关于设计模式的书不少,网上博客也有很多。那我会想,如果我要写一篇关于设计模式的文章,它给读者带来的价值在哪里呢?如果只是机械地介绍一遍所有的设计模式,那其实没有多大意义。授人以鱼不如授人以渔,今天这篇文章我想探讨更多的,是「如何去认知和学习设计模式」,以及如何才能够真正让它为你所用,成为你编程的神兵利器,披荆斩棘。
关于设计模式的几个问题
首先想和大家探讨几个关于设计模式的问题,这是我在打算写这篇文章时脑海中浮现出来的一些问题,自己也尝试给出一些解答,欢迎大家交流探讨。
1 设计模式解决的是什么问题?
软件是一门工程,要实现功能很简单,但是在实现功能的基础上,还能把它做得更加「容易扩展,容易应对变化」,那就是软件的艺术。
你会发现,大部分时间,你并不是在从头写代码,而是在“改代码”。设计得好的代码会让你改起来非常的舒服,只需要改动很小的地方,甚至不需要任何改动,就能实现新的功能。而设计得不好的代码会让你改起来像是在排地雷,一改红一大片,这就是程序太过耦合的原因。
纵观所有的软件方法论,你会发现绝大多数都是在解决耦合的问题,都想尽力把程序做得高内聚,低耦合。
「设计模式解决的是使用面向对象带来的软件复杂性,尤其是面对变化的复杂性」。我们希望在最开始写代码阶段,就考虑到后来有可能发生的变化,然后把自己的程序设计得更加好一点,以后改动的代价尽量更小一点。
2 什么是设计模式的六大原则?
你去看所有关于设计模式的书和系列文章,基本上都会先介绍设计模式的六大原则。
上面提到设计模式解决的其实是使用面向对象带来的软件复杂性,那具体如何解决呢?其实就是靠的这几条前人总结的原则。
「理解六大原则比理解具体的设计模式更加重要」,因为具体的设计模式是“术”,而六大原则是“道”。你会发现,各种各样的设计模式,都是遵循了这些六大原则中的一条或者多条。
❝其中,开闭原则有些特殊。它是最“虚”的,其它原则都可以看成是开闭原则的实现。
❞
哪怕你写的程序没有用到任何已知的设计模式,也应该尽量去遵循这六大原则,这样你写出来的程序也不会太差,基本上都具有“高内聚,低耦合”的特点。
当然了,原则这个东西有时候是可以违背的,只是你要衡量违背它的代价和带来的收益,是否值得。
3 为什么通常说23种设计模式?
因为“设计模式”这个词是由四人帮(GoF)写的一本叫《Design Patterns》的书中提出来的,这本书里面总结了23种设计模式,也是「最常用的设计模式」。
所以设计模式其实并不止23种,只是因为这23种是比较常用的设计模式,它们分别适用于不同的场景,也覆盖了绝大多数软件设计的场景。这23种设计模式只是前人的“经验总结”或者“套路”,有时候经验还是蛮重要的,使用这些经验能够少走很多弯路。
有时候多种设计模式可以互相配合起来使用,或者在现有的23种设计模式之上有一些变化,甚至是总结出一些新的“套路”,用来解决现有23种设计模式不能解决的问题,都是正常的。设计模式并不是死的,一成不变的,它应该是灵活的。
4 怎样才能掌握设计模式?
设计模式这么多,而且那么灵活,那如何才能很好地驯服设计模式这匹野马呢?
首先要理解六大设计原则,吃透他们,理解为什么有这几个原则,如果不遵循这几种原则会怎样?理解了六大设计原则,才能更好地理解具体的设计模式。
在学习一个设计模式的时候,要理解「它解决了什么问题」?如果不使用这种设计模式,会有什么坏处?这样在下次面对类似的问题时,就能够想起有这么一种设计模式,可以解决这个问题。
然后可以自己写一写代码,感受一下这个设计模式是怎么用的,最好是举个例子,这样比较生动形象。再看看开源代码,看看大神们是怎么用这个设计模式的。
如何学习设计模式?
设计模式是一种“套路”,那学习设计模式也是可以有套路的。我们随便选择一个设计模式,来应用这种套路。比如“模板方法模式”。
解决了什么问题?
假如一个父类有多个子类,而有一些逻辑是「所有子类都共用」的。比如固定的流程,或者固定的分支逻辑。
如果不使用会怎样?
如果不使用模板方法模式,每个子类都自己实现一遍,那会产生很多「重复代码」,这样一旦要修改这些共用的逻辑,就需要修改每个子类。
遵循了什么原则?
- 里氏替换原则。模板方法中共有的逻辑定义在父类中,且不是abstract的,子类不应该去覆盖这个方法(可以在父类用final关键字修饰)。需要子类去实现的方法定义为abstract的,子类必须实现。
- 依赖倒置原则,面向接口或抽象类编程。客户端只需要依赖父类就行了,不需要依赖子类。
示例代码?
我们举一个适合使用模板方法的例子,比如注册。注册的流程是比较固定的,但注册的方式可以有很多种,比如邮箱注册或者手机注册。
首先我们来定义一个注册到发送验证码的流程:
- 输入用户名
- 验证用户名格式是否正确(邮箱或者手机)
- 如果格式不正确,抛出异常;如果格式正确,就注册成功,并发送验证码。
先定义抽象的父类:
然后分别定义子类的实现:
客户端大概长这样:
使用这个模式的开源代码
Spring的AbstractApplicationContext类的refresh方法,就是典型的模板方法模式的应用。了解过Spring源码的朋友应该看过这段代码。
我们把上面的“套路”总结成一个思维导图,大家可以依样画葫芦,对其它设计模式也试试用这个套路,看是否能够快速理解一个设计模式。
其中,最重要的是要明确第一步,「它解决了什么问题」。也是我们最需要记住的。如果你怕记不住,可以用一篇文档或者一个表格记录下来,这样你在写代码时感觉隐约需要用到某种设计模式,又想不起来具体该用哪个的时候,可以随时去查阅。
「至于具体的实现细节,其实不那么重要,需要用到的时候再去查也是来得及的。」
有了这个套路,还觉得设计模式难吗?
原作者: Yasin x