设计模式之行为型模式

设计模式之行为型模式

前言：

行为型模式是对在不同对象之间划分责任和算法的抽象化。行为模式不仅仅关于类和对象，还关于它们之间的相互作用。行为型模式又分为类的行为模式和对象的行为模式两种。

类的行为模式——使用继承关系在几个类之间分配行为。

对象的行为模式——使用对象聚合的方式来分配行为。

行为型模式包括11种模式：模板方法模式、命令模式、迭代器模式、观察者模式、中介者模式、状态模式、策略模式、责任链模式、访问者模式、解释器模式和备忘录模式。

模板方法模式：封装算法结构，定义算法骨架，支持算法子步骤变化。

命令模式：注重将请求封装为对象，支持请求的变化，通过将一组行为抽象为对象，实现行为请求者和行为实现者之间的解耦。

迭代器模式：注重封装特定领域变化，支持集合的变化，屏蔽集合对象内部复杂结构，提供客户程序对它的透明遍历。

观察者模式：注重封装对象通知，支持通信对象的变化，实现对象状态改变，通知依赖它的对象并更新。

中介者模式：注重封装对象间的交互，通过封装一系列对象之间的复杂交互，使他们不需要显式相互引用，实现解耦。

状态模式：注重封装与状态相关的行为，支持状态的变化，通过封装对象状态，从而在其内部状态改变时改变它的行为。

策略模式：注重封装算法，支持算法的变化，通过封装一系列算法，从而可以随时独立于客户替换算法。

责任链模式：注重封装对象责任，支持责任的变化，通过动态构建职责链，实现事务处理。

访问者模式：注重封装对象操作变化，支持在运行时为类结构添加新的操作，在类层次结构中，在不改变各类的前提下定义作用于这些类实例的新的操作。

备忘录模式：注重封装对象状态变化，支持状态保存、恢复。

解释器模式：注重封装特定领域变化，支持领域问题的频繁变化，将特定领域的问题表达为某种语法规则下的句子，然后构建一个解释器来解释这样的句子，从而达到解决问题的目的。

1、模板方法模式

在现实生活中，有论文模板，简历模板等。在现实生活中，模板的概念是给定一定的格式，然后其他所有使用模板的人可以根据自己的需求去实现它。同样，模板方法也是这样的。

模板方法模式是在一个抽象类中定义一个操作中的算法骨架，而将一些具体步骤实现延迟到子类中去实现。模板方法使得子类可以不改变算法结构的前提下，重新定义算法的特定步骤，从而达到复用代码的效果。具体的结构图如下所示。

以生活中做菜为例子实现的模板方法结构图

2、命令模式

命令模式属于对象的行为模式，命令模式把一个请求或操作封装到一个对象中，通过对命令的抽象化来使得发出命令的责任和执行命令的责任分隔开。命令模式的实现可以提供命令的撤销和恢复功能。具体的结构图如下所示。

5.3迭代器模式

迭代器模式是针对集合对象而生的，对于集合对象而言，必然涉及到集合元素的添加删除操作，也肯定支持遍历集合元素的操作，此时如果把遍历操作也放在集合对象的话，集合对象就承担太多的责任了，此时可以进行责任分离，把集合的遍历放在另一个对象中，这个对象就是迭代器对象。

迭代器模式提供了一种方法来顺序访问一个集合对象中各个元素，而又无需暴露该对象的内部表示，这样既可以做到不暴露集合的内部结构，又可以让外部代码透明地访问集合内部元素。具体的结构图如下所示。

5.4观察者模式

在现实生活中，处处可见观察者模式，例如，微信中的订阅号，订阅博客和QQ微博中关注好友，这些都属于观察者模式的应用。

观察者模式定义了一种一对多的依赖关系，让多个观察者对象同时监听某一个主题对象，这个主题对象在状态发生变化时，会通知所有观察者对象，使它们能够自动更新自己的行为。具体结构图如下所示：

5.5中介者模式

在现实生活中，有很多中介者模式的身影，例如QQ游戏平台，聊天室、QQ群和短信平台，这些都是中介者模式在现实生活中的应用。

中介者模式，定义了一个中介对象来封装一系列对象之间的交互关系。中介者使各个对象之间不需要显式地相互引用，从而使耦合性降低，而且可以独立地改变它们之间的交互行为。

5.6状态模式

每个对象都有其对应的状态，而每个状态又对应一些相应的行为，如果某个对象有多个状态时，那么就会对应很多的行为。那么对这些状态的判断和根据状态完成的行为，就会导致多重条件语句，并且如果添加一种新的状态时，需要更改之前现有的代码。这样的设计显然违背了开闭原则，状态模式正是用来解决这样的问题的。

状态模式——允许一个对象在其内部状态改变时自动改变其行为，对象看起来就像是改变了它的类。

5.7策略模式

在现实生活中，中国的所得税，分为企业所得税、外商投资企业或外商企业所得税和个人所得税，针对于这3种所得税，每种所计算的方式不同，个人所得税有个人所得税的计算方式，而企业所得税有其对应计算方式。如果不采用策略模式来实现这样一个需求的话，我们会定义一个所得税类，该类有一个属性来标识所得税的类型，并且有一个计算税收的CalculateTax()方法，在该方法体内需要对税收类型进行判断，通过if-else语句来针对不同的税收类型来计算其所得税。这样的实现确实可以解决这个场景，但是这样的设计不利于扩展，如果系统后期需要增加一种所得税时，此时不得不回去修改CalculateTax方法来多添加一个判断语句，这样明白违背了“开放——封闭”原则。此时，我们可以考虑使用策略模式来解决这个问题，既然税收方法是这个场景中的变化部分，此时自然可以想到对税收方法进行抽象，这也是策略模式实现的精髓所在。

策略模式是对算法的包装，是把使用算法的责任和算法本身分割开，委派给不同的对象负责。策略模式通常把一系列的算法包装到一系列的策略类里面。用一句话慨括策略模式就是——“将每个算法封装到不同的策略类中，使得它们可以互换”。

5.8责任链模式

在现实生活中，有很多请求并不是一个人说了就算的，例如面试时的工资，低于1万的薪水可能技术经理就可以决定了，但是1万~1万5的薪水可能技术经理就没这个权利批准，可能需要请求技术总监的批准。

责任链模式——某个请求需要多个对象进行处理，从而避免请求的发送者和接收之间的耦合关系。将这些对象连成一条链子，并沿着这条链子传递该请求，直到有对象处理它为止。

5.9访问者模式

访问者模式是封装一些施加于某种数据结构之上的操作。一旦这些操作需要修改的话，接受这个操作的数据结构则可以保存不变。访问者模式适用于数据结构相对稳定的系统，它把数据结构和作用于数据结构之上的操作之间的耦合度降低，使得操作集合可以相对自由地改变。

5.10备忘录模式

生活中的手机通讯录备忘录，操作系统备份点，数据库备份等都是备忘录模式的应用。备忘录模式是在不破坏封装的前提下，捕获一个对象的内部状态，并在该对象之外保存这个状态，这样以后就可以把该对象恢复到原先的状态。具体的结构图如下所示：

5.11解释器模式

解释器模式是一个比较少用的模式，所以我自己也没有对该模式进行深入研究，在生活中，英汉词典的作用就是实现英文和中文互译，这就是解释器模式的应用。

解释器模式是给定一种语言，定义它文法的一种表示，并定义一种解释器，这个解释器使用该表示来解释器语言中的句子。具体的结构图如下所示：

一点自己的见解，还望大家指出不足之处。