體系結(jié)構(gòu)之設(shè)計模式在設(shè)計原則中的應(yīng)用

一、數(shù)據(jù)保護

1.

二、OCP（開閉原則）的手段

所謂OCP即指對擴展開放（當(dāng)新需求出現(xiàn)的時候，可以通過擴展現(xiàn)有模型達到目的），對修改關(guān)閉（對已有的二進制代碼，不允許進行修改）。
實現(xiàn)OCP原則的關(guān)鍵是抽象與封裝。利用抽象封裝完成對需求可能發(fā)生變更的部分進行處理，具體處理手段如下：

1.使用多態(tài)的方式

   做一個繼承樹。此方案針對會發(fā)生修改但不是很嚴重的地方，讓需求擴展的實體繼承已經(jīng)存在的實體。

2.使用繼承與組合聯(lián)合的方式

   例如： 裝飾者模式、策略模式、狀態(tài)模式、橋模式

3.延遲綁定：

運行時注冊：

使用Event style或Observer pattern實現(xiàn)運行時注冊的方式，當(dāng)需要進行擴展時，就讓擴展的方法監(jiān)聽某個事件，事件發(fā)生時這個方式就會被調(diào)用（service lookup）

配置文件：

使用配置文件進行啟動時綁定，將需要修改、擴展的信息寫在配置文件中，通過解析配置文件來決定做什么事情（DataDriven）

繼承多態(tài)方式（LSP）

構(gòu)件更替：

如果需要修改、擴展，則在加載模塊的時候使用修改/擴展的模塊，實現(xiàn)加載綁定。一般是將變化的部分寫在一個.dll 文件中，變化的時候直接更新.dll 文件。（ReflectiveorMeta-LevelDesign）

預(yù)定義協(xié)議：

在兩個之間預(yù)定義協(xié)議，然后各個進程可以獨立進行變化，只要通信協(xié)議不變。

例如TCP/IP等協(xié)議（Uniform Access）

4.信息隱藏

下文有詳細講述

5.泛化模塊：Interpreter-Driven

6.限制交互路徑

迪米特法則：一個對象應(yīng)該對其他對象有盡可能少的了解

三、一個模塊的信息隱藏有哪兩種基本類型，各自有哪些典型的處理手段？ 

1. 每個模塊有一個基本的secret——外部的行為和內(nèi)部隱藏

每個模塊隱藏重要的設(shè)計決策的實現(xiàn)，只有模塊的組成可以了解細節(jié)。所有的設(shè)計決策都獨立于彼此。即一個模塊的接口功能與模塊內(nèi)部程序細節(jié)的分離。給出功能接口，隱藏功能實現(xiàn)程序的細節(jié)

方法：

外觀模式Facade pattern

——信息隱藏：用戶和部件的子系統(tǒng)之間解耦合，降低耦合

Controller

2. 模塊可能有附加的secrets——改變

預(yù)期的變更：把變更從模塊中分離開來，安排到新的類，方法或者設(shè)計單元中.然后封裝隔離所有的secret這樣其一旦變更，變更不會影響其他程序模塊。將要發(fā)生變化的程序部分需要進行一個決策。給出需要修改部分的接口，隱藏待修改部分的實現(xiàn)程序細節(jié)

方法：

策略模式：將算法從包含其的對象中抽離出來，封裝該算法（策略）為一個對象

裝飾模式：裝飾在不改變類的代碼的情況下擴展了一個類的實例的功能

適配器模式：將類的接口轉(zhuǎn)換成另一個client期望的接口，讓接口不兼容的類能一起工作

 如果上下文也有可變性：用橋接模式

1. 策略模式：將要變更的算法獨立出來，按照OCP的方法將其封裝起來成為一個對象，同時給這個算法建立一個繼承樹（為其設(shè)置一個接口，讓所有這個算法的可能變更的版本實現(xiàn)這個接口）

2. 狀態(tài)模式： 對象的行為根據(jù)狀態(tài)的變化（屬性的取值變化）而變化，將變化的狀態(tài)獨立出來做成一棵繼承樹，每一個實現(xiàn)的子類都實現(xiàn)了一種狀態(tài)下的行為。原來的對象包含一 個對狀態(tài)對象的引用，表示當(dāng)前的狀態(tài)，一切行為都使用這個狀態(tài)對象的行為。（需要由Context和State來處理狀態(tài)的變化，不要由Client來處 理）

