设计模式-创建型模式的优缺点比较

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面向对象设计模式

面向对象设计模式

面向对象设计模式面向对象设计模式是一种软件设计的方法论,它将程序的不同部分以对象的形式进行组织和交互。

设计模式提供了一种经过实践验证的解决方案,旨在解决常见的软件设计问题。

在面向对象设计模式中,对象是核心概念,它们具有状态(属性)和行为(方法),并且通过消息传递进行相互通信。

面向对象设计模式可以分为三个主要类别:创建型模式、结构型模式和行为模式。

每个分类又包含了一系列具体的设计模式,下面将介绍一些常见的设计模式。

一、创建型模式1. 单例模式(Singleton Pattern):保证一个类只有一个实例,并提供一个全局访问点。

2. 工厂模式(Factory Pattern):定义一个创建对象的接口,由子类自己决定实例化哪个类。

3. 抽象工厂模式(Abstract Factory Pattern):提供一个接口用于创建相关或依赖对象的家族,而不需要明确指定具体实现类。

4. 建造者模式(Builder Pattern):将一个复杂对象的构建过程与其表示分离,使得同样的构建过程可以创建不同的表示。

二、结构型模式1. 适配器模式(Adapter Pattern):将一个类的接口转换成客户希望的另一个接口。

2. 装饰器模式(Decorator Pattern):动态地给一个对象添加一些额外的职责。

3. 外观模式(Facade Pattern):为子系统中的一组接口提供一个一致的界面。

4. 组合模式(Composite Pattern):将对象组合成树形结构以表示"部分-整体"的层次结构。

三、行为模式1. 策略模式(Strategy Pattern):定义一系列算法,将它们封装起来,并使它们可以相互替换。

2. 观察者模式(Observer Pattern):定义对象间的一种一对多的依赖关系,当一个对象状态改变时,所有依赖它的对象都得到通知并自动更新。

3. 迭代器模式(Iterator Pattern):提供一种方法顺序访问一个容器对象中的各个元素,而又不暴露该对象的内部表示。

面试常见设计模式

面试常见设计模式

面试常见设计模式设计模式是软件开发中常用的一种设计思想,它提供了一种解决问题的方法和模板,帮助开发人员在面对各种复杂问题时能够快速有效地进行设计和开发。

在面试时,设计模式也是面试官经常会问到的一个重要话题。

本文将介绍一些常见的设计模式,并分析其应用场景和优缺点。

1.单例模式单例模式是一种常见的创建型设计模式,它确保一个类只有一个实例,并提供一个全局访问点。

在多线程环境下,单例模式可以保证线程安全。

单例模式常用于需要共享资源或控制资源访问的场景,比如数据库连接池、线程池等。

2.工厂模式工厂模式是一种创建型设计模式,它定义了一个创建对象的接口,但具体的对象创建由子类决定。

工厂模式可以隐藏对象的创建细节,减少依赖,并且提供了一种可扩展的方式来创建对象。

工厂模式常用于创建复杂对象或对象组合的场景。

3.观察者模式观察者模式是一种行为型设计模式,它定义了一种一对多的依赖关系,当一个对象的状态发生变化时,其依赖的对象将自动收到通知并进行相应的处理。

观察者模式可以实现松耦合,增加对象之间的协作和交互。

观察者模式常用于事件驱动、消息通知等场景。

4.策略模式策略模式是一种行为型设计模式,它将一组算法封装成一系列可互换的策略,使得算法的变化独立于使用算法的客户端。

策略模式可以提高代码的可维护性和可扩展性,减少代码的重复和耦合。

策略模式常用于需要根据不同情况选择不同算法的场景。

5.装饰器模式装饰器模式是一种结构型设计模式,它动态地给一个对象添加一些额外的功能,同时又不改变其原有的结构。

装饰器模式可以在不需要子类化的情况下扩展对象的功能,符合开闭原则。

装饰器模式常用于动态地给对象添加新的行为或功能。

6.适配器模式适配器模式是一种结构型设计模式,它将一个类的接口转换成客户端所期望的另一个接口,使得原本不兼容的接口可以一起工作。

适配器模式可以提高代码的复用性和灵活性,减少代码的改动。

适配器模式常用于不同系统之间的接口转换或旧系统的升级迁移。

