《設計模式之美》一 導學篇

導學篇

爲何要學設計模式

1. 程序員的看家本領！

• 數據結構與算法教你寫出高效的代碼，設計模式教你寫出高質量的代碼
• 寫代碼能夠說是程序員每天要乾的事情，要是代碼都寫很差，最基本的看家本領都練很差，整天堆砌爛代碼，寫代碼還有啥意思呢？那還幹啥程序員啊！寫出「能用」代碼的人比比皆是，可是，並非每一個人都能寫出「好用」的代碼。只會寫能用的代碼，咱們永遠成長不成大牛，成長不成最優秀的那批人。
• 不少工程師寫了多年代碼，代碼功力一點都沒長進，編寫的代碼仍然只是能用便可，能運行就好。平日的工做就是修修補補、抄抄改改，一直在作重複勞動，能力也一直停留在「會幹活」的層面，就像高速路上的收銀員，只能算是一個「熟練工」。
• 「爲何要有這種設計原則、思想或者模式？它能解決什麼編程問題？有哪些應用場景？又該如何權衡、恰當地在項目中應用？」等等。
• 思考，回顧，思考，實踐
• 不少程序員都已經意識到基礎知識的重要性，以爲要夯實基礎，才能走得更遠，但同時對於如何將基礎知識轉化成開發「生產力」仍然有些疑惑。因此，你可能看了不少基礎的書籍，好比操做系統、組成原理、編譯原理等，但仍是以爲很迷茫，以爲在開發中用不上，起碼在平時的 CRUD 業務開發中用不上。實際上，這些基礎的知識確實很難直接轉化成開發「生產力」。可是，它能潛移默化地、間接地提升你對技術的理解。
• 設計模式、數據結構、算法更像是一道兒的，相比那些更加基礎的學科，設計模式能更直接地提升你的開發能力

2. 爲何學習設計模式

1.應對面試中的設計模式相關問題

• BAT-TMD
• 區分度選項

2.告別寫被人吐槽的爛代碼

• Talk is cheap，show me the code
• 代碼能力是一個程序員最基礎的能力，是基本功，是展現一個程序員基礎素養的最直接的衡量標準
• 你寫的代碼，實際上就是你名片
• 爛代碼，好比命名不規範、類設計不合理、分層不清晰、沒有模塊化概念、代碼結構混亂、高度耦合等等

3.提升複雜代碼的設計和開發能力

• 如何分層、分模塊？
• 應該怎麼劃分類？
• 每一個類應該具備哪些屬性、方法？
• 怎麼設計類之間的交互？該用繼承仍是組合？
• 該使用接口仍是抽象類？
• 怎樣作到解耦、高內聚低耦合？
• 該用單例模式仍是靜態方法？
• 用工廠模式建立對象仍是直接 new 出來？
• 如何避免引入設計模式提升擴展性的同時帶來的下降可讀性問題？

4.讓讀源碼、學框架事半功倍

• 優秀的開源項目、框架、中間件，代碼量、類的個數都會比較多，類結構、類之間的關係極其複雜，經常調用來調用去。因此，爲了保證代碼的擴展性、靈活性、可維護性等，代碼中會使用到不少設計模式、設計原則或者設計思想。
• 若是你不懂這些設計模式、原則、思想，在看代碼的時候，你可能就會琢磨不透做者的設計思路，對於一些很明顯的設計思路，你可能要花費不少時間才能參悟。
• 相反，若是你對設計模式、原則、思想很是瞭解，一眼就能參透做者的設計思路、設計初衷，很快就能夠把腦容量釋放出來，重點思考其餘問題，代碼讀起來就會變得輕鬆了。

5.爲你的職場發展作鋪墊

3. 哪些維度評判代碼質量好壞

• 可維護性

• 「代碼易維護」 就是指，在不破壞原有代碼設計、不引入新的 bug 的狀況下，可以快速地修改或者添加代碼
• 代碼的可讀性好、簡潔、可擴展性好，就會使得代碼易維護
• 更細化地講，若是代碼分層清晰、模塊化好、高內聚低耦合、聽從基於接口而非實現編程的設計原則等等，那就可能意味着代碼易維護

• 可讀性

• 看代碼是否符合編碼規範
• 命名是否達意
• 註釋是否詳盡
• 函數是否長短合適
• 模塊劃分是否清晰
• 是否符合高內聚低耦合等等

• 可擴展性

• 代碼的可擴展性表示，咱們在不修改或少許修改原有代碼的狀況下，經過擴展的方式添加新的功能代碼。說直白點就是，代碼預留了一些功能擴展點，你能夠把新功能代碼，直接插到擴展點上，而不須要由於要添加一個功能而大動干戈，改動大量的原始代碼。
• 對修改關閉，對擴展開放

