设计模式之美一-导学篇

导学篇

为什么要学设计模式

1. 程序员的看家本领！

• 数据结构与算法 教你写出 高效 的代码，设计模式 教你写出 高质量 的代码
• 写代码可以说是程序员天天要干的事情，要是代码都写不好，最基本的看家本领都练不好，成天堆砌烂代码，写代码还有啥意思呢？那还干啥程序员啊！写出“能用”代码的人比比皆是，但是，并不是每个人都能写出“好用”的代码。只会写能用的代码，我们永远成长不成大牛，成长不成最优秀的那批人。
• 很多工程师写了多年代码，代码功力一点都没长进，编写的代码仍然只是能用即可，能运行就好。平日的工作就是修修补补、抄抄改改，一直在做重复劳动，能力也一直停留在“会干活”的层面，就像高速路上的收银员，只能算是一个“熟练工”。
• “为什么要有这种设计原则、思想或者模式？它能解决什么编程问题？有哪些应用场景？又该如何权衡、恰当地在项目中应用？”等等。
• 思考，回顾，思考，实践
• 很多程序员都已经意识到基础知识的重要性，觉得要夯实基础，才能走得更远，但同时对于如何将基础知识转化成开发“生产力”仍然有些疑惑。所以，你可能看了很多基础的书籍，比如 操作系统、组成原理、编译原理 等，但还是觉得很迷茫，觉得在开发中用不上，起码在平时的 CRUD 业务开发中用不上。实际上，这些基础的知识确实很难直接转化成开发“生产力”。但是，它能潜移默化地、间接地提高你对技术的理解。
• 设计模式、数据结构、算法 更像是一道儿的，相比那些更加基础的学科，设计模式能更直接地提高你的开发能力

2. 为什么学习设计模式

1. 应对面试中的设计模式相关问题

• BAT-TMD
• 区分度选项

2. 告别写被人吐槽的烂代码

• Talk is cheap，show me the code
• 代码能力是一个程序员最基础的能力，是基本功，是展示一个程序员基础素养的最直接的衡量标准
• 你写的代码，实际上就是你名片
• 烂代码，比如命名不规范、类设计不合理、分层不清晰、没有模块化概念、代码结构混乱、高度耦合等等

3. 提高复杂代码的设计和开发能力

• 如何分层、分模块？
• 应该怎么划分类？
• 每个类应该具有哪些属性、方法？
• 怎么设计类之间的交互？该用继承还是组合？
• 该使用接口还是抽象类？
• 怎样做到解耦、高内聚低耦合？
• 该用单例模式还是静态方法？
• 用工厂模式创建对象还是直接 new 出来？
• 如何避免引入设计模式提高扩展性的同时带来的降低可读性问题？

4. 让读源码、学框架事半功倍

• 优秀的开源项目、框架、中间件，代码量、类的个数都会比较多，类结构、类之间的关系极其复杂，常常调用来调用去。所以，为了保证代码的扩展性、灵活性、可维护性等，代码中会使用到很多设计模式、设计原则或者设计思想。
• 如果你不懂这些设计模式、原则、思想，在看代码的时候，你可能就会琢磨不透作者的设计思路，对于一些很明显的设计思路，你可能要花费很多时间才能参悟。
• 相反，如果你对设计模式、原则、思想非常了解，一眼就能参透作者的设计思路、设计初衷，很快就可以把脑容量释放出来，重点思考其他问题，代码读起来就会变得轻松了。

5. 为你的职场发展做铺垫

3. 哪些维度评判代码质量好坏

• 可维护性

• “代码易维护”就是指，在不破坏原有代码设计、不引入新的 bug 的情况下，能够快速地修改或者添加代码
• 代码的可读性好、简洁、可扩展性好，就会使得代码易维护
• 更细化地讲，如果代码分层清晰、模块化好、高内聚低耦合、遵从基于接口而非实现编程的设计原则等等，那就可能意味着代码易维护

• 可读性

• 看代码是否符合编码规范
• 命名是否达意
• 注释是否详尽
• 函数是否长短合适
• 模块划分是否清晰
• 是否符合高内聚低耦合等等

• 可扩展性

• 代码的可扩展性表示，我们在不修改或少量修改原有代码的情况下，通过扩展的方式添加新的功能代码。说直白点就是，代码预留了一些 功能扩展点，你可以把新功能代码，直接插到扩展点上，而不需要因为要添加一个功能而大动干戈，改动大量的原始代码。
• 对修改关闭，对扩展开放

