二十三种设计模式UML类图

谈到设计模式，绝对应该一起来说说重构。重构给我们带来了什么？除了作为对遗留代码的改进的方法，另一 大意义在于，可以让我们在写程序的时候可以不需事先考虑太多的代码组织问题，当然这其中也包括了应用模式的问题。尽管大多数开发者都已经养成了写代码前先 从设计开始的习惯，但是，这种程度的设计，涉及到到大局、到总体架构、到主要的模块划分我觉得就够了。换句话说，这时就能写代码了。这就得益于重构的思想 了。如果没有重构的思想，有希望获得非常高质量的代码，我们就不得不在开始写代码前考虑更多其实并非非常稳定的代码组织及设计模式的应用问题，那开发效率 当然就大打折扣了。在重构和设计模式的合理应用之下，我们可以相对较早的开始写代码，并在功能尽早实现的同时，不断地通过重构和模式来改善我们的代码质 量。所以，下面的章节中，在谈模式的同时，我也会谈谈关于常用的这些模式的重构成本的理解。重构成本越高意味着，在遇到类似的问题情形的时候，我们更应该 提前考虑应用对应的设计模式，而重构成本比较低则说明，类似的情形下，完全可以先怎么方便，怎么快怎么写，哪怕代码不是很优雅也没关系，回头再重构也很容 易。 ### 二十三种设计模式UML类图——深入解析与重构成本分析 #### 一、引言 在软件工程领域，设计模式被视为一种优化代码结构、提高代码复用性和维护性的有效手段。与此同时，重构技术作为一种重要的代码改进方法，不仅能够帮助我们优化现有的代码结构，还能进一步提升代码的质量。本文旨在探讨二十三种设计模式中的创建型模式，并结合重构成本对其进行详细的分析。 #### 二、创建型模式 创建型模式主要用于抽象实例创建的过程，确保系统能够灵活地创建并管理对象。这类模式关注的是对象如何被创建以及如何控制创建过程，而不是对象的行为。接下来我们将详细介绍三种常见的创建型模式：Factory Method（工厂方法）、Abstract Factory（抽象工厂）和 Builder（建造者）。 ##### 1.1 Factory Method（工厂方法） **思想**：工厂方法模式的核心思想是将一个类的实例化推迟到其子类中进行。这样做的好处是可以避免在客户端代码中出现大量的条件判断语句，使得代码更加整洁且易于维护。 **场景**：当系统中存在多种类型的对象需要创建，而具体创建哪种类型的对象取决于运行时的条件时，可以使用工厂方法模式。例如，在一个图形界面应用程序中，用户可以选择不同的窗口风格（如Windows风格、Mac风格等），每个风格都需要创建一系列相关的控件对象。 **实现**：通常，会定义一个抽象的工厂类，其中包含一个用于创建对象的抽象方法。具体的工厂类（即抽象工厂的子类）会覆盖这个方法，以便创建特定类型的对象。这种方法可以有效地隔离客户端代码与具体实现之间的耦合。 **重构成本**：较低。如果系统中已经存在大量直接创建对象的代码，可以通过逐步替换的方式将其迁移到工厂方法模式中，这一过程虽然需要一定的时间和精力，但总体上不会造成太大的负担。 ##### 1.2 Abstract Factory（抽象工厂） **思想**：抽象工厂模式是一种更为高级的工厂模式，它不仅可以创建单个对象，还可以创建一系列相关的对象集合，而不指定它们具体的类。 **场景**：当系统需要创建一组紧密相关但又彼此独立的对象时，可以使用抽象工厂模式。例如，在构建一个电子商务网站时，可能需要为不同的国家和地区创建特定的产品线，这些产品线包括不同的支付方式、物流服务等。 **实现**：抽象工厂模式通常涉及一个抽象工厂接口和多个具体工厂实现。抽象工厂接口定义了一组用于创建不同类型对象的方法，而具体工厂则实现了这些方法，用于创建特定类型的对象。 **重构成本**：中等。如果需要将现有的直接创建对象的代码重构为抽象工厂模式，可能需要对现有代码进行较大的调整。特别是当涉及到多个对象的创建时，可能需要重新设计类的结构。 ##### 1.3 Builder（建造者） **思想**：建造者模式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。 **场景**：当对象的创建过程非常复杂，包含多个步骤，并且这些步骤之间存在一定的顺序依赖关系时，可以使用建造者模式。例如，在创建一个复杂的订单对象时，可能需要先选择商品，然后设置配送地址，最后选择支付方式等步骤。 **实现**：建造者模式通常包括一个Director类，用于控制具体的构建步骤；一个Builder接口，定义构建方法；以及具体的Builder类，实现具体的构建逻辑。 **重构成本**：较高。由于建造者模式涉及到对象构建的多个步骤，因此在重构时需要对原有的创建逻辑进行较为细致的拆分和重组。此外，还需要引入新的类来控制构建过程，增加了系统的复杂度。 ### 总结 通过对三种创建型模式的详细分析，我们可以看出每种模式都有其适用的场景和特点。在实际开发过程中，根据项目的具体需求选择合适的设计模式，并结合重构技术来优化代码，可以大大提高软件的质量和可维护性。同时，理解不同模式的重构成本对于项目规划和代码重构策略的制定也具有重要意义。