• 靈活性

• 若是一段代碼易擴展、易複用或者易用，咱們均可以稱這段代碼寫得比較靈活

• 簡潔性

• KISS原則（keep it simple stupid）
• 代碼簡單、邏輯清晰，也就意味着易讀、易維護
• 思從深而行之簡，用最簡單的方法解決最複雜的問題

• 可複用性

• 儘可能減小重複代碼的編寫，複用已有的代碼
• 面向對象特性，繼承、多態存在的目的之一，就是爲了提升代碼的可複用性
• 設計原則中的單一職責原則也跟代碼的可複用性相關
• 重構技巧，解耦、高內聚、模塊化等都能提升代碼的可複用性

• 可測試性

• 容易編寫單元測試

4. 如何寫出高質量代碼

• 要寫出知足多種評價標準的高質量代碼，咱們須要掌握一些更加細化、更加能落地的編程方法論，包括面向對象設計思想、設計原則、設計模式、編碼規範、重構技巧等
• 面向對象中的繼承、多態能讓咱們寫出可複用的代碼
• 編碼規範能讓咱們寫出可讀性好的代碼
• 設計原則中的單一職責、DRY、基於接口而非實現、裏式替換原則等，可讓咱們寫出可複用、靈活、可讀性好、易擴展、易維護的代碼
• 設計模式可讓咱們寫出易擴展的代碼
• 持續重構能夠時刻保持代碼的可維護性

5. 教學大綱（面向對象、設計原則、設計模式、編程規範、重構之間的關係）

• 1. 面向對象

• 主流的編程範式或編程風格有三類，面向過程、面向對象、函數式編程
• 7大知識點
• ① 面向對象的四大特性：封裝、抽象、繼承、多態
• ② 面向對象和麪向過程編程的區別和聯繫
• ③ 面向對象分析，面向對象設計，面向對象編程
• ④ 接口和抽象類的區別以及各自應用場景
• ⑤ 基於接口而非實現編程的設計思想
• ⑥ 多用組合少用繼承的設計思想
• ⑦ 面向過程的貧血模式 和 面向對象的充血模式

• 1. 設計原則

• 理解各種設計原則定義、掌握設計初衷、能解決哪些編程問題、有哪些應用場景
• SOLID原則-SRP 單一職權原則
• SOLID原則-OCP 開閉原則
• SOLID原則-LSP 裏式替換原則
• SOLID原則-ISP 接口隔離原則
• SOLID原則-DIP 依賴倒置原則
• DRY 原則
• KISS 原則
• YAGNI原則
• LOD 法則

• 1. 設計模式

• 針對軟件開發中常常遇到的一些設計問題，總結出的一套解決方案或設計思路，大部分的設計模式要解決的都是代碼可拓展性問題
• 23種經典設計模式，分爲如下幾類
• （1）建立型 4種

經常使用： ①單例模式②工廠模式③建造者模式
不經常使用： ④原型模式

• （2）結構型 7種

經常使用： ⑤代理模式⑥橋接模式⑦裝飾者模式⑧適配器模式
不經常使用： ⑨門面模式⑩組合模式⑪享元模式

• （3）行爲型 11種

經常使用： ⑫觀察者模式⑬模板模式⑭策略模式⑮職責鏈模式⑯迭代器模式⑰狀態模式
不經常使用： ⑱訪問者模式⑲備忘錄模式⑳命令模式㉑解釋器模式㉒中介模式

㉓對象模式

• 1. 編程規範

• 代碼規範主要解決代碼的可讀性問題，好比如何給變量、類、函數命名、如何寫代碼註釋等問題
• 《重構代碼大全》《代碼整潔之道》
• 此處總結20條規範

• 1. 代碼重構

• 重構的目的（why）、對象（what）、時機（when）、方法（how）
• 保證重構不出錯的技術手段：單元測試和代碼的可測試性
• 兩種不一樣規範的重構：大重構（大規模高層次）、小重構(小規模低層次)

• 1. 五者之間聯繫

• 面向對象編程，由於具備豐富的特性（封裝、抽象、繼承、多態），能夠實現不少複雜的設計思路，是不少設計原則、設計模式等編碼實現的基礎。
• 設計原則是指導咱們代碼設計的一些經驗總結，對於某些場景下，是否應該應用某種設計模式，具備指導意義。好比，「開閉原則」是不少設計模式（策略、模板等）的指導原則
• 設計模式是針對軟件開發中常常遇到的一些設計問題，總結出來的一套解決方案或者設計思路。應用設計模式的主要目的是提升代碼的可擴展性。從抽象程度上來說，設計原則比設計模式更抽象。設計模式更加具體、更加可執行
• 編程規範主要解決的是代碼的可讀性問題。編碼規範相對於設計原則、設計模式，更加具體、更加偏重代碼細節、更加能落地。持續的小重構依賴的理論基礎主要就是編程規範
• 重構做爲保持代碼質量不降低的有效手段，利用的就是面向對象、設計原則、設計模式、編碼規範這些理論