面向对象的设计模式

Object Oriented Design Patterns

软件设计模式

在开始之前，值得注意的是，本课程假设您具备面向对象编程的先验知识，并且熟悉以下四种语言之一：Java、Python、JavaScript 或 C++。

设计模式是解决软件工程中常见问题的一种方法。它们是针对某些软件设计问题的可重用、经过测试的解决方案。它们不是千篇一律的解决方案，使用它们的开发人员可以对其进行定制以解决当前的特定问题。

让我们首先简要概述一下面向对象编程的四大支柱：抽象、多态性、继承和封装（又名 A-P-I-E）。

抽象——通过关注现实世界实体的关键特征来捕捉现实世界实体的本质。抽象有助于管理复杂性并确保简洁的设计。

多态性——这是对象呈现各种形式和行为的能力。这是 OOP 灵活性的本质，引导我们走向某些设计原则，我们很快就会谈到。

继承 – 一种机制，一个类从另一个类继承属性和行为，从而提高代码的可重用性。

封装 – 将数据和操作该数据的方法捆绑到一个单元中，它有助于隐藏内部细节并确保受控的交互。

为了更深入地了解这些概念，我们鼓励您查看我们的面向对象设计面试课程。

设计模式的案例

A-P-I-E 是基础，但软件工程领域通常需要更细致的解决方案。这就是设计模式发挥作用的地方。它们补充了 A-P-I-E，弥合了基本 OOP 概念和复杂挑战之间的差距。设计模式建立在 SOLID 设计原则的基础上，就像开发者社区尝试、测试和共享的演进策略。无需进行冗长的演练，只需命名一个已知的设计模式即可使每个人都达成共识。它简化了协作并提高了效率。

可以这样想：在建造建筑物时，了解砖、水泥和钢材（在我们的上下文中为 A-P-I-E）等基础知识至关重要。但是，正是建筑蓝图和图案确保了建筑物的高耸、实用、美观和安全。同样，虽然 A-P-I-E 奠定了基础，但设计模式是软件的架构蓝图，确保其具有弹性、可扩展性和可维护性。

人们可能会想，面对新挑战时为什么不重新发明解决方案呢？好吧，不断地尝试重新发明轮子来应对反复出现的软件挑战可能会导致资源耗尽。与其投入时间从头开始制定新的解决方案，不如利用已经经过多次严格的实际测试的设计模式，可以节省时间和精力。此外，它还凝聚了无数开发者的智慧，对其进行了完善和认可。

关键要点是什么？这不是要在 A-P-I-E、设计原则或设计模式之间进行选择；而是要在 A-P-I-E、设计原则或设计模式之间进行选择。这是关于了解他们的协同作用。

课程的期望：

本课程采用动手实践的方法。我们的目标是帮助您理解为什么设计模式至关重要，以及是什么推动了它们以简洁的方式创建。我们将深入探讨的模式包括：

 行为模式：

•  战略
•  观察者

 创作模式：

•  工厂
•  建设者
•  辛格尔顿

 结构模式：

•  正面
•  适配器
•  装饰者

每篇文章都将遵循以下结构：

1. 动机 – 引入一个具体问题并寻找潜在的解决方案，使我们需要一种精致的设计模式。

2. 解决方案 – 展示设计模式并强调其相对于传统解决方案的优势。

3. 设计和实现 – 将提供详细的 UML 图，并附有多种语言（JavaScript、Java、C++ 和 Python）的代码片段以及注释来指导您。不仅如此，还包括特定于语言的注释，以帮助理解这四种语言之间的实现差异。

4. 限制和陷阱 – 解决模式可能不是最适合的场景。

5. 用例 – 每个模式的实际应用程序示例。

6. 结束语 – 总结每个模式所体现的设计原则并反思其重要性。