GoF的23種設(shè)計(jì)模式的分類和功能

設(shè)計(jì)模式有兩種分類方法，即根據(jù)模式的目的來分和根據(jù)模式的作用的范圍來分。

根據(jù)目的來分

根據(jù)模式是用來完成什么工作來劃分，這種方式可分為創(chuàng)建型模式、結(jié)構(gòu)型模式和行為型模式 3 種。

1.創(chuàng)建型模式：用于描述“怎樣創(chuàng)建對(duì)象”，它的主要特點(diǎn)是“將對(duì)象的創(chuàng)建與使用分離”。GoF 中提供了單例、原型、工廠方法、抽象工廠、建造者等 5 種創(chuàng)建型模式。

2.結(jié)構(gòu)型模式：用于描述如何將類或?qū)ο蟀茨撤N布局組成更大的結(jié)構(gòu)，GoF 中提供了代理、適配器、橋接、裝飾、外觀、享元、組合等 7 種結(jié)構(gòu)型模式。

3.行為型模式：用于描述類或?qū)ο笾g怎樣相互協(xié)作共同完成單個(gè)對(duì)象都無法單獨(dú)完成的任務(wù)，以及怎樣分配職責(zé)。GoF 中提供了模板方法、策略、命令、職責(zé)鏈、狀態(tài)、觀察者、中介者、迭代器、訪問者、備忘錄、解釋器等 11 種行為型模式。

根據(jù)作用范圍來分

根據(jù)模式是主要用于類上還是主要用于對(duì)象上來分，這種方式可分為類模式和對(duì)象模式兩種。

1.類模式：用于處理類與子類之間的關(guān)系，這些關(guān)系通過繼承來建立，是靜態(tài)的，在編譯時(shí)刻便確定下來了。GoF中的工廠方法、(類)適配器、模板方法、解釋器屬于該模式。

2.對(duì)象模式：用于處理對(duì)象之間的關(guān)系，這些關(guān)系可以通過組合或聚合來實(shí)現(xiàn)，在運(yùn)行時(shí)刻是可以變化的，更具動(dòng)態(tài)性。GoF 中除了以上 4 種，其他的都是對(duì)象模式。

表 1 介紹了這 23 種設(shè)計(jì)模式的分類。

表1GoF 的 23 種設(shè)計(jì)模式的分類表

范圍\目的	創(chuàng)建型模式	結(jié)構(gòu)型模式	行為型模式
類模式	工廠方法	(類)適配器	模板方法、解釋器
對(duì)象模式	單例 原型 抽象工廠 建造者	代理 (對(duì)象)適配器 橋接 裝飾 外觀 享元 組合	策略 命令 職責(zé)鏈 狀態(tài) 觀察者 中介者 迭代器 訪問者 備忘錄

GoF的23種設(shè)計(jì)模式的功能

前面說明了 GoF 的 23 種設(shè)計(jì)模式的分類，現(xiàn)在對(duì)各個(gè)模式的功能進(jìn)行介紹。

1.單例(Singleton)模式：某個(gè)類只能生成一個(gè)實(shí)例，該類提供了一個(gè)全局訪問點(diǎn)供外部獲取該實(shí)例，其拓展是有限多例模式。

2.原型(Prototype)模式：將一個(gè)對(duì)象作為原型，通過對(duì)其進(jìn)行復(fù)制而克隆出多個(gè)和原型類似的新實(shí)例。

3.工廠方法(Factory Method)模式：定義一個(gè)用于創(chuàng)建產(chǎn)品的接口，由子類決定生產(chǎn)什么產(chǎn)品。

4.抽象工廠(AbstractFactory)模式：提供一個(gè)創(chuàng)建產(chǎn)品族的接口，其每個(gè)子類可以生產(chǎn)一系列相關(guān)的產(chǎn)品。

