“對(duì)象性能”模式
- 面向?qū)ο蠛芎玫慕鉀Q了“抽象”的問(wèn)題瞬沦，但是不可避免地要付出一定的代價(jià)臊泌。對(duì)于通常情況來(lái)講走哺，面向?qū)ο蟮某杀敬蠖伎梢院雎圆挥?jì)怎抛。但是某些情況卑吭，面向?qū)ο笏鶐?lái)的成本必須謹(jǐn)慎處理。
- 典型模式
- Singleton
- Flyweight
Singleton 單件模式
動(dòng)機(jī)（Motivation）
- 在軟件系統(tǒng)中马绝，經(jīng)常有這樣一些特殊的類(lèi)豆赏，必須保證它們?cè)谙到y(tǒng)中只存在一個(gè)實(shí)例，才能確保它們的邏輯正確性、以及良好的效率掷邦。
- 如何繞過(guò)常規(guī)的構(gòu)造器白胀，提供一種機(jī)制來(lái)保證一個(gè)類(lèi)只有一個(gè)實(shí)例？
- 這應(yīng)該是類(lèi)設(shè)計(jì)者的責(zé)任抚岗，而不是使用者的責(zé)任或杠。
模式定義
保證一個(gè)類(lèi)僅有一個(gè)實(shí)例，并提供一個(gè)該實(shí)例的全局訪問(wèn)點(diǎn)宣蔚。
——《設(shè)計(jì)模式》GoF
結(jié)構(gòu)（Structure）
結(jié)構(gòu)
要點(diǎn)總結(jié)
- Singleton 模式中的實(shí)例構(gòu)造器可以設(shè)置為 protected 以允許子類(lèi)派生向抢。
- Singleton 模式一般不要支持拷貝構(gòu)造函數(shù)和Clone接口，因?yàn)檫@有可能導(dǎo)致多個(gè)對(duì)象實(shí)例胚委，與 Singleton 模式的初衷違背挟鸠。
- 如何實(shí)現(xiàn)多線程環(huán)境下安全的Singleton？注意對(duì)雙檢查鎖的正確實(shí)現(xiàn)亩冬。
Flyweight 享元模式
動(dòng)機(jī)（Motivation）
- 在軟件系統(tǒng)采用純粹對(duì)象方案的問(wèn)題在于大量細(xì)粒度的對(duì)象會(huì)很快充斥在系統(tǒng)中艘希，從而帶來(lái)很高的運(yùn)行時(shí)代價(jià)——主要是指內(nèi)存需求方面的代價(jià)。
- 如何避免大量細(xì)粒度對(duì)象問(wèn)題的同時(shí)鉴未，讓外部客戶(hù)程序仍然能夠透明地使用面向?qū)ο蟮姆绞絹?lái)進(jìn)行操作枢冤？
模式定義
運(yùn)用共享技術(shù)有效地支持大量細(xì)粒度的對(duì)象。
——《設(shè)計(jì)模式》GoF
結(jié)構(gòu)（Structure）
結(jié)構(gòu)
要點(diǎn)總結(jié)
- 面向?qū)ο蠛芎玫亟鉀Q了抽象性的問(wèn)題铜秆，但是作為一個(gè)運(yùn)行在機(jī)器中的程序?qū)嶓w淹真，我們需要考慮對(duì)象的代價(jià)問(wèn)題。Flyweight主要解決面向?qū)ο蟮拇鷥r(jià)問(wèn)題连茧，一般不觸及面向?qū)ο蟮某橄笮詥?wèn)題核蘸。
- Flyweight 采用對(duì)象共享的作法來(lái)降低系統(tǒng)中對(duì)象的個(gè)數(shù)，從而降低細(xì)粒度對(duì)象給系統(tǒng)帶來(lái)的內(nèi)存壓力啸驯。在具體實(shí)現(xiàn)方面客扎，要注意對(duì)象狀態(tài)的處理。
- 對(duì)象的數(shù)量太大從而導(dǎo)致對(duì)象內(nèi)存開(kāi)銷(xiāo)太大——什么樣的數(shù)量才算大罚斗？這需要我們仔細(xì)的根據(jù)具體的應(yīng)用情況進(jìn)行評(píng)估徙鱼，而不能憑空臆斷。
“狀態(tài)變化”模式