软件开发中的设计模式有哪些

软件开发中的设计模式有哪些

软件开发中的设计模式有哪些在软件开发的领域中,设计模式就像是一套经过实践检验的解决方案,帮助开发者更高效、更优雅地解决常见的问题。

它们是软件开发中的宝贵经验总结,为构建可维护、可扩展和灵活的软件系统提供了有力的支持。

接下来,让我们一起探索一下软件开发中常见的设计模式。

一、创建型设计模式1、单例模式(Singleton Pattern)单例模式确保一个类只有一个实例存在,并提供一个全局访问点来获取该实例。

这在某些情况下非常有用,比如一个系统中只需要一个数据库连接池或者一个日志记录器。

想象一下,如果多个线程同时创建多个数据库连接池实例,不仅会浪费资源,还可能导致混乱。

通过单例模式,我们可以保证只有一个实例存在,有效地管理资源。

2、工厂模式(Factory Pattern)当我们需要创建对象,但又不想让客户端直接与具体的类进行交互时,工厂模式就派上用场了。

它定义了一个用于创建对象的接口,让子类决定实例化哪一个类。

比如,在一个汽车生产厂中,有不同类型的汽车(轿车、SUV 等),我们可以通过一个工厂类根据需求来创建相应类型的汽车对象,而客户端只需要向工厂请求即可,无需关心具体的创建细节。

3、抽象工厂模式(Abstract Factory Pattern)抽象工厂模式提供了一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口,而无需指定它们具体的类。

例如,一个家具厂可能生产多种风格的家具(现代风格、古典风格),每种风格都有配套的椅子、桌子和沙发。

通过抽象工厂模式,我们可以根据用户选择的风格创建一整套家具,保证了风格的一致性和协调性。

4、建造者模式(Builder Pattern)建造者模式将一个复杂对象的构建与它的表示分离,使得同样的构建过程可以创建不同的表示。

比如构建一个电脑配置,我们可以有不同的 CPU、内存、硬盘等组件选择,通过建造者模式,可以清晰地定义构建的步骤和顺序,同时能够灵活地组合不同的组件来创建出各种不同配置的电脑。

设计模式分类(创建型模式、结构型模式、行为型模式)

设计模式分类(创建型模式、结构型模式、行为型模式)

设计模式分类(创建型模式、结构型模式、⾏为型模式)1.创建型模式前⾯讲过,社会化的分⼯越来越细,⾃然在软件设计⽅⾯也是如此,因此对象的创建和对象的使⽤分开也就成为了必然趋势。

因为对象的创建会消耗掉系统的很多资源,所以单独对对象的创建进⾏研究,从⽽能够⾼效地创建对象就是创建型模式要探讨的问题。

这⾥有6个具体的创建型模式可供研究,它们分别是:简单⼯⼚模式(Simple Factory)⼯⼚⽅法模式(Factory Method)抽象⼯⼚模式(Abstract Factory)创建者模式(Builder)原型模式(Prototype)单例模式(Singleton)说明:严格来说,简单⼯⼚模式不是GoF总结出来的23种设计模式之⼀。

2.结构型模式在解决了对象的创建问题之后,对象的组成以及对象之间的依赖关系就成了开发⼈员关注的焦点,因为如何设计对象的结构、继承和依赖关系会影响到后续程序的维护性、代码的健壮性、耦合性等。

对象结构的设计很容易体现出设计⼈员⽔平的⾼低,这⾥有7个具体的结构型模式可供研究,它们分别是:外观模式/门⾯模式(Facade门⾯模式)适配器模式(Adapter)代理模式(Proxy)装饰模式(Decorator)桥梁模式/桥接模式(Bridge)组合模式(Composite)享元模式(Flyweight)3.⾏为型模式在对象的结构和对象的创建问题都解决了之后,就剩下对象的⾏为问题了,如果对象的⾏为设计的好,那么对象的⾏为就会更清晰,它们之间的协作效率就会提⾼,这⾥有11个具体的⾏为型模式可供研究,它们分别是:模板⽅法模式(Template Method)观察者模式(Observer)状态模式(State)策略模式(Strategy)职责链模式(Chain of Responsibility)命令模式(Command)访问者模式(Visitor)调停者模式(Mediator)备忘录模式(Memento)迭代器模式(Iterator)解释器模式(Interpreter)。