變化來源于內(nèi)部，即自己做完某件事情后把自己的狀態(tài)改掉。

3. 橋接模式：

在 抽象和實現(xiàn)需要獨立變化的情況下，將抽象和實現(xiàn)做成兩個不同的繼承樹。抽象接口和實現(xiàn)接口是兩個完全不同的接口，實現(xiàn)接口一般包含很基本、原始的方法，而 抽象接口包含的是基于原始方法實現(xiàn)的更加高級的方法。在抽象的接口中包含一個對實現(xiàn)對象的引用，抽象對象的方法中需要調(diào)用實現(xiàn)對象的方法（抽象接口的方法 基于實現(xiàn)接口的方法） 

四、實現(xiàn)共性與可變性有哪些手段？

多態(tài)（繼承）與聚合
其中多態(tài)（繼承）適合于1 of N的情況，父類中封裝共性部分，子類中封裝可變性部分
聚合適合于M of N的情況，whole角色類封裝共性部分，part角色類封裝可變性部分

1、如果一個對象集之間除共性外，有超過２個的差異行為，如何處理？
    做多個策略樹
2、如果一個對象集的部分行為組存在差異性，如何處理？

部分行為綁定在一棵策略樹

3、如果一個對象集的部分屬性（以及依賴于這些屬性的方法）存在差異性，如何處理？

把屬性和方法做成策略樹

4、如果一個對象集的一個行為需要協(xié)作對象來完成，但是它們的協(xié)作對象存在差異性，如
何處理？
     將“調(diào)用協(xié)作對象”這一過程置于Strategy中，Command Pattern的變體

5、如果一個對象集的行為因為屬性的取值而存在差異性，如何處理？
     State Pattern

五、中介解耦機制（在解決De-Coupling時，常常使用哪些Indirection的手段）

1)避免重復(fù)——只做一次：重復(fù)往往代表著耦合，修改一部分重復(fù)代碼表示要修改其他的

2)DIP：Dependency Inversion Principle，依賴倒置原則，即細節(jié)應(yīng)當(dāng)依賴于抽象，抽象不應(yīng)當(dāng)依賴于細節(jié)；在要被其他模塊implement的模塊中定義接口，這是一種去除依賴減少耦合的基本方式

3)繼承：共性和差異性

4)設(shè)計模式

    中介模式

         定義封裝一組對象交互方式的對象；中介通過避免對象互相顯式引用提升了松散耦合；讓你獨立的差異交互；集中控制

   橋接模式

         成果：解耦了接口和實現(xiàn)——消除了編譯時依賴，改善了可擴展性，對client隱藏了實現(xiàn)細節(jié)

1)依賴倒置：如果抽象實體需要依賴于具體實體的話，那么為具體實體做一個接口，抽象實體可以依賴于這個接口，具體實體則實現(xiàn)這個接口

2) 外觀模式：Faade是用戶和子系統(tǒng)之間的一層間接，它封裝子系統(tǒng)的內(nèi)部實現(xiàn)并對用戶提供訪問接口，將這二者解耦

3) 代理模式：Proxy是用戶和實際實體之間的一層間接，它負責(zé)轉(zhuǎn)發(fā)用戶的請求到實際實體，對實際實體進行訪問控制，將這二者解耦

4) 適配器模式：應(yīng)用中使用了一個接口Target，這個Target的一個實現(xiàn)需 要使用到一個其他實現(xiàn)，但是那個實現(xiàn)與當(dāng)前的接口不一致。讓Target的實現(xiàn)實體聚合一個Adaptee的對象，做成對象Adapter，當(dāng)用戶對 Adapter有請求的時候，Adapter便將請求轉(zhuǎn)發(fā)給Adaptee。同時，Adapter還需要實現(xiàn)用戶要求的但是在Adaptee沒有實現(xiàn)的職 責(zé)，不僅僅是轉(zhuǎn)發(fā)請求。（client->Adapter->Adaptee）

5) Event-Style事件風(fēng)格：使用一個事件處理機制，其他模塊可以向處理對象提供事件，也可以將自己的方法注冊到某個事件，當(dāng)這個事件發(fā)生之后，處理對象會調(diào)用注冊到這個事件的所有方法，實現(xiàn)事件源和注冊方法的解耦

