以下是对这三个章节内容的详细归纳和总结:
5.9 Strategy(策略)模式
核心思想:定义一系列的算法,把它们一个个封装起来,并且使它们可互相替换。本模式使得算法可独立于使用它的客户而变化。
结构:Strategy模式包含三个主要角色,即策略(Strategy)接口、具体策略(ConcreteStrategy)类和上下文(Context)类。策略接口定义了一个算法家族,所有具体策略类都实现了这个接口。具体策略类实现了具体的算法。上下文类持有一个策略对象的引用,在运行时可以动态地改变这个引用,以使用不同的具体策略。
应用场景:Strategy模式适用于算法在运行时动态选择的情况,以及算法需要封装、切换或维护的场景。例如,在一个电商系统中,可以使用Strategy模式来实现不同的支付算法(如支付宝支付、微信支付等)。
5.10 Template Method(模板方法)模式
核心思想:在一个方法中定义一个算法的骨架,而将一些步骤延迟到子类中。使得子类可以不改变一个算法的结构即可重定义该算法的某些特定步骤。
结构:Template Method模式包含一个抽象类,该类中定义了一个或多个抽象方法(由子类实现)以及一个或多个具体方法(实现算法的步骤)。子类通过继承这个抽象类并实现其中的抽象方法,从而提供具体的算法实现。
应用场景:Template Method模式适用于算法骨架固定,但具体实现步骤可变的场景。例如,在一个文件处理系统中,可以使用Template Method模式来定义一个处理文件的通用算法骨架,而具体的文件读写操作则由子类来实现。
5.11 Visitor(访问者)模式
核心思想:表示一个作用于某对象结构中的各元素的操作。它使你可以在不修改各元素的类的前提下定义作用于这些元素的新操作。
结构:Visitor模式包含两个主要角色,即访问者(Visitor)接口和元素(Element)接口(或抽象类)。访问者接口声明了一个或多个访问操作,每个操作接受一个被访问的元素作为参数。元素接口声明了一个接受访问者对象的方法(通常称为accept),该方法接受一个访问者对象作为参数。具体元素类实现了元素接口,并提供了accept方法的具体实现。
应用场景:Visitor模式适用于数据结构相对稳定,但操作易于变化的场景。它允许在不修改数据结构的情况下添加新的操作。例如,在一个编辑器中,可以使用Visitor模式来遍历文档树并对每个节点执行不同的操作(如统计字数、替换字符串等)。
总结
这三个设计模式都体现了面向对象设计原则中的“开闭原则”,即软件实体(类、模块、函数等)应该是可以扩展的,但是不可修改的。
Strategy模式通过定义算法家族和具体策略类来实现算法的动态选择和切换。
Template Method模式通过定义一个算法骨架和具体步骤来实现算法的通用性和可扩展性。
Visitor模式通过定义一个访问者接口和具体访问者类来实现对数据结构中元素的灵活操作。
通过学习和应用这些设计模式,可以设计出更加灵活、可维护和可扩展的软件系统。
5.9 Strategy(策略)模式
核心思想:定义一系列的算法,把它们一个个封装起来,并且使它们可互相替换。本模式使得算法可独立于使用它的客户而变化。
结构:Strategy模式包含三个主要角色,即策略(Strategy)接口、具体策略(ConcreteStrategy)类和上下文(Context)类。策略接口定义了一个算法家族,所有具体策略类都实现了这个接口。具体策略类实现了具体的算法。上下文类持有一个策略对象的引用,在运行时可以动态地改变这个引用,以使用不同的具体策略。
应用场景:Strategy模式适用于算法在运行时动态选择的情况,以及算法需要封装、切换或维护的场景。例如,在一个电商系统中,可以使用Strategy模式来实现不同的支付算法(如支付宝支付、微信支付等)。
5.10 Template Method(模板方法)模式
核心思想:在一个方法中定义一个算法的骨架,而将一些步骤延迟到子类中。使得子类可以不改变一个算法的结构即可重定义该算法的某些特定步骤。
结构:Template Method模式包含一个抽象类,该类中定义了一个或多个抽象方法(由子类实现)以及一个或多个具体方法(实现算法的步骤)。子类通过继承这个抽象类并实现其中的抽象方法,从而提供具体的算法实现。
应用场景:Template Method模式适用于算法骨架固定,但具体实现步骤可变的场景。例如,在一个文件处理系统中,可以使用Template Method模式来定义一个处理文件的通用算法骨架,而具体的文件读写操作则由子类来实现。
5.11 Visitor(访问者)模式
核心思想:表示一个作用于某对象结构中的各元素的操作。它使你可以在不修改各元素的类的前提下定义作用于这些元素的新操作。
结构:Visitor模式包含两个主要角色,即访问者(Visitor)接口和元素(Element)接口(或抽象类)。访问者接口声明了一个或多个访问操作,每个操作接受一个被访问的元素作为参数。元素接口声明了一个接受访问者对象的方法(通常称为accept),该方法接受一个访问者对象作为参数。具体元素类实现了元素接口,并提供了accept方法的具体实现。
应用场景:Visitor模式适用于数据结构相对稳定,但操作易于变化的场景。它允许在不修改数据结构的情况下添加新的操作。例如,在一个编辑器中,可以使用Visitor模式来遍历文档树并对每个节点执行不同的操作(如统计字数、替换字符串等)。
总结
这三个设计模式都体现了面向对象设计原则中的“开闭原则”,即软件实体(类、模块、函数等)应该是可以扩展的,但是不可修改的。
Strategy模式通过定义算法家族和具体策略类来实现算法的动态选择和切换。
Template Method模式通过定义一个算法骨架和具体步骤来实现算法的通用性和可扩展性。
Visitor模式通过定义一个访问者接口和具体访问者类来实现对数据结构中元素的灵活操作。
通过学习和应用这些设计模式,可以设计出更加灵活、可维护和可扩展的软件系统。