设计模式优缺点及应用场景整理

设计模式优缺点及应用场景整理

看完发现有不太对的地方告诉我下各设计模式优缺点总结1 桥接模式优点:1 将实现予以解耦,让它和界面之间不再永久绑定2 抽象和实现可以独立扩展,不会影响到对方3 对于“具体的抽象类”所做的改变,不会影响到客户。

缺点:1. 增加了复杂度用途: 1. 适合使用在需要跨越多个平台的图形和窗口上2. 当需要用不同的方式改变接口和实现时,你会发现桥接模式很好用。

具体实例:跨平台的软件,不同电视机和不同的遥控器。

2 生成器模式(建造者模式)优点:1. 将一个复杂对象的创建过程封装起来2. 允许对象通过多个步骤来创建,并且可以改变创建过程3. 向客户隐藏内部的表现4. 产品的实现可以被替换,因为客户只看到一个抽象的接口缺点:1. 与工厂模式相比,采用生成器模式创建对象更复杂,其客户,需要更多的知识领域。

用处:用来创建组合结构。

典型例子:想不起典型例子还是扯那个画小人,构建小人分画头,画身体,画双手,黄双脚等不同构建部分,全部放在一起构建。

3 职责链模式优点:1. 将请求的发送者和接收者解耦2. 可以简化你的对象,因为它不需要知道链的结构3. 通过改变链内的成员或调动他们的次序,允许你动态地新增或删除责任缺点:1. 并不保证请求一定会被执行,如果没有任何对象处理它的话,它可能会落到链尾端之外2. 可能不容观察运行时的特征,有碍于除错。

用途:经常被使用在窗口系统中,处理鼠标和键盘之类的事件。

当算法牵涉到一种链型运算,而且不希望处理过程中有过多的循环和条件选择语句,并且希望比较容易的扩充文法,可以采用职责链模式。

1)有多个对象处理请求,到底怎么处理在运行时确定。

2)希望在不明确指定接收者的情况下,向多个对象中的一个提交请求。

3)可处理一个请求的对象集合应该被动态指定。

典型例子:一个请求发送给前台,前台表示我无权管理,将请求传递给财务部门,财务部门再4 蝇量模式(享元)优点:1. 减少运行时对象实例的个数,节省内存2. 将许多“虚拟”对象的状态集中管理缺点:一旦你实现了它,单个的逻辑实现将无法拥有独立而不同的行为用途:当一个类有许多的实例,而这些实例能被同一方法控制的时候,我们就可以使用蝇量模式。