- 在組件構(gòu)建過(guò)程中针姿，某些對(duì)象的狀態(tài)經(jīng)常面臨變化袱吆，如何對(duì)這些變化進(jìn)行有效的管理？同時(shí)又維持高層模塊的穩(wěn)定距淫？“狀態(tài)變化绞绒？模式為這一問(wèn)題提供了一種解決方案。
- 典型模式
- State
- Memento
Memento 備忘錄
動(dòng)機(jī)（Motivation）
- 在軟件構(gòu)建過(guò)程中榕暇，某些對(duì)象的狀態(tài)在轉(zhuǎn)換過(guò)程中蓬衡，可能由于某種需要喻杈，要求程序能夠回溯到對(duì)象之前處于某個(gè)點(diǎn)時(shí)的狀態(tài)。如果使用一些公有接口來(lái)讓其他對(duì)象得到對(duì)象的狀態(tài)狰晚，便會(huì)暴露對(duì)象的細(xì)節(jié)實(shí)現(xiàn)筒饰。
*如何實(shí)現(xiàn)對(duì)象狀態(tài)的良好保存于恢復(fù)？但同時(shí)又不會(huì)因此而破壞對(duì)象本身的封裝性家肯。
模式定義
在不破壞封裝性的前提下龄砰，捕獲一個(gè)對(duì)象的內(nèi)部狀態(tài)，并在該對(duì)象之外保存這個(gè)狀態(tài)讨衣。這樣以后就可以將該對(duì)象恢復(fù)到原先保存的狀態(tài)换棚。
——《設(shè)計(jì)模式》GoF
結(jié)構(gòu)（Structure）
結(jié)構(gòu)
要點(diǎn)總結(jié)
- 備忘錄（Memento）存儲(chǔ)原發(fā)器（Originator）對(duì)象的內(nèi)部狀態(tài)，在需要時(shí)恢復(fù)原發(fā)器狀態(tài)反镇。
- Memento 模式的核心是信息隱藏固蚤，即Originator需要向外隱藏信息，保持其封裝性歹茶。但同時(shí)又需要將狀態(tài)保持到外界（Memento）夕玩。
- 由于現(xiàn)代語(yǔ)言運(yùn)行時(shí)（如C#、Java等）都具有相當(dāng)?shù)膶?duì)象序列化支持惊豺，因此往往采用效率較高燎孟、又較容易正確實(shí)現(xiàn)的序列化方案來(lái)實(shí)現(xiàn)Memento模式。
State 狀態(tài)模式
動(dòng)機(jī)（Motivation）
- 在軟件構(gòu)建過(guò)程中尸昧，某些對(duì)象的狀態(tài)如果發(fā)生改變揩页，其行為也會(huì)隨之而發(fā)生變化，比如文檔處于只讀狀態(tài)烹俗，其支持的行為和讀寫(xiě)狀態(tài)支持的行為就可能完全不同爆侣。
- 如何在運(yùn)行時(shí)根據(jù)對(duì)象的狀態(tài)來(lái)透明地更改對(duì)象的行為？而不會(huì)為對(duì)象操作和狀態(tài)轉(zhuǎn)化之間引入緊耦合幢妄？
模式定義
允許一個(gè)對(duì)象在其內(nèi)部狀態(tài)改變時(shí)改變它的行為兔仰。從而使對(duì)象看起來(lái)似乎修改了其行為。
——《設(shè)計(jì)模式》GoF
結(jié)構(gòu)（Structure）
結(jié)構(gòu)
Context 和 State 穩(wěn)定
ConcreteState 變化
要點(diǎn)總結(jié)
- State 模式將所有與一個(gè)特定狀態(tài)相關(guān)的行為都放入一個(gè)State的子類(lèi)對(duì)象中蕉鸳，在對(duì)象狀態(tài)切換時(shí)乎赴，切換相應(yīng)的對(duì)象；但同時(shí)維持State的接口潮尝，這樣實(shí)現(xiàn)了具體操作與狀態(tài)轉(zhuǎn)換之間的解耦无虚。
- 為不同的狀態(tài)引入不同的對(duì)象使得狀態(tài)轉(zhuǎn)換變得更加明確，而且可以保證不會(huì)出現(xiàn)狀態(tài)不一致的情況衍锚，因?yàn)檗D(zhuǎn)換是原子性的——即要么徹底轉(zhuǎn)換過(guò)來(lái)，要么不轉(zhuǎn)換嗤堰。
