设计引导---设计模式基础

新手阅读Gof的《设计模式》有点难度，这里，要讲述的是，帮助大家奠定一下基础，使大家更好的去学习设计模式，去提升我们的思想，设计包含着抽象，又有些哲学，静下心来，你也可以学到优秀程序员的技术。

设计模式，起初是从建筑学中开始发展的。在此来讲个故事。

很久很久以前~~~（^_^），有一个建筑师，他修建了许多建筑，当地的人都十分尊敬他，因为他修建的房屋，是最牢固最美观的，但是他自己一直在问自己：“质量可以客观评价吗？”这位建筑师最感兴趣的一种美就是建筑质量：是什么让我感觉一个建筑设计是优秀的？



“评价一个建筑物是否美观”不仅仅是一个品味的问题。还需要通过可以衡量的客观标准来描述美观程度，比如质量，创意什么的。

我们软件的构建，也如同建筑学一样。需要设计，需要规划，它们有太多的相似的地方了。

我们也可以试着问自己：

优秀设计能表现而劣质设计不能表现什么？

劣质设计能表现而优秀设计不能表现的又是什么？

嗨！是否很矛盾呢？

没关系，故事还没讲完，建筑师观察了许多的建筑，城镇，街道，以及人们的生活环境。他发现，对于任何特定的建筑物，优秀的结构之间，总有一些相同之处。

建筑结构不相同，他们类型相同，尽管如此，他们仍是高质量的。

比如说我们每天使用的电脑，新产品的型号不同，但是他们终究是电脑，他们既然要销售，电脑就必须是高质量的。（你见过劣质电脑，能打铺天盖地的广告吗？）

建筑师通过这样的方式，观察解决相似问题的不同解决方案，一步步缩小他的关注焦点，他可以洞察出优质设计之间的相似之处，并把这些相似之处称为”模式”。

聪明的建筑师，把模式定义为“在某一个情景下的问题解决方案”。

每个模式，通过一种让你可以无数次使用这一解决方案、而不必再次重复同样的工作方式，描述一个在我们环境中重复出现的问题，并描述该问题解决方案的核心。

用简单的例子来描述一下这个有点复杂的概念：

建筑师需要修建一个庭院。

然后建筑师就会对于这个庭院有自己的构思：庭院可以享受阳光，享受星辰，要有私有的户外空间，需要些花花草草，有条件修建个小水池也不错。

然后建筑师，再向庭院主人详细问下个人的独特需求，然后建筑师就能开工。

在这里，建筑师的思考过程，就是我们所提到的模式，模式它有一个名称，在这里就是个庭院模式。然后他有个目的：帮助人们在其中生活。

为什么说这个庭院是一个优秀的庭院？建筑师修建了许许多多的庭院，他知道什么样的庭院才是适合人们的，符合人们习惯的，他有经验。然后它可以复用自己的经验，优秀的建筑师所设计的，一定是美的。

经验，可以使人们少走弯路，借鉴经验，从而加速达成目的。

模式几乎存在所有的设计问题中。

每个模式描述，都由下面4个组成部分：

模式的名称

模式的目的，它要解决的问题

我们如何实现它

为了实现它我们必须考虑的限制和约束

建筑师有一颗追求美的心。

好啦^_^，故事讲完啦，我们回到正题，软件设计模式。

“四人组”的《设计模式》是一部经典之作，很经典。

也许你都看过这本书了，知道这里面收录了23个模式。

在这需要认识到的是：


任何一个模式描述都需要包括下面的基本要素：

名称	每个模式都有一个独一无二名称，人们用名称来鉴别模式
意图	模式的目的
问题	模式视图解决的问题
解决方案	对于自己出现的场景中的问题，模式怎样提供一个解决方案
参与者和协作者	模式包括的实体
效果	使用模式的效果，使用模式的同时研究其约束
实现	怎样实现模式。实现只是模式的具体表现形式。
Gof参考	在四人组的书中得到更多信息的位置

现在大家应该知道什么是设计模式了吧？现在再来完成一个大家疑惑的问题。

为什么要学习它们？

我们知道，学习写模块化的软件，能使软件复用。

现在要让大家知道，学习设计模式，能够复用解决方案，通过复用已经建立的设计，能为自己遇到的问题找到更高的起点，并避免了绕弯路。

受益于学习别人的经验。不必再为普通、重复的问题重新设计解决方案。有没用听起来很热血澎湃的感觉？最起码我是如此，代码重用不厉害，思想重用才厉害^_^。

第二点:

建立通用的术语，在交流于协作时，都需要一个共同的词汇基础、一个对问题的共同观点。设计模式在项目的分析和设计阶段提供了一个通用的参考点。

第三点:

对于问题、设计过程和面向对象，模式给你一个更高的层次的视角。你能从过早处理细节的通病中解放出来。（别以为处理细节不严重，繁琐的细节，让我崩溃，深有感触T-T）

不好理解这一点？ 没关系，看个简单的模拟场景：

假设有两个木匠正在讨论如何为橱柜制作抽屉的问题。

木匠1：”你认为我们应该怎样制作这些抽屉呢？“

木匠2：“我想我们应该这样做结合部分，在木材上直锯下去，然后回转45°锯，然后再直锯下去，再朝另一个方向回转45°锯，再....然后......”（他在扯细节问题！！）