设计模式:24个经典模式在实际项目中的应用

设计模式:24个经典模式在实际项目中的应用

设计模式:24个经典模式在实际项目中的应用设计模式是软件开发中一种被广泛采用的行为方案,它们能够解决常见的设计问题,并提供了一种可重用的解决方案。

经典的24个设计模式被认为是软件开发中最常用的模式。

在实际项目中,这些设计模式可以帮助开发人员提高代码的可维护性、复用性和可扩展性。

下面将介绍一些经典的设计模式在实际项目中的应用。

一、创建型模式(Creational Patterns)1.单例模式(Singleton Pattern)单例模式在实际项目中的应用非常广泛。

例如,在一个多线程的应用中,如果有多个线程同时访问同一个对象,可能会导致数据不一致的问题。

使用单例模式可以确保只有一个对象被创建,并提供一个全局访问点,避免了多个对象的创建和同步访问的问题。

2.工厂方法模式(Factory Method Pattern)工厂方法模式在实际项目中常用于对象的创建和实例化。

例如,一个电商平台需要根据用户的需求创建不同的产品对象,在这种情况下,可以使用工厂方法模式来创建和实例化不同的产品对象。

3.抽象工厂模式(Abstract Factory Pattern)抽象工厂模式可以用于创建一组相关或相互依赖的对象。

在实际项目中,例如一个软件需要支持不同的操作系统和数据库,可以使用抽象工厂模式创建适用于不同操作系统和数据库的对象。

二、结构型模式(Structural Patterns)1.适配器模式(Adapter Pattern)适配器模式在实际项目中的应用非常常见。

例如,当一个已存在的接口不符合新的系统要求时,可以使用适配器模式来进行接口转换。

这样既能够重用已有的代码,又能够满足新的系统要求。

2.装饰器模式(Decorator Pattern)装饰器模式在实际项目中常用于给对象动态地增加额外的功能,而不需要修改原有的代码。

例如,在一个图片编辑软件中,可以使用装饰器模式给图片增加滤镜、水印等功能。

3.组合模式(Composite Pattern)组合模式在实际项目中经常用于处理树状结构的数据。

软件开发中的常见设计模式和实现方法

软件开发中的常见设计模式和实现方法

软件开发中的常见设计模式和实现方法在软件开发中,设计模式可以被视为一种重要的工具,用于解决开发过程中的各种问题。

设计模式是在程序设计中长期积累下来的一些经验和最佳实践的总结。

经验来源于在实践中反复尝试并逐步完善,而最佳实践则意味着设计模式经受得住时间和环境的考验,有足够的适应性和灵活性。

在本篇论文中,将讨论常见的设计模式及其实现方法,以期为读者提供一些思路和启示。

一、设计模式的分类在过去三十多年中,许多优秀的程序员和软件工程师一直在为设计模式的广泛应用而奋斗。

设计模式通常被分为三类:创建型模式,结构型模式和行为型模式。

1.创建型模式创建型模式关注于对象的创建过程,通常提供了简单的创建方法。

创建型模式通常会将对象创建相互解耦,从而避免了紧密耦合造成的不便。

a.工厂模式(Factory Pattern)工厂模式是一种创建型模式,提供了一个接口来创建对象,但是决定实例化哪个类是子类。

这种模式使得类的实例化过程延迟到子类中进行。

工厂模式常用于创建对象的时候,具有良好的封装和扩展性。

工厂模式可以被用于多态实现,可以替代简单工厂模式,是一种经典的设计模式之一。

b.单例模式(Singleton Pattern)单例模式是一种创建型模式,确保一个类只有一个实例,并提供了全局访问点。

单例模式对于管理内存和确保整个系统中只有一个共享资源非常有用。

在访问控制时,尤其是在多线程环境中,单例也是非常有用的。

c.建造者模式(Builder Pattern)建造者模式是一种创建型模式,它可以使用相同的构建过程来创建不同的对象。

在使用建造者模式创建它时,一个模板提供了一个对象的创建流程,而使用不同的Builder类,可以创建不同的具有不同特点的对象。

2.结构型模式结构型模式关注于对象的组成方式,使得更大的组件能够通过更小、更简单的对象进行组装。

常用的结构型模式包括代理模式、适配器模式等。

a.适配器模式(Adapter Pattern)适配器模式是一种结构型模式,它允许你将一个类的接口转换为另一个类的接口。

24种设计模式及案例

24种设计模式及案例

24种设计模式及案例设计模式是软件工程中经过验证的解决其中一类常见问题的可复用设计的描述。

它们提供了一套经过验证的最佳实践,可以帮助开发人员解决各种设计问题,并提高代码的可维护性、重用性和灵活性。

本文将介绍24种常见的设计模式,并为每种模式提供一个案例,以便更好地理解和应用这些设计模式。

1.创建型模式:- 简单工厂模式(Simple Factory Pattern):通过一个工厂类根据输入参数的不同来创建不同类的对象。

- 工厂方法模式(Factory Method Pattern):定义一个创建对象的接口,但让子类决定实例化哪一个类。

- 抽象工厂模式(Abstract Factory Pattern):提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口,而无需指定具体的类。

