golang设计模式——简介

澹台臻
2023-12-01


Golang设计模式简介

什么是设计模式

设计模式是面向对象软件的设计经验,是解决特定问题的一系列套路。它不是语法规定,而是一套用来提高代码可复用性、可维护性、可读性、稳健性以及安全性的解决方案。每一种设计模式系统的命名、解释和评价了面向对象中一个重要的和重复出现的设计。

设计模式的分类

  1. 创建模式 - 用来帮助我们创建对象的
    1. 工厂模式 (Factory Pattern)
    2. 抽象工厂模式 (Abstract Factory Pattern)
    3. 单例模式 (Singleton Pattern)
    4. 建造者模式 (Builder Pattern)
    5. 原型模式 (Prototype Pattern)
  2. 结构模式 - 关注类和对象的组合
    1. 适配器模式(Adapter Pattern)
    2. 桥接模式(Bridge Pattern)
    3. 装饰模式(Decorator Pattern)
    4. 组合模式(Composite Pattern)
    5. 外观模式(Facade Pattern)
    6. 享元模式(Flyweight Pattern)
    7. 代理模式(Proxy Pattern)
  3. 行为模式 - 关注对象之间的通信
    1. 模版方法模式(Template Pattern)
    2. 命令模式(Command Pattern)
    3. 迭代器模式(Iterator Pattern)
    4. 观察者模式(Observer Pattern)
    5. 中介者模式(Mediator Pattern)
    6. 备忘录模式(Memento Pattern)
    7. 解释器模式(Interpreter Pattern)
    8. 状态模式(State Pattern)
    9. 策略模式(Strategy Pattern)
    10. 责任链模式(Chain of Responsibility Pattern)
    11. 访问者模式(Visitor Pattern)

七大设计原则

开闭原则

开闭原则(Open-Closed Principle, OCP)规定“软件中的对象(类,模块,函数等等)应该对于扩展是开放的,但是对于修改是封闭的”,这意味着一个实体是允许在不改变它的原(源)代码的前提下变更它的行为。

依赖倒置原则(依赖反转原则)

依赖倒置原则(依赖反转原则 Dependency inversion principle,DIP)是指一种特定的解耦(传统的依赖关系创建在高层次上,而具体的策略设置则应用在低层次的模块上)形式,使得高层次的模块不依赖于低层次的模块的实现细节,依赖关系被颠倒(反转),从而使得低层次模块依赖于高层次模块的需求抽象。

原则规定:

  • 高层次的模块不应该依赖于低层次的模块,两者都应该依赖于抽象接口。
  • 抽象接口不应该依赖于具体实现。而具体实现则应该依赖于抽象接口。

单一职责原则

单一职责(单一功能原则 Single responsibility principle)规定每个类都应该有一个单一的功能,并且该功能应该由这个类完全封装起来。所有它的(这个类的)服务都应该严密的和该功能平行(功能平行,意味着没有依赖)。

单一职责原则是高内聚低耦合的指导方针,可以降低类的复杂度,提高类的可读性,提高系统的可维护性、降低变更引起的风险。其实,通俗来理解,一个类不能太累。我们在传统的软件工程,或者老旧的系统中经常能够看到,一个代码上万行的类。这种情况可能是由于历史原因导致的,但是不可否认,维护起来难度简直太大。因此,我们在软件设计过程中,要尝试将职责进行分离,不通职责封装在不同的类中,这样就能够降低我们设计软件的复杂度了。

接口隔离原则

接口隔离原则(interface-segregation principles,ISP)指明客户(client)不应被迫使用对其而言无用的方法或功能。接口隔离原则(ISP)拆分非常庞大臃肿的接口成为更小的和更具体的接口,这样客户将会只需要知道他们感兴趣的方法。这种缩小的接口也被称为角色接口(role interfaces)。接口隔离原则(ISP)的目的是系统解开耦合,从而容易重构,更改和重新部署。接口隔离原则是在SOLID (面向对象设计)中五个面向对象设计(OOD)的原则之一,类似于在GRASP (面向对象设计)中的高内聚性。

迪米特法则

迪米特法则(Law of Demeter,LOD)又叫作最少知识原则(The Least Knowledge Principle),一个类对于其他类知道的越少越好,就是说一个对象应当对其他对象有尽可能少的了解,只和朋友通信,不和陌生人说话。 一个软件实体应当尽可能少的与其他实体发生相互作用。这样,当一个模块修改时,就会尽量少的影响其他的模块,扩展会相对容易。迪米特法则是对软件实体之间通信的限制,它对软件实体之间通信的宽度和深度做出了要求。迪米特的其它表述方式为:

  • 只与你直接的朋友们通信。
  • 不要跟“陌生人”说话。
  • 每一个软件单位对其他的单位都只有最少的知识,而且局限于那些与本单位密切相关的软件单位。

就像收银员和顾客的关系,收银员只管收到收到足够的钱然后给顾客商品,他不关心顾客还有多少钱。

里氏代换原则

里氏代换原则(Liskov Substitution Principle LSP):任何基类可以出现的地方,子类一定可以出现。 LSP是继承复用的基石,只有当衍生类可以替换掉基类,软件单位的功能不受到影响时,基类才能真正被复用,而衍生类也能够在基类的基础上增加新的行为。里氏代换原则是对“开-闭”原则的补充。实现“开-闭”原则的关键步骤就是抽象化。而基类与子类的继承关系就是抽象化的具体实现,所以里氏代换原则是对实现抽象化的具体步骤的规范。

特别的,基类出现的地方可由衍生类替换,但衍生类出现的地方不可适用基类替换;子类可以实现父类的抽象方法,但是不能覆盖父类的非抽象方法;子类中可以增加自己特有的方法;当子类方法重载父类方法时,方法的前置条件(即方法的入参、输入)要比父类方法的输入参数更宽松或相等;当子类的方法实现父类的方法时(重写/重载或实现抽象方法),方法的后置条件(即方法的输出/返回值)要比父类更严格或相等。

合成复用原则

合成复用原则(Composite Reuse Principle,CRP)又叫组合/聚合复用原则(Composition/Aggregate Reuse Principle,CARP)。它要求在软件复用时,要尽量先使用组合或者聚合等关联关系来实现,其次才考虑使用继承关系来实现。

如果要使用继承关系,则必须严格遵循里氏替换原则。合成复用原则同里氏替换原则相辅相成的,两者都是开闭原则的具体实现规范。

通常类的复用分为继承复用和合成复用两种,继承复用虽然有简单和易实现的优点,但它也存在以下缺点。

  • 继承复用破坏了类的封装性。因为继承会将父类的实现细节暴露给子类,父类对子类是透明的,所以这种复用又称为“白箱”复用。
  • 子类与父类的耦合度高。父类的实现的任何改变都会导致子类的实现发生变化,这不利于类的扩展与维护。
  • 它限制了复用的灵活性。从父类继承而来的实现是静态的,在编译时已经定义,所以在运行时不可能发生变化。

采用组合或聚合复用时,可以将已有对象纳入新对象中,使之成为新对象的一部分,新对象可以调用已有对象的功能,它有以下优点。

  • 它维持了类的封装性。因为成分对象的内部细节是新对象看不见的,所以这种复用又称为“黑箱”复用。
  • 新旧类之间的耦合度低。这种复用所需的依赖较少,新对象存取成分对象的唯一方法是通过成分对象的接口。
  • 复用的灵活性高。这种复用可以在运行时动态进行,新对象可以动态地引用与成分对象类型相同的对象。
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