- 如果State對(duì)象沒(méi)有實(shí)例變量戴质，那么各個(gè)上下文可以共享同一個(gè)State對(duì)象度宦，從而節(jié)省對(duì)象開(kāi)銷(xiāo)。
“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”模式
- 常常有一些組件在內(nèi)部具有特定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)告匠，如果讓客戶(hù)程序依賴(lài)這些特定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)戈抄，將極大的破壞組件的復(fù)用。這時(shí)候后专，將這些特定數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)封裝在內(nèi)部划鸽，在外部提供統(tǒng)一的接口，來(lái)實(shí)現(xiàn)與特定數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)的訪問(wèn)戚哎，是一種行之有效的解決方案裸诽。
- 典型模式
- Composite
- Iterator
- Chain of Responsibility
Composite模式
動(dòng)機(jī)（Motivation）
- 在軟件在某些情況下，客戶(hù)代碼過(guò)多地依賴(lài)于對(duì)象容器復(fù)雜的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)型凳，對(duì)象容器內(nèi)部實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)（而非抽象接口）的變化將引起客戶(hù)代碼的頻繁變化丈冬，帶來(lái)代碼的維護(hù)性、擴(kuò)展性等弊端甘畅。
- 如何將“客戶(hù)代碼與復(fù)雜的對(duì)象容器結(jié)構(gòu)”解耦埂蕊？讓對(duì)象容器自己來(lái)實(shí)現(xiàn)自身的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，從而使得客戶(hù)代碼就像處理簡(jiǎn)單對(duì)象一樣來(lái)處理復(fù)雜的對(duì)象容器疏唾。
模式定義
將對(duì)象組合成樹(shù)形結(jié)構(gòu)以表示“部分-整體”的層次結(jié)構(gòu)蓄氧。Composite使得用戶(hù)對(duì)單個(gè)對(duì)象和組合對(duì)象的使用具有一致性（穩(wěn)定）。
——《設(shè)計(jì)模式》GoF
結(jié)構(gòu)（Structure）
結(jié)構(gòu)
要點(diǎn)總結(jié)
- Composite 模式采用樹(shù)形結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)普遍存在的對(duì)象容器槐脏，從而將“一對(duì)多”的關(guān)系轉(zhuǎn)化為“一對(duì)一”的關(guān)系喉童，使得客戶(hù)代碼可以一致地（復(fù)用）處理對(duì)象和對(duì)象容器，無(wú)需關(guān)心處理的是單個(gè)的對(duì)象還是組合的對(duì)象容器准给。
- 將“客戶(hù)代碼與復(fù)雜的對(duì)象容器結(jié)構(gòu)”解耦是Composite的核心思想泄朴，解耦之后，客戶(hù)代碼將與純粹的抽象接口——而非對(duì)象容器的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)——發(fā)生依賴(lài)露氮，從而更能“應(yīng)對(duì)變化”祖灰。