- 单例模式(Singleton Pattern):确保一个类只有一个实例,并提供一个全局的访问点来获取该实例。

2.结构型模式:- 适配器模式(Adapter Pattern):将不兼容的接口转换为可兼容的接口,以便不同类之间可以协同工作。

- 装饰器模式(Decorator Pattern):动态地给一个对象添加一些额外的职责,而不需要修改原始类的代码。

- 代理模式(Proxy Pattern):为其他对象提供一种代理以控制对该对象的访问。

- 外观模式(Facade Pattern):提供了一个简化接口,用于使用一组复杂子系统的更高级别接口。

3.行为型模式:- 策略模式(Strategy Pattern):定义一系列算法,将每个算法封装起来,并使它们可以互相替换。

- 观察者模式(Observer Pattern):定义了对象之间的一对多依赖关系,当一个对象的状态发生变化时,其所有依赖对象都会收到通知并自动更新。

- 模板方法模式(Template Method Pattern):定义了一个操作的算法框架,而将一些步骤的实现延迟到子类中。

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比较几种创建型模式的优缺点,仔细考察这几种模式的区别和相关性。

第一类是工厂模式,工厂模式专门负责将大量有共同接口的类实例化。

工厂模式可以动态决定将哪一个类实例化,不必事先知道每次要实例化哪一个类。

工厂模式有三种形态:简单工厂模式;工厂方法模式;抽象工厂模式是。

前两者是类的创建模式,后者是对象的创建模式。

简单工厂:
简单工厂模式是由一个工厂类根据传入的参量决定创建出哪一种产品类的实例,涉及工厂角色(Creator)、抽象产品(Product)角色及具体产品(Concrete Product)角色等三个角色。

优点:
模式的核心是工厂类,该类中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,而仅仅负责“消费”产品。

简单工厂模式实现了对责任的分割。

缺点:
当产品类有复杂的多层次等级结构时,工厂类只有它自己。

模式中工厂类集中了所有的产品创建逻辑,形成一个无所不知的全能类。

将多个创建逻辑放在一个类中,当产品类有不同接口种类时,工厂类需要判断在什么时候创建某种产品,使得系统在将来进行功能扩展时较为困难。

该模式采用静态方法作为工厂方法,而静态方法无法由子类继承,因此工厂角色无法形成基于继承的等级结构。

简单工厂模式只在有限的程度上符合“开-闭”原则。

工厂方法:
定义一个用于创建对象的接口,让子类决定实例化哪一个类。

Factory Method使一个类的实例化延迟到其子类。

工厂方法模式是简单工厂模式的进一步抽象和推广,其基本思想是定义一个创建产品对象的工厂接口,将实际创建工作推迟到子类中。

优点:
多态性:客户代码可以做到与特定应用无关,适用于任何实体类
子类可以重写新的实现,也可以继承父类的实现。

加一层间接性,增加了灵活性。

良好的封装性,代码结构清晰。

扩展性好,在增加产品类的情况下,只需要适当修改具体的工厂类或扩展一个工厂类,就可“拥抱变化”屏蔽产品类。

产品类的实现如何变化,调用者都不需要关心,只需关心产品的接口,只要接口保持不变,系统中的上层模块就不会发生变化。

典型的解耦框架。

高层模块只需要知道产品的抽象类,其他的实现类都不需要关心,符合迪米特法则,符合依赖倒置原则,符合里氏替换原则。

缺点:
需要Creator和相应的子类作为工厂方法的载体,如果应用模型确实需要creator和子类存在,则很好;否则的话,需要增加一个类层次。

抽象工厂:
提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口,而无需指定它们具体的类,客户端不必指定产品的具体类型,创建多个产品族中的产品对象。