现在，你的的工作就是弄明白他们究竟在说些什么！看看分解之后的：



这里有些夸大了，真正的木匠师傅，并不会真的在细节的层次上说话，他们会用专业术语。

木匠1：我们应该用一个燕尾接合还是一个斜面接合？

这就是上面说的，建立通用术语，然后在高层次讲述问题。假如让你选择和他们其中一个人合作，你会选择谁？

模式能让我们同时看到树木和森林。

第四点:

学习设计模式，最重要的原因：它，能改表你的思想，让你成为更有力的分析者。

第五点:

它能提高你的效率，头脑思考的效率。别人是单核，而你是双核，这多么爽呀？

五点足够让你很有成就感了，其实好处不仅仅只有这些。

当在团队中，设计模式既可以帮助单个开发者学习，也可以帮助团队开发。这是因为，团队中的低级成员看到懂得设计模式的高级开发者从模式中获益，于是这些低级成员也想得到这些好处，这为他们学习这概念提供了有理的动机。

大多数设计模式还让软件更具可修改性，需求永远都在变，能适应变换的设计模式，让维护软件成为一种轻松的工作，还有什么理由不去学习？

我们知道，底层建筑决定高层建筑，在某种程度上，高层建筑能也能反馈底层建筑更多的信息。

　　在设计模式被正确传授时，可以大大增加学习者对基本面向对象设计原则的理解。（对于这一点，我是深有感触）在我学习设计模式时，使用它们来说明基本面向对象概念（封装、继承、多态等）在你学习了一些设计模式之后，即使你并不直接使用设计模式，你也会在自己的设计问题中使用这些策略。

设计模式还有一个优点，能让你或你的Team可以为不需要巨大继承体系的复杂问题创建设计方案。

总结：

学习这些可以帮助你：

复用现有的、高质量的、针对常见的重复出现问题的解决方案。

建立通用的术语，改善团队内部的沟通。

将思考转移到更高的视角。

判断是否拥有正确的设计，而不仅仅是一个可以运行的设计。

改善个人学习和团队学习。

改善代码的可修改性。

促进对改良设计的选用，升值在没有明确使用模式的时候。

发现“庞大的继承体系”的替代方案。

（吐血，下面又是第二写！！！自动保存个又坑我。以后再也不拿这个网页写随笔！

）

好处差不多讲完了，现在来看些能够提高理解设计模式的具体方法。

has-a关系和is-a关系：

为什么要讲这个关系？园子里其实有人已经讲过这两个关系。我觉得这两个关系本该通俗易懂的，用简单的例子里整合一下，免得新手再去找相关关系去理解，太麻烦。（知道此关系的可以跳过此处，看看下面的UML介绍^_^）

has-a关系：

一个类“包含”另一个类。

一个简单的比喻就是，汽车他就是一个has-a的关系，汽车由各种配件组成，方向盘，发动机，轮胎等。

使用组合的可以把简单的东西组合成一个系统。组合就意味着可替换，一部分坏了，你可以选择修，也可以选择换。换好之后意味着，整个系统依旧良好的运行。

组合还有个优点，使用组合可以独立创建系统和子系统，更重要的是可以独立的进行测试和维护。（我深知其中好处，各种复用啊）

组合有两种类型，一种是关联（也叫组合，为了区别一下，我用关联），一种聚合。

关联：汽车就是关联，它由各个组件组合而成。

聚合：轮胎就是个很好的例子。

is-a关系：

“是一个”关系。看看图：



UML图可能大家还没熟悉，下面我也会简单介绍一下，帮助大家打下阅读UML图的基础。

在这里我可以说：狗是一种动物，代码表示就如下

Dog D=new Dog();

Mammal M = D;

这没错，狗和头有关系，但我们不能这么写：

Dog D = new Dog();

Head H = D;

这明显是错的，狗有头，但有头的不一定是狗，它可以是别的。比如猫。

在这个图的关系中，我们还可以给狗命名，就好像这样写：

Dog D = new Dog();

Nameable N = D;

它运行的很好，也很自然，一个名字代表一条狗。

在这个关系图中，我们用到了继承和接口。

我们知道，能继承的不仅是基类，它也可以是接口。

继承和接口都是构成is-a关系的简单而有效的证据。啰嗦一点，接口其实也有个关系在里面：

can-do关系：看一个接口的时候，主要看它能做什么。例如：一个类型能将自己的实例转换为另一个类型（IConvertible），用过Framework 提供的接口的同学，更能体会。

UML基本语法注解：

方法内"+"表示Public，“-”表示Private，还有一个“#”这里没有提到，表示Protected，它很少用到。

在方法后面，还有一些setName：void和getName：String只代表这个方法的返回类型。



括号内的就是参数列表。



这张图我们要关注的就是那个空心箭头，它表示继承。金毛猎犬继承于狗类。



这个就关注空心棱形。它表示组合，方向盘是汽车的一部分。



这个也简单。连接线就是代表关联，客户端和服务端就是关联的，再看一张前面介绍过的图：



虚线三角箭头代表继承自接口，而接口的描述方式就是箭头指向的样子interface。

使用UML来辅助设计非常有用，这里简单的介绍是为了让大家更能看懂设计模式的类图说明，UML的完整讲述就需要一本书了。

尽管UML重要，但学习OO技能更为重要，先学习OO的基础概念，才能看懂UML图。

图是辅助，辅助大脑更好的思考。

但这里提议的是：


好了，基础就讲述这么多了，愿大家在设计模式的学的轻松^_^