六、運行時注冊的主要機制、適用場景與優(yōu)缺點

1、 Observer Pattern

意圖：定義對象間的一種一對多的依賴關(guān)系，當(dāng)一個對象的狀態(tài)發(fā)生改變時，所有依賴于
它的對象都得到通知并被自動更新
適用場景：
（1）當(dāng)對一個對象的改變需要同時改變其它對象，而不知道具體有多少對象有待改變。
（2）當(dāng)一個對象必須通知其他對象，而他又不能假定其他對象是誰。換言之，你不希望這
些對象四緊密耦合的。
（3）當(dāng)一個模型有兩個方面，其中一個方面依賴于另一個方面。將這二者封裝在獨立的對
象中以使它們可以各自獨立的改變和復(fù)用。
優(yōu)點：
靈活性、可變性、復(fù)用性得到保證。目標與觀察者之間耦合程度降低，實現(xiàn)抽象耦合，允許
獨立的改變目標和觀察者，可以復(fù)用目標對象而無需同時復(fù)用其觀察者。
支持廣播通信，目標者不必知道觀察者是誰
缺點：
增加系統(tǒng)復(fù)雜程度，對于系統(tǒng)的理解和測試更加困難。
一個觀察者的無意的更新可能引起其他觀察者的意外的更新，也容易引起更更新錯誤，而這
種錯誤難以捕捉。

2、Event Style

相比Observer Pattern，可以實現(xiàn)對多個事件的監(jiān)聽。即實現(xiàn)對象間多對多的依賴關(guān)系。
其他特點同Observer Pattern

3、Command Pattern

意圖：將一個請求封裝為一個對象，從而使你可用不同的請求對客戶進行參數(shù)化；請求排
隊或記錄請求日志，以及支持可撤銷的操作。
適用場景：
（1）抽象出待執(zhí)行的操作以參數(shù)化某對象。
（2）在不同的時候制定、排列和執(zhí)行請求。
（3）通過在實施操作之前將狀態(tài)存儲起來以支持撤銷操作。
（4）支持修改日志，這樣當(dāng)系統(tǒng)崩潰時，這些修改可以被重做一遍。
優(yōu)點：
將調(diào)用操作的對象與知道如何實現(xiàn)該操作的對象解耦。
可以將命令存儲在?；蜿犃兄幸灾С终埱笈抨?，命令處理模式維護一個歷史信息。
可以容易的支持undo和redo操作，但是必須存儲額外的狀態(tài)信息以避免滯后影響問題。
擴展Command對象很容易。

七、特殊類型處理機制

八、對象的創(chuàng)建有哪些常見解決方法

1、簡單場景：

Creator創(chuàng)建者：對于A、B兩個對象，在以下情況下A創(chuàng)建B對象：A聚合了B的對象；A包含了B的對象；A記錄了B對象的引用；A使用了B的對象；在A中包含初始化B對象的數(shù)據(jù)
Coupling低耦合：在A聚合、包含、記錄、使用B的情況下，如果將創(chuàng)建B對象的職責(zé)賦予其他對象，則A需要與其他對象產(chǎn)生多余的耦合
Cohesion高內(nèi)聚：在A中包含初始化B對象的數(shù)據(jù)的情況下，則A為信息專家，根據(jù)高內(nèi)聚原則，A應(yīng)當(dāng)承擔(dān)B對象創(chuàng)建的職責(zé)

2、復(fù)雜場景：

（1）場景一：僅僅一個實例允許被創(chuàng)建

        使用SingletonPattern，首先將Constructor私有化；聲明一個static private的類實例；創(chuàng)建一個publicstatic的getInstance方法使得外部類可以通過此方法獲得此類實例。并且此方法如果用于多線程，要注意聲明為protected/synchronize以保證線程安全

（2）場景二：實例個數(shù)有限制
       以singleton為基礎(chǔ)進行改進

（3）場景三：一個類不知道它所必須創(chuàng)建的對象的類；一個類希望有他的子類來制定它所創(chuàng)建的對象；類將創(chuàng)建對象這一職責(zé)委托給多個幫助子類中的一個，并且希望將哪一個幫助子類作為代理者這一信息局部化
        Factory Method

（4）場景四：控制子類拓展，子類與父類的算法框架相同，但局部實現(xiàn)方法不同
       Template MethodPattern

（5）場景五：多個需創(chuàng)建的類實例之間存在類型依賴關(guān)系
       Abstract FactoryMethod

（6）場景六：實例的創(chuàng)建和初始化很復(fù)雜，例如運行時刻制定要實例化的類；初始化時變量值發(fā)生變更
      Prototype Pattern