优点:
分离了具体的类,一个工厂封装创建产品对象的责任和过程,它将客户与类的实现分离易于交换产品系列,只需改变具体的工厂就可以使用不同的产品配置。

有利于产品的一致性,当一个系列中的产品对象被设计成一起工作时,一个应用一次只能使用同一个系列中的对象。

缺点:
难以支持新的产品等级结构,支持新的产品等级结构就要扩展抽象工厂接口。

单例模式:
一个类仅有一个实例,自行实例化并向整个系统提供一个访问它的全局访问点。

确保一个类只能被实例化一次。

优点:
跨平台:使用合适的中间件,可以把singleton模式扩展为跨多个JVM和多个计算机工作。

适用于任何类:只需把一个类的构造函数变成私有的,并且在其中增加相应的静态函数和变量,就可以把这个类变为singleton。

可以通过派生创建:给定一个类,可以创建它的一个singleton子类。

延迟求值:如果singleton从未使用过,那么就绝不会创建它。

缺点:
摧毁方法未定义:没有好的方法去摧毁一个singleton,或者解除其责任。

不能继承:从singleton派生的类并不是singleton。

如果要使其成为singleton,必须要增加所需的静态函数和变量。

效率问题:每次调用instance方法都会执行if语句,多余。

不透明性: singleton的使用者知道它们正在使用一个singleton ,因为它们必须要调用instance方法。

建造者模式:
将一个复杂对象的构建与它的表示分离,使得同样的构建过程可以创建不同的表示。

建造模式利用一个导演者对象和具体建造者对象一个一个地建造出所有的零件,从而建造出完整的对象。

优点:
建造模式的使用使得产品的内部表象可以独立地变化。

使用建造模式可以使客户端不必知道产品内部组成的细节。

每一个Builder都相对独立,而与其他的Builder无关。

模式所建造的最终产品更易于控制。

缺点:
建造者模式的“加工工艺”是暴露的,这样使得建造者模式更加灵活,也使得工艺变得对客户不透明。

原型模式:
用原型实例指定创建对象的种类,并且通过拷贝这些原型创建新的对象。

以一个已有的对象作为原型,通过它来创建新的对象。

在增加新的对象的时候,新对象的细节创建工作由自己来负责,从而使新对象的创建过程与框架隔离开来。

优点:
原型模式允许动态地增加或减少产品类。

由于创建产品类实例的方法是产品类内部具有的,因此增加新产品对整个结构没有影响。

原型模式提供简化的创建结构。

工厂方法常需要有一个与产品类相同的等级结构,而原型模式不需要。

具有给一个应用软件加载新功能的能力。

产品类不需要非得有任何事先确定的等级结构,因为原型模式适用于任何的等级结构。

缺点:
每一个类必须配备一个克隆方法。

配备克隆方法需要对类的功能进行通盘考虑,这对于全新的类不是很难,但对于已有的类不一定很容易,特别当一个类引用不支持串行化的间接对象,或者引用含有循环结构的时候。

关系总结:
1 工厂方法模式是简单工厂模式的扩展,由于使用了多态性,工厂方法模式保持了简单工厂模式的优点,而且克服了它的缺点。

如果只有一个具体工厂类,工厂方法模式可以改造为简单工厂模式。

2 抽象工厂经常用工厂方法来实现。

3 Prototype:不需要创建Creator的子类,但它们通常需要一个针对Product类的Initialize操作。

4 抽象工厂模式是对象的创建模式,是工厂方法模式的进一步推广。

抽象工厂模式是所有形态的工厂模式中最为抽象和最具一般性的一种形态。

5 工厂方法模式针对的是一个产品等级结构;抽象工厂模式需要面对多个产品等级结构。

6 Singleton与其他创建型模式并不矛盾,可以用Singleton来实现其他模式中的对象。

包括Abstract Factory、Builder、Prototype等。

7 Builder和Abstract Factory都可以创建复杂的对象。

但是Builder模式着重于一步
步构造一个复杂的对象,强调的是产品的内部组成,Abstract factory着重于多个系列的产品对象。

Builder在最后一步返回产品,而Abstract factory立即返回产品。

Abstractor Factory处于更为具体的角度, Builder处于更宏观的角度。

一个系统可以由一个建造模式和一个抽象工厂模式组成,客户端通过调用这个建造模式,间接地调用另一个抽象工厂模式的工厂角色。

工厂模式返还不同产品族的零件,而建造模式把它们组装起来。

8 Prototype和Abstract factory往往是竞争的关系,但是它们也可以一起使用。

抽象工厂可以存储一个被克隆的原型的集合,并返回产品的对象。

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