设计模式初版讲解

前文

  《人人都懂设计模式》是少数围绕Python的语言来讲解主流设计模式，作者的思路清晰，而且例子也非常的简洁易懂，特别适合快速学习设计模式相关，这里总结了设计模式的定义和特征。

监听模式：

定义：

Define a one-to-many dependency between objects so that when one object changes state,all its dependents are notified and updated automatically. 在对象间定义一种一对多的依赖关系，当这个对象状态发生改变 时，所有依赖它的对象都会被通知并自动更新。

特征分析：

1.分为监听者/被监听者(观察者/被观察者)
2.监听者需要记录/移除被监听者，可搭配装饰器形成自动注册机制来自动完成这块

应用场景：

（1）依赖对象更新
（2）消息推送。

状态模式：

定义：

Allow an object to alter its behavior when its internal state changes.The object will appear to change its class. 允许一个对象在其内部状态发生改变时改变其行为，使这个对象看 上去就像改变了它的类型一样。

特征分析：

1.有点类似于策略模式，当自身状态变更的时候，会变更行为，又称为对象的行为模式；
2.适用于解决很多if-else的类、函数
3.每一种状态应当只有唯一的实例（对状态用单例模式，可以借助装饰器实现）

举例分析：

1.最典型的比如，水有3个状态：固液气，当温度升高转变为气态，有什么行为展示。实现可以通过定义状态基类，3个状态类继承基类并加上单例装饰器。再来个水自身类，通过add_state注册各个状态类，当水温度变更，则遍历所有状态类，看其变更符合哪个，则转变为哪个类，实现了状态切换规则。然后再执行对应类的行为
优点：1.集中管理状态；2.
缺点（同策略模式）：1.增加系统的类数量；2.系统架构变得更复杂

应用场景：

（1）对象的行为取决于它的状态，并且它在运行时可能经常改变它的状态，从而改变它的行为。
（2）大量的if-else，这些分支依赖于该对象的状态，且每一个分支的业务逻辑都非常复杂

中介模式（调停模式）：

定义：

Define an object that encapsulates how a set of objects interact.Mediator promotes loose coupling by keeping objects from referring to each other explicitly,and it lets you vary their interaction independently.用一个中介对象来封装一系列的对象交互，中介者使各对象不需要显式地相互引用，从而使其耦合松散，而且可以独立地改变它们之间的交互

特征：

1.分为中介类和交互对象
2.中介类集成所有实现，将网状关系变成单一关系
优点：1.多对多变为1对多；
缺点：1.中介类复杂；2.中介类异常影响所有交互类

装饰模式：

定义：

Attach additional responsibilities to an object dynamically.Decorators provide a flexible alternative to subclassing for extending functionality.动态地给一个对象增加一些额外的职责，就拓展对象功能来说，装饰模式比生成子类的方式更为灵活。

特征：

1.灵活地给对象增加职责或者拓展功能
2.多个装饰器间的顺序不同，效果不同
优点：1.比继承更灵活；2.解耦
缺点：1.不易排错

单例模式：

定义：

Ensure a class has only one instance,and provide a global point of access to it.确保一个类只有一个实例，并且提供一个访问它的全局方法。

特征：

1.类有且只有一个
2.考虑线程安全可能需要加线程锁

克隆模式（原型模式）：

定义：

Specify the kinds of objects to create using a prototypical instance,and create new objects by copying this prototype.用原型实例指定要创建对象的种类，并通过拷贝这些原型的属性来创建新的对象。

特征：

1.在Python中用copy和deepcopy来实现；除了需求要求复制前后对象需要一起改变才用到copy
优点：1.拷贝复杂对象尤其方便
缺点：不会执行init函数

职责链模式（职责模式）：

定义：

Avoid coupling the sender of a request to its receiver by giving more than one object a chance to handle the request.Chain the receiving objects and pass the request along the chain until an object handles it.
为避免请求发送者与接收者耦合在一起，让多个对象都有可能接收请求。将这些接收对象连接成一条链，并且沿着这条链传递请求，直到有对象处理它为止。

