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《Head First 设计模式》学习笔记

OO 原则是我们的目标，而设计模式是我们的做法。

最近写 java 半年多，虽然这门语言看上去有一丝笨重和啰嗦，但和设计模式遇上，就好像咖啡与牛奶的融合，变成一杯香醇的拿铁🤔。本文做为个人的读书笔记（水一篇博客），同时如果能帮到你就更好啦！

分类

大家应该还知道一本书，叫做 《设计模式：可复用面向对象软件的基础》，其中非常精辟的将设计模式分为三类（持续学习更新中）：

  1. 创建型 - Creational
    • （类）工厂方法模式（Factory Method） -> 第四章：工厂模式
    • 抽象工厂模式（Abstract Factory）
    • 创建者模式（Builder）
    • 原型模式（Prototype）
    • 单例模式（Singleton） -> 第五章：单例
  2. 结构型模式 - Structural
    • （类）适配器模式（Adapter） -> 第七章：适配器模式
    • 外观模式/门面模式（Facade门面模式）
    • 代理模式（Proxy） -> 第十一章：代理模式
    • 装饰模式（Decorator） -> 第三章：装饰者模式
    • 桥梁模式/桥接模式（Bridge）
    • 组合模式（Composite）
    • 享元模式（Flyweight）
  3. 行为模式 - Behavioral
    • （类）模板方法模式（Template Method） -> 第八章：模版方法模式
    • （类）解释器模式（Interpreter）
    • 职责链模式（Chain of Responsibility）
    • 观察者模式（Observer） -> 第二章：观察者模式
    • 状态模式（State） -> 第十章：状态模式
    • 策略模式（Strategy）
    • 命令模式（Command） -> 第六章：命令模式
    • 访问者模式（Visitor）
    • 调停者模式（Mediator）
    • 备忘录模式（Memento）
    • 迭代器模式（Iterator） -> 第九章：迭代与组合模式

章节

第一章：策略模式 - 整合鸭子的行为

将易变的属性，做为一个对象变量去初始化进行组合（行为也是一种对象！）

1. Duck Behaviors

第二章：观察者模式 - The Observer Pattern

稍微解释一下：不同的 Display 在实例化时，会在 WeatherData 中被注册为「观察者」统一管理，当「被观察者」（气象数据）发生变化时统一触发通知。

**目的：**让观察者和被观察者，尽可能的解耦。

2. Observer Pattern

效果：

WeatherData weatherData = new WeatherData();

CurrentConditionsDisplay currentConditions = new CurrentConditionsDisplay(weatherData);
StatisticsDisplay statisticsDisplay = new StatisticsDisplay(weatherData);
ForecastDisplay forecastDisplay = new ForecastDisplay(weatherData);

weatherData.setMeasurements(80, 65, 30.4f);
// 更新 weatherData 后，会主动通知所有观察者 
// Forecast: Improving weather on the way!
// Avg/Max/Min temperature = 80.0/80.0/80.0
// Current conditions: 80.0F degrees and 65.0% humidity

第三章：装饰者模式 - The Decorator Pattern

当遇到继承无法解决的问题，可以尝试使用更为优雅的装饰者模式：

3. The Decorator Pattern: Decorating Objects

最终效果如下，但初始化的方式有点简陋。文中也提到后续 “工厂” & “生成器” 模式，将有更好的方式建立被装饰对象。

// 来一杯 Espresso
Beverage beverage = new Espresso();
System.out.println(beverage);
// Espresso$1.99

// 来一杯调料为豆浆，摩卡，奶泡的 HouseBlend 咖啡
Beverage beverage1 = new HouseBlend();
beverage1 = new Soy(new Mocha(new Whip(beverage1)));
System.out.println(beverage1);
// HouseBlend, Whip, Mocha, Soy$1.39

第四章：工厂模式 - The Factory Pattern

简单工厂其实不是一个设计模式，反而更像是一种编程习惯。

4. The Factory Pattern

在父类中提供一个创建对象的方法， 允许子类决定实例化对象的类型。例如下面代码中

SimplePizzaFactory factory = new SimplePizzaFactory();
PizzaStore store = new PizzaStore(factory);

Pizza pizza = store.orderPizza("cheese");
System.out.println("We ordered a " + pizza.getName() + "\n");
System.out.println(pizza);