- Composite模式在具體實(shí)現(xiàn)中，可以讓父對(duì)象中的子對(duì)象反向追溯畔规；如果父對(duì)象有頻繁的遍歷需求局扶，可使用緩存技巧來(lái)改善效率。
Iterator 迭代器
動(dòng)機(jī)（Motivation）
- 在軟件構(gòu)建過(guò)程中叁扫，集合對(duì)象內(nèi)部結(jié)構(gòu)常常變化各異三妈。但對(duì)于這些集合對(duì)象，我們希望在不暴露其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的同時(shí)莫绣，可以讓外部客戶(hù)代碼透明地訪問(wèn)其中包含的元素畴蒲；同時(shí)這種“透明遍歷”也為“同一種算法在多種集合對(duì)象上進(jìn)行操作”提供了可能。
- 使用面向?qū)ο蠹夹g(shù)將這種遍歷機(jī)制抽象為“迭代器對(duì)象”為“應(yīng)對(duì)變化中的集合對(duì)象”提供了一種優(yōu)雅的方式对室。
模式定義
提供一種方法順序訪問(wèn)一個(gè)聚合對(duì)象中的各個(gè)元素色徘，而又不暴露（穩(wěn)定）該對(duì)象的內(nèi)部表示。
——《設(shè)計(jì)模式》GoF
結(jié)構(gòu)（Structure）
結(jié)構(gòu)
要點(diǎn)總結(jié)
- 迭代抽象：訪問(wèn)一個(gè)聚合對(duì)象的內(nèi)容而無(wú)需暴露它的內(nèi)部表示辣辫。
- 迭代多態(tài)：為遍歷不同的集合結(jié)構(gòu)提供一個(gè)統(tǒng)一的接口，從而支持同樣的算法在不同的集合結(jié)構(gòu)上進(jìn)行操作么翰。
- 迭代器的健壯性考慮：遍歷的同時(shí)更改迭代器所在的集合結(jié)構(gòu)，會(huì)導(dǎo)致問(wèn)題辽旋。
在C++里面已經(jīng)過(guò)時(shí)了浩嫌，用泛型取代
Java里面仍然在用
Chain of Responsibility 職責(zé)鏈
動(dòng)機(jī)（Motivation）
- 在軟件構(gòu)建過(guò)程中，一個(gè)請(qǐng)求可能被多個(gè)對(duì)象處理补胚，但是每個(gè)請(qǐng)求在運(yùn)行時(shí)只能有一個(gè)接收者码耐，如果顯示指定，將必不可少地帶來(lái)請(qǐng)求發(fā)送者與接受者的緊耦合糖儡。
- 如何使請(qǐng)求的發(fā)送者不需要指定具體的接收者伐坏？讓請(qǐng)求的接收者自己在運(yùn)行時(shí)決定來(lái)處理請(qǐng)求，從而使兩者解耦握联。
模式定義
使多個(gè)對(duì)象都有機(jī)會(huì)處理請(qǐng)求桦沉，從而避免請(qǐng)求的發(fā)送者和接收者之間的耦合關(guān)系。將這些對(duì)象連成一條鏈金闽，并沿著這條鏈傳遞請(qǐng)求纯露，直到有一個(gè)對(duì)象處理它為止。
——《設(shè)計(jì)模式》GoF
結(jié)構(gòu)（Structure）
結(jié)構(gòu)
Client和Handler穩(wěn)定
ConcreteHandler變化
要點(diǎn)總結(jié)
- Chain of Responsibility 模式的應(yīng)用場(chǎng)合在于“一個(gè)請(qǐng)求可能有多個(gè)接收者代芜，但是最后真正的接收者只有一個(gè)”埠褪，這時(shí)候請(qǐng)求發(fā)送者與接收者的耦合有可能出現(xiàn)“變化脆弱”的癥狀，職責(zé)鏈的目的就是將二者解耦挤庇，從而更好地應(yīng)對(duì)變化钞速。
- 應(yīng)用了 Chain of Responsibility 模式后，對(duì)象的職責(zé)分派將更具靈活性嫡秕。我們可以在運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)添加/修改請(qǐng)求的處理職責(zé)渴语。
