shè)計(jì)指明了方向。

1987 年，肯特·貝克(Kent Beck)和沃德·坎寧安(Ward Cunningham)首先將克里斯托夫·亞歷山大的模式思想應(yīng)用在 Smalltalk 中的圖形用戶接口的生成中，但沒有引起軟件界的關(guān)注。

直到 1990 年，軟件工程界才開始研討設(shè)計(jì)模式的話題，后來召開了多次關(guān)于設(shè)計(jì)模式的研討會(huì)。

1995 年，艾瑞克·伽馬(ErichGamma)、理査德·海爾姆(Richard Helm)、拉爾夫·約翰森(Ralph Johnson)、約翰·威利斯迪斯(John Vlissides)等 4 位作者合作出版了《設(shè)計(jì)模式：可復(fù)用面向?qū)ο筌浖幕A(chǔ)》(Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software)一書，在本教程中收錄了 23 個(gè)設(shè)計(jì)模式，這是設(shè)計(jì)模式領(lǐng)域里程碑的事件，導(dǎo)致了軟件設(shè)計(jì)模式的突破。這 4 位作者在軟件開發(fā)領(lǐng)域里也以他們的“四人組”(Gang of Four，GoF)匿名著稱。

軟件設(shè)計(jì)模式的概念與意義

1.軟件設(shè)計(jì)模式的概念

軟件設(shè)計(jì)模式(Software Design Pattern)，又稱設(shè)計(jì)模式，是一套被反復(fù)使用、多數(shù)人知曉的、經(jīng)過分類編目的、代碼設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)。它描述了在軟件設(shè)計(jì)過程中的一些不斷重復(fù)發(fā)生的問題，以及該問題的解決方案。也就是說，它是解決特定問題的一系列套路，是前輩們的代碼設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，具有一定的普遍性，可以反復(fù)使用。其目的是為了提高代碼的可重用性、代碼的可讀性和代碼的可靠性。

2.學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)模式的意義

設(shè)計(jì)模式的本質(zhì)是面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)原則的實(shí)際運(yùn)用，是對(duì)類的封裝性、繼承性和多態(tài)性以及類的關(guān)聯(lián)關(guān)系和組合關(guān)系的充分理解。正確使用設(shè)計(jì)模式具有以下優(yōu)點(diǎn)。

可以提高程序員的思維能力、編程能力和設(shè)計(jì)能力。

使程序設(shè)計(jì)更加標(biāo)準(zhǔn)化、代碼編制更加工程化，使軟件開發(fā)效率大大提高，從而縮短軟件的開發(fā)周期。

使設(shè)計(jì)的代碼可重用性高、可讀性強(qiáng)、可靠性高、靈活性好、可維護(hù)性強(qiáng)。

當(dāng)然，軟件設(shè)計(jì)模式只是一個(gè)引導(dǎo)。在具體的軟件幵發(fā)中，必須根據(jù)設(shè)計(jì)的應(yīng)用系統(tǒng)的特點(diǎn)和要求來恰當(dāng)選擇。對(duì)于簡(jiǎn)單的程序開發(fā)，苛能寫一個(gè)簡(jiǎn)單的算法要比引入某種設(shè)計(jì)模式更加容易。但對(duì)大項(xiàng)目的開發(fā)或者框架設(shè)計(jì)，用設(shè)計(jì)模式來組織代碼顯然更好。

軟件設(shè)計(jì)模式的基本要素

軟件設(shè)計(jì)模式使人們可以更加簡(jiǎn)單方便地復(fù)用成功的設(shè)計(jì)和體系結(jié)構(gòu)，它通常包含以下幾個(gè)基本要素：模式名稱、別名、動(dòng)機(jī)、問題、解決方案、效果、結(jié)構(gòu)、模式角色、合作關(guān)系、實(shí)現(xiàn)方法、適用性、已知應(yīng)用、例程、模式擴(kuò)展和相關(guān)模式等，其中最關(guān)鍵的元素包括以下 4 個(gè)主要部分。

1.模式名稱

每一個(gè)模式都有自己的名字，通常用一兩個(gè)詞來描述，可以根據(jù)模式的問題、特點(diǎn)、解決方案、功能和效果來命名。模式名稱(PatternName)有助于我們理解和記憶該模式，也方便我們來討論自己的設(shè)計(jì)。

2.問題

問題(Problem)描述了該模式的應(yīng)用環(huán)境，即何時(shí)使用該模式。它解釋了設(shè)計(jì)問題和問題存在的前因后果，以及必須滿足的一系列先決條件。

3.解決方案

模式問題的解決方案(Solution)包括設(shè)計(jì)的組成成分、它們之間的相互關(guān)系及各自的職責(zé)和協(xié)作方式。因?yàn)槟Ｊ骄拖褚粋€(gè)模板，可應(yīng)用于多種不同場(chǎng)合，所以解決方案并不描述一個(gè)特定而具體的設(shè)計(jì)或?qū)崿F(xiàn)，而是提供設(shè)計(jì)問題的抽象描述和怎樣用一個(gè)具有一般意義的元素組合(類或?qū)ο蟮慕M合)來解決這個(gè)問題。

4.效果

描述了模式的應(yīng)用效果以及使用該模式應(yīng)該權(quán)衡的問題，即模式的優(yōu)缺點(diǎn)。主要是對(duì)時(shí)間和空間的衡量，以及該模式對(duì)系統(tǒng)的靈活性、擴(kuò)充性、可移植性的影響，也考慮其實(shí)現(xiàn)問題。顯式地列出這些效果(Consequence)對(duì)理解和評(píng)價(jià)這些模式有很大的幫助。

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