• 灵活性

• 如果一段代码易扩展、易复用或者易用，我们都可以称这段代码写得比较灵活

• 简洁性

• KISS 原则（keep it simple stupid）
• 代码简单、逻辑清晰，也就意味着易读、易维护
• 思从深而行之简，用最简单的方法解决最复杂的问题

• 可复用性

• 尽量 减少重复代码的编写 ， 复用已有的代码
• 面向对象特性，继承、多态存在的目的之一，就是为了提高代码的可复用性
• 设计原则中的单一职责原则也跟代码的可复用性相关
• 重构技巧，解耦、高内聚、模块化等都能提高代码的可复用性

• 可测试性

• 容易编写单元测试

4. 如何写出高质量代码

• 要写出满足多种评价标准的高质量代码，我们需要掌握一些更加细化、更加能落地的编程方法论，包括 面向对象设计思想、设计原则、设计模式、编码规范、重构技巧 等
• 面向对象中的继承、多态能让我们写出可复用的代码
• 编码规范能让我们写出可读性好的代码
• 设计原则中的单一职责、DRY、基于接口而非实现、里式替换原则等，可以让我们写出可复用、灵活、可读性好、易扩展、易维护的代码
• 设计模式可以让我们写出易扩展的代码
• 持续重构可以时刻保持代码的可维护性

5. 教学大纲（面向对象、设计原则、设计模式、编程规范、重构之间的关系）

• 1. 面向对象

• 主流的编程范式或编程风格有三类，面向过程、面向对象、函数式编程
• 7 大知识点
• ① 面向对象的四大特性：封装、抽象、继承、多态
• ② 面向对象和面向过程编程的区别和联系
• ③ 面向对象分析，面向对象设计，面向对象编程
• ④ 接口和抽象类的区别以及各自应用场景
• ⑤ 基于接口而非实现编程的设计思想
• ⑥ 多用组合少用继承的设计思想
• ⑦ 面向过程的贫血模式 和 面向对象的充血模式

• 1. 设计原则

• 理解各类设计原则定义、掌握设计初衷、能解决哪些编程问题、有哪些应用场景
• SOLID 原则 -SRP 单一职权原则
• SOLID 原则 -OCP 开闭原则
• SOLID 原则 -LSP 里式替换原则
• SOLID 原则 -ISP 接口隔离原则
• SOLID 原则 -DIP 依赖倒置原则
• DRY 原则
• KISS 原则
• YAGNI 原则
• LOD 法则

• 1. 设计模式

• 针对软件开发中经常遇到的一些设计问题，总结出的一套解决方案或设计思路，大部分的设计模式要解决的都是代码可拓展性问题
• 23 种经典设计模式，分为以下几类
• （1）创建型 4 种

常用：①单例模式②工厂模式③建造者模式
不常用：④原型模式

• （2）结构型 7 种

常用：⑤代理模式⑥桥接模式⑦装饰者模式⑧适配器模式
不常用：⑨门面模式⑩组合模式⑪享元模式

• （3）行为型 11 种

常用：⑫观察者模式⑬模板模式⑭策略模式⑮职责链模式⑯迭代器模式⑰状态模式
不常用：⑱访问者模式⑲备忘录模式⑳命令模式㉑解释器模式㉒中介模式

㉓对象模式

• 1. 编程规范

• 代码规范主要解决代码的可读性问题，比如如何给变量、类、函数命名、如何写代码注释等问题
• 《重构代码大全》《代码整洁之道》
• 此处总结 20 条规范

• 1. 代码重构

• 重构的目的（why）、对象（what）、时机（when）、方法（how）
• 保证重构不出错的技术手段：单元测试和代码的可测试性
• 两种不同规范的重构：大重构（大规模高层次）、小重构(小规模低层次)

• 1. 五者之间联系

• 面向对象编程，因为具有丰富的特性（封装、抽象、继承、多态），可以实现很多复杂的设计思路，是很多设计原则、设计模式等编码实现的 基础。
• 设计原则是指导我们代码设计的一些经验总结，对于某些场景下，是否应该应用某种设计模式，具有 指导意义。比如，“开闭原则”是很多设计模式（策略、模板等）的指导原则
• 设计模式是针对软件开发中经常遇到的一些设计问题，总结出来的一套解决方案或者设计思路。应用设计模式的主要目的是提高代码的可扩展性。从抽象程度上来讲，设计原则比设计模式更抽象。设计模式更加具体、更加可执行
• 编程规范主要解决的是代码的可读性问题。编码规范相对于设计原则、设计模式，更加具体、更加偏重代码细节、更加能落地。持续的小重构依赖的 理论基础 主要就是编程规范
• 重构作为保持代码质量不下降的有效手段，利用 的就是面向对象、设计原则、设计模式、编码规范这些理论