- 如果請(qǐng)求傳遞到職責(zé)鏈的末尾仍得不到處理，應(yīng)該有一個(gè)合理的缺省機(jī)制昆咽。這也是每一個(gè)接受對(duì)象的責(zé)任驾凶，而不是發(fā)出請(qǐng)求的對(duì)象的責(zé)任。
“行為變化”模式
- 在組件的構(gòu)建過(guò)程中掷酗，組件行為的變化經(jīng)常導(dǎo)致組件本身劇烈的變化调违。“行為變化”模式將組件的行為和組件本身進(jìn)行解耦泻轰，從而支持組件行為的變化技肩，實(shí)現(xiàn)兩者之間的松耦合。
- 典型模式
- Command
- Visitor
Command 命令模式
動(dòng)機(jī)（Motivation）
- 在軟件構(gòu)建過(guò)程中浮声，“行為請(qǐng)求者”與“行為實(shí)現(xiàn)者”通常呈現(xiàn)一種“緊耦合”亩鬼。但在某些場(chǎng)合——比如需要對(duì)行為進(jìn)行“記錄殖告、撤銷(xiāo)/重做（undo/redo）、事務(wù)”等處理雳锋，這種無(wú)法抵御變化的緊耦合是不適合的。
- 在這種情況下羡洁，如何將“行為請(qǐng)求者”與“行為實(shí)現(xiàn)者”解耦玷过？將一組行為抽象為對(duì)象，可以實(shí)現(xiàn)二者之間的松耦合筑煮。
模式定義
將一個(gè)請(qǐng)求（行為）封裝為一個(gè)對(duì)象辛蚊，從而使你可以用不同的請(qǐng)求對(duì)客戶(hù)進(jìn)行參數(shù)化；對(duì)請(qǐng)求排隊(duì)或記錄請(qǐng)求日志真仲，以及支持可撤銷(xiāo)的操作袋马。
——《設(shè)計(jì)模式》GoF
結(jié)構(gòu)（Structure）
結(jié)構(gòu)
Command 穩(wěn)定
ConcreteCommand 變化
要點(diǎn)總結(jié)
- Command 模式的根本目的在于將“行為請(qǐng)求者”與“行為實(shí)現(xiàn)者”解耦，在面向?qū)ο笳Z(yǔ)言中秸应，常見(jiàn)的實(shí)現(xiàn)手段是“將行為抽象為對(duì)象”虑凛。
- 實(shí)現(xiàn)Command接口的具體命令對(duì)象ConcreteCommand有時(shí)候根據(jù)需要可能會(huì)保存一些額外的狀態(tài)信息。通過(guò)使用Composite模式软啼，可以將多個(gè)“命令”封裝為一個(gè)“復(fù)合命令”MacroCommand桑谍。
- Command 模式與C++中的函數(shù)對(duì)象有些類(lèi)似。但兩者定義行為接口的規(guī)范有所區(qū)別：Command以面向?qū)ο笾械摹敖涌?實(shí)現(xiàn)”來(lái)定義行為接口規(guī)范祸挪，更嚴(yán)格锣披，但有性能；C++函數(shù)對(duì)象以函數(shù)簽名來(lái)定義行為接口規(guī)范贿条，更靈活雹仿，性能更高。
Visitor 訪問(wèn)器
動(dòng)機(jī)（Motivation）
- 在軟件構(gòu)建過(guò)程中整以，由于需求的改變胧辽，某些類(lèi)層次結(jié)構(gòu)中常常需要增加新的行為（方法），如果直接在基類(lèi)中做這樣的更改悄蕾，將會(huì)給子類(lèi)帶來(lái)很繁重的變更負(fù)擔(dān)票顾，甚至破壞原有設(shè)計(jì)。
- 如何在不更改類(lèi)層次結(jié)構(gòu)的前提下帆调，在運(yùn)行時(shí)根據(jù)需要透明地為類(lèi)層次結(jié)構(gòu)上的各個(gè)類(lèi)動(dòng)態(tài)添加新的操作奠骄，從而避免上述問(wèn)題？
模式定義
表示一個(gè)作用于某對(duì)象結(jié)構(gòu)中的各元素的操作番刊。使得可以在不改變（穩(wěn)定）各元素的類(lèi)的前提下定義（擴(kuò)展）作用于這些元素的新操作（變化）含鳞。