5.建造者(Builder)模式：將一個(gè)復(fù)雜對(duì)象分解成多個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單的部分，然后根據(jù)不同需要分別創(chuàng)建它們，最后構(gòu)建成該復(fù)雜對(duì)象。

6.代理(Proxy)模式：為某對(duì)象提供一種代理以控制對(duì)該對(duì)象的訪問。即客戶端通過代理間接地訪問該對(duì)象，從而限制、增強(qiáng)或修改該對(duì)象的一些特性。

7.適配器(Adapter)模式：將一個(gè)類的接口轉(zhuǎn)換成客戶希望的另外一個(gè)接口，使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的那些類能一起工作。

8.橋接(Bridge)模式：將抽象與實(shí)現(xiàn)分離，使它們可以獨(dú)立變化。它是用組合關(guān)系代替繼承關(guān)系來實(shí)現(xiàn)，從而降低了抽象和實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)可變維度的耦合度。

9.裝飾(Decorator)模式：動(dòng)態(tài)的給對(duì)象增加一些職責(zé)，即增加其額外的功能。

10.外觀(Facade)模式：為多個(gè)復(fù)雜的子系統(tǒng)提供一個(gè)一致的接口，使這些子系統(tǒng)更加容易被訪問。

11.享元(Flyweight)模式：運(yùn)用共享技術(shù)來有效地支持大量細(xì)粒度對(duì)象的復(fù)用。

12.組合(Composite)模式：將對(duì)象組合成樹狀層次結(jié)構(gòu)，使用戶對(duì)單個(gè)對(duì)象和組合對(duì)象具有一致的訪問性。

13.模板方法(TemplateMethod)模式：定義一個(gè)操作中的算法骨架，而將算法的一些步驟延遲到子類中，使得子類可以不改變?cè)撍惴ńY(jié)構(gòu)的情況下重定義該算法的某些特定步驟。

14.策略(Strategy)模式：定義了一系列算法，并將每個(gè)算法封裝起來，使它們可以相互替換，且算法的改變不會(huì)影響使用算法的客戶。

15.命令(Command)模式：將一個(gè)請(qǐng)求封裝為一個(gè)對(duì)象，使發(fā)出請(qǐng)求的責(zé)任和執(zhí)行請(qǐng)求的責(zé)任分割開。

16.職責(zé)鏈(Chain of Responsibility)模式：把請(qǐng)求從鏈中的一個(gè)對(duì)象傳到下一個(gè)對(duì)象，直到請(qǐng)求被響應(yīng)為止。通過這種方式去除對(duì)象之間的耦合。

17.狀態(tài)(State)模式：允許一個(gè)對(duì)象在其內(nèi)部狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)改變其行為能力。

18.觀察者(Observer)模式：多個(gè)對(duì)象間存在一對(duì)多關(guān)系，當(dāng)一個(gè)對(duì)象發(fā)生改變時(shí)，把這種改變通知給其他多個(gè)對(duì)象，從而影響其他對(duì)象的行為。

19.中介者(Mediator)模式：定義一個(gè)中介對(duì)象來簡(jiǎn)化原有對(duì)象之間的交互關(guān)系，降低系統(tǒng)中對(duì)象間的耦合度，使原有對(duì)象之間不必相互了解。

20.迭代器(Iterator)模式：提供一種方法來順序訪問聚合對(duì)象中的一系列數(shù)據(jù)，而不暴露聚合對(duì)象的內(nèi)部表示。

21.訪問者(Visitor)模式：在不改變集合元素的前提下，為一個(gè)集合中的每個(gè)元素提供多種訪問方式，即每個(gè)元素有多個(gè)訪問者對(duì)象訪問。

22.備忘錄(Memento)模式：在不破壞封裝性的前提下，獲取并保存一個(gè)對(duì)象的內(nèi)部狀態(tài)，以便以后恢復(fù)它。

23.解釋器(Interpreter)模式：提供如何定義語言的文法，以及對(duì)語言句子的解釋方法，即解釋器。