章节中还提到了抽象工厂模式，本质上是两层的 factory，感觉有点太花了。。感兴趣可以阅读原文。

第五章：单例 - Singleton

再熟悉不过的老朋友，就不多说了。简单回答两个问题：

Q: 为什么不直接使用全局变量呢？ A: 因为需要在一开始就创建好对象，但实际一直没有用到，造成资源的浪费。有种类似 lazyload 的意思。

Q. 什么需要单例呢？ A: 确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。

5. Singleton

效果：

// 注意有个小细节：Singleton 的构造器是私有的，意味着无法被直接 new 出来（实例只能通过工厂模式创造出来）
Singleton instance = Singleton.getInstance();

第六章：命令模式 - The Command Pattern:

RemoteLoader 可能有点困惑，其他可以简单将它理解为 main 函数，将 Light 和 LightOnCommand 绑定，并将 command 与 remoteControl 绑定：

效果：

remoteControl.setCommand(0, livingRoomLightOn, livingRoomLightOff);
remoteControl.setCommand(1, kitchenLightOn, kitchenLightOff);
 
remoteControl.onButtonWasPushed(0);
remoteControl.onButtonWasPushed(1);
remoteControl.offButtonWasPushed(1);

命令模式的思考在于，允许将动作封装为命令对象，这样一来可以随心所欲的存储、传递和调用它们。

第七章：适配器模式 - adapter

Target 理解为鸭子，拥有 fly 与 quack 的接口。
Adaptee 是火鸡，只有 fly 和 gobble 接口。
Adaptor 继承了 Target 接口，并根据火鸡的特效实现了对应的鸭子接口。

最终达到与 client 交互时，可以直接把它当作一只鸭子。

7. Adaptor

三个的区别：

  • decorator: 将一个接口转成另外一个接口
  • adaptor: 不改变接口，但加入责任
  • facade: 让接口更简单（对一个复杂子系统包装，只暴露一个干净的外观）

最终目的：当设计一个系统时，尽可能的降低客户与系统之间的耦合

效果：

Duck duck = new MallardDuck();

// 让不会汪汪叫的 turkey 也能「适配」实现鸭叫的接口
WildTurkey turkey = new WildTurkey();
Duck turkeyAdaptor = new TurkeyAdapter(turkey);

System.out.println("The duck says...");
duck.quack();
duck.fly();
System.out.println("The TurkeyAdaptor says...");
turkeyAdaptor.quack();
turkeyAdaptor.fly();

第八章：模版方法模式 - The Template Method Pattern

想起了公司业务代码中的 ServiceTemplate，一个道理。

**⚠️注意抽象类中 brew 和 addCondiments 方法 是用斜体标示的，需要让子类实现对应细节。**而抽象类统一管理统一的处理流程与子步骤，并暴露给客户代码（减少整个系统的依赖）。

8. Template

第九章：迭代与组合模式 - The Iterator and Composite Patterns

迭代器模式，针对底层不同的 数组、列表、散列表等，统一为迭代器的对外接口。 um

第十章：状态模式 - The State Pattern

状态机。最近在做一个 telegram 群组管理的机器人，对于用户状态的管理，刚好也可以用到这个设计模式：

效果：

GumballMachine gumballMachine = new GumballMachine(5);
System.out.println(gumballMachine);

gumballMachine.insertQuarter();
gumballMachine.ejectQuarter();
System.out.println(gumballMachine);

gumballMachine.insertQuarter();
gumballMachine.turnCrank();
gumballMachine.insertQuarter();
gumballMachine.turnCrank();
System.out.println(gumballMachine);

// GumballMachine{state=capture10.status_machine.NoQuarterState@6bf256fa, count=5}
// You inserted a quarter!
// Quarter returned
// GumballMachine{state=capture10.status_machine.NoQuarterState@6bf256fa, count=5}
// You inserted a quarter!
// You turned..
// A gumball comes rolling out the slot..
// You inserted a quarter!
// You turned..
// A gumball comes rolling out the slot..
// GumballMachine{state=capture10.status_machine.NoQuarterState@6bf256fa, count=3}

第十一章：代理模式 - The Proxy Pattern

没太懂，找了几个 proxy 模式的应用场景：

  • 银行账号：通过该账号管理我们的资金。目标为 controls and manage access to the object they are “protecting”.
  • db 连接的 client，相关配置需要提前被初始化好。
  • 但命令一个程序员去写代码的时候，在完成需求 crud 的同时，还要补充文档！

静态 proxy：

动态 proxy：

  • TODO

第十二章：模式的模式 - Compound Pattern

相当于将上面讲解过的设计模式复合使用，刚好跟着敲一遍代码，复习一下。

但像文中说的那样，有种牛刀杀鸡的感觉。。