[转] 一句话总结GoF 23种设计模式

以GoF的经典教材为例，一句话总结个人的理解。

OO回顾

• 四大概念
  • 抽象：抽象为了简化问题，简单即美，相信我，人类很笨
  • 继承：为了便于扩展或改写原有的功能
  • 多态：为了便于改写原有的功能
  • 封装：组件化，便于理解、替换与复用，因此系统会更加灵活（后文提到封装XXX时，就不具体说这些优点了）
• 类关系
  • 依赖：非常弱的关系，A中用过B即为A依赖B
  • 继承：子类
  • 实现：接口/抽象类
  • 关联（也常看做包含）
    • 聚合：has-a，部分与整体的生命周期可以不同
    • 组合：contains-a，更强，部分依赖整体的生命周期
• 接口
  这里单独强调下接口，作为最重要的抽象形式之一，接口可以看做设计模式的基石，所以面向接口编程被广泛采用。接口即契约。好的接口必须小而精（高内聚），但是也需避免接口膨胀和过度设计，这是一个权衡。

目标

• 优点：使得系统灵活可扩展，也即使用设计模式的目标
• 缺点：增加系统复杂度、有过度设计的风险
  因此适用于系统会不断发生变化或者新老系统共存的场景。

原则

• 隔离变化
• 开（扩展）闭（修改）
• 高内聚/低耦合(High Cohesion/Low Coupling)
  • 单一职责(Single Responsibility)
  • 面向接口
• 接口隔离：小、高内聚
• 依赖倒置(Dependence Inversion)：高层依赖底层、依赖抽象

模式总结

1. Strategy：使用接口即使用strategy，用于隔离变化，例如Spring中IOC（依赖反转）。
2. Decrator：常见于各种wrapper，常用于在原函数执行前后做一些额外的工作，例如定制输入/输出流、加解密、AOP等。
3. Factory Method：隔离创建对象的细节，使得创建对象的行为可扩展，一般配合singleton使用，例如commons的LogFactory。
4. Observer：非常实用，即订阅/发布模型，用于事件驱动的设计，例如UI框架中的listener。
5. Chain of Responsibility：一组对象按照既定的顺序关联起来，依次处理请求，其中任一对象都有权停止调用的继续传递，例如JavaEE中的Filter。
6. Singleton：最简单的模式，但是要注意线程安全的单例模式的几种写法，在延迟加载的场景中：double-check的隐患，以及静态内部类的优点。
7. Flyweight：复用变化少的对象，常用于各种资源池的设计，例如线程池，再例如在处理音乐对象时，复用音乐家。
8. Adapter：处理遗留系统的不二法宝，也可以用空方法实现接口作为抽象父类，例如Java AWT中的KeyAdapter、MouseAdapter。
9. Facade：封装扇出（多个方法的调用简化为一个），复杂的facade可以形成树状结构，本质上是利用树状结构减少调用者的复杂度。
10. Template：与多态紧密结合，其实任意的多态使用即为该模式，可以理解为框架与钩子(callback之类)的关系，例如Spring MVC。
11. Builder：与factory不同的是，该模式包含了对象构造的若干过程，因此天然地与template结合，例如StringBuilder、protobuf中的builder等。
12. Iterator：封装数据的访问行为（顺序、可见性等），一般被容器类创建，例如由Java的Iterable实现类创建。
13. Composite：结构上与decorator很像，但可以一个包装多个同接口的实例，在逻辑上也不同，composite将组件组装为整体使用，decorator仅仅是修饰目标的行为，例如目录与文件。
14. Command：将行为抽象和解耦，例如绘图命令包含钢笔、笔刷、油漆桶等，每个命令可以包含draw、undo、redo等操作。
15. Mediator：对于n个对象，可能共有O(n^2)个联系，使用mediator可以将复杂可变的联系行为封装在该类中，每个对象只需和该类联系即可，例如UI中的组件状态的关联（联动菜单等）。
16. State：封装FSM（有限状态机）的状态与状态迁移，每个状态定义了自身的输入与状态迁移，比传统的switch写法更灵活，例如电梯调度。
17. Proxy：与decorator在结构上很像，但逻辑上不同，decorator是在原有的基础上做额外的工作，而proxy是原对象的一个完整的替代品，例如图片加载中的占位符、AOP。
18. Abstract Factory：该模式抽象出创建一组相关对象的接口，其中每个方法即为factory method，例如创建一组相关的UI控件等。
19. Prototype：用于以某个对象为模子创建一个新对象的场景，例如幻灯片中的母版与普通页、对象的克隆(Java中的Cloneable)等。
20. Bridge：使用关联代替继承，解决类多维度的扩展导致的类爆炸的问题，例如一本书，从语言上看分为中文英文等（共X种），从类别上分为小说散文等（共Y种），从包装上分为精装平装等（共Z种），那么如果采用继承需要3层共XYZ个类，如果分别包含三种分类的接口，则一共只需X+Y+Z个类。
21. Interpreter：很少用到，一般用于解释执行自定义的某种语法，跟command与composite可以合起来使用
    举个我在实际工作中用过的例子：规则过滤。该模块输入是仿SQL语法的过滤规则，例如：
    syndId=101 AND sponsor.id IN (1,2,3) AND campaign.id NOT IN (4,5,6)
    可以将一元、二元之类的表达式封装为command，command之间是composite的模式（可以构造为一棵抽象语法树），command本身其实就是不同的interpreter，接受context（实际应用中我是将context与context的求值逻辑分离开了，便于扩展不同的context求值逻辑）作为参数。
22. Memento：将当前对象的状态信息保存为另一个对象（状态镜像），使得当前对象可以基于状态镜像快速恢复原状态，例如表单提交后，将已填写正确的字段作为镜像传递给视图层，以便用户继续填写的时候可以只用重写错误的信息。
23. Visitor：访问多种类型的元素时，很容易写出if-else的代码，如果类型变化不大但是访问的行为（例如输出元素）容易发生变化时，适合此模式。具体地，为每个元素定义访问行为的接口，在对应的实现中可以调用某个visitor，而visitor的实现类定义具体的实现。例如解析HTML DOM树。

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