——《設(shè)計(jì)模式》GoF
結(jié)構(gòu)（Structure）
結(jié)構(gòu)
Element ConcreteElement Visitor穩(wěn)定
ConcreteVisitor變化
要點(diǎn)總結(jié)
- Visitor 模式通過(guò)所謂雙重分發(fā)（double dispatch）來(lái)實(shí)現(xiàn)在不更改（不添加新的操作-編譯時(shí)）Element類(lèi)層次結(jié)構(gòu)的前提下，在運(yùn)行時(shí)透明地為類(lèi)層次結(jié)構(gòu)上的各個(gè)類(lèi)動(dòng)態(tài)添加新的操作（支持變化）芹务。
- 所謂雙重分發(fā)即Visitor模式中間包括了兩個(gè)多態(tài)分發(fā)（注意其中的多態(tài)機(jī)制）：第一個(gè)為accept方法的多態(tài)辨析蝉绷；第二個(gè)為visitElementX方法的多態(tài)辨析鸭廷。
- Visitor模式的做大缺點(diǎn)在于擴(kuò)展類(lèi)層次結(jié)構(gòu)（增添新的Element子類(lèi)），會(huì)導(dǎo)致Visitor類(lèi)的改變熔吗。因此Visitor模式適用于“Element類(lèi)層次結(jié)構(gòu)穩(wěn)定辆床，而其中的操作卻經(jīng)常面臨頻繁改動(dòng)”。
“領(lǐng)域規(guī)則”模式
- 在特定領(lǐng)域中桅狠，某些變化雖然頻繁讼载，但可以抽象為某種規(guī)則。這時(shí)候中跌，結(jié)合特定領(lǐng)域咨堤，將問(wèn)題抽象為語(yǔ)法規(guī)則，從而給出在該領(lǐng)域下的一般性解決方案漩符。
- 典型模式
- Interpreter
Interpreter 解析器
動(dòng)機(jī)（Motivation）
- 在軟件構(gòu)建過(guò)程中一喘，如果某一特定領(lǐng)域的問(wèn)題比較復(fù)雜，類(lèi)似的結(jié)構(gòu)不斷重復(fù)出現(xiàn)嗜暴，如果使用普通的編程方法來(lái)實(shí)現(xiàn)將面臨非常頻繁的變化凸克。
- 在這種情況下，將特定領(lǐng)域的問(wèn)題表達(dá)為某種語(yǔ)法規(guī)則下的句子灼伤，然后構(gòu)建一個(gè)解釋器來(lái)解釋這樣的句子触徐，從而達(dá)到解決問(wèn)題的目的。
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模式定義
給定一個(gè)語(yǔ)言狐赡，定義它的文法的一種表示撞鹉，并定義一種解釋器，這個(gè)解釋器使用該表示來(lái)解釋語(yǔ)言中的句子颖侄。
——《設(shè)計(jì)模式》GoF
結(jié)構(gòu)（Structure）
結(jié)構(gòu)
要點(diǎn)總結(jié)
- Interpreter模式的應(yīng)用場(chǎng)合是Interpret模式應(yīng)用中的難點(diǎn)鸟雏，只有滿(mǎn)足“業(yè)務(wù)規(guī)則頻繁變化，且類(lèi)似的結(jié)構(gòu)不斷重復(fù)出現(xiàn)览祖，并且容易抽象為語(yǔ)法規(guī)則的問(wèn)題”才適合使用Interpreter模式孝鹊。
- 使用Interpreter模式來(lái)表示文法規(guī)則，從而可以使用面向?qū)ο蠹记蓙?lái)方便地“擴(kuò)展”文法展蒂。
- Interpreter模式比較適合簡(jiǎn)單的文法表示又活，對(duì)于復(fù)雜的文法表示，Interpreter模式會(huì)產(chǎn)生比較大的類(lèi)層次結(jié)構(gòu)锰悼，需要求助于語(yǔ)法分析生成器這樣的標(biāo)準(zhǔn)工具柳骄。