特征：

1.发送者和接收者解耦
2.接收者有多个，可以自由组合形成链条

应用场景：

1.审批

代理模式：

定义：

Provide a surrogate or placeholder for another object to control access to it.
为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。

特征：

1.分为真实类、代理类；代理类代替真实类完成操作
优点：1.可以解耦2.可以增加额外功能
缺点：1.代理类需要额外工作，可能非常复杂

迭代模式：

定义：

Provide a way to access the elements of an aggregate object sequentially without exposing its underlying representation.
提供一种方法顺序地访问一组聚合对象（一个容器）中的各个元素，而又不需要暴露该对象的内部细节。

组合模式：

定义：

Compose objects into tree structures to represent whole-part hierarchies.Composite lets clients treat individual objects and compositions of objects uniformly.
将对象组合成树形结构以表示“整体-部分”的层次结构关系。组合使得用户对单个对象和复合对象的使用具有一致性。

特征：

1.部分与整体的关系；具有层次关系
优点：1.调用简单；2.灵活增伤
缺点：层次过多的，容易庞杂

构建模式：

定义：

Separate the construction of a complex object from its representation so that the same construction process can create different representation.
将一复杂对象的构建过程和它的表现分离，使得同样的构建过程可以获取（创建）不同的表现。

与工厂模式的区别

工厂模式 关注的是整个产品（整体对象）的生成，即成品的生成；而构建模式 关注的是产品的创建过程和细节，一步一步地由各个子部件构建为一个成品。
比如要创建一辆汽车，如果用工厂模式，直接就创建一辆有车身、轮胎、发动机的能用的汽车。如果用构建模式，则需要由车身、轮胎、发动机一步一步地组装成一辆汽车。

与组合模式的区别

组合模式关注的是“整体-部分”的关系，也就是关注对象的内部组成结构，那么它与构建模式又有什么区别与联系呢？
区别： 组合模式关注的是对象内部的组成结构，强调的是部分与整体的关系。构建模式关注的是对象的创建过程，即由一个一个的子部件构建一个成品的过程。
联系： 组合模式和构建模式其实也经常被一起使用。

适配模式：

定义：

Convert the interface of a class into another interface clients expect.Adapter lets classes work together that couldn＇t otherwise because of incompatible interfaces.
将一个类的接口变成客户端所期望的另一种接口，从而使原本因接口不匹配而无法一起工作的两个类能够在一起工作。

适配模式的作用：

（1）接口转换，将原有的接口（或方法）转换成另一种接口。
（2）用新的接口包装一个已有的类。
（3）匹配一个老的组件到一个新的接口。

策略模式：

定义：

Define a family of algorithms,encapsulate each one,and make them interchangeable.Strategy lets the algorithm vary independently from the clients that use it.
定义一系列算法，将每个算法都封装起来，并且使它们之间可以相互替换。策略模式使算法可以独立于使用它的用户而变化

工厂模式：

简单工厂模式：

Define an interface for creating an object,it through the argument todecide which class to instantiate.
定义一个创建对象（实例化对象）的接口，通过参数来决定创建哪个类的实例。
优点：1.简单；根据参数创建
缺点：不符合开闭原则，需要修改if…else…

工厂方法模式：

Define an interface for creating an object,but let subclasses decide which class to instantiate.Factory Method lets a class defer instantiation to subclasses.
定义一个创建对象（实例化对象）的接口，让子类来决定创建哪个类的实例。工厂方法使一个类的实例化延迟到其子类
优点：1.解决了开闭原则
缺点：对于有二级分类的产品，不适用

抽象工厂模式：

Provide an interface for creating families of related or dependent objects without specifying their concrete classes.
提供一个创建一系列相关或相互依赖的对象的接口，而无须指定它们的具体类。
优点：1.解决了二级分类
缺点：如果超过二级，则会变的很臃肿

其他模式

备忘模式、享元模式、命令模式、外观模式、访问模式、模板模式、桥接模式、解释模式