设计模式介绍
模式：每一个模式描述了一个在我们周围不断重复发生的问题，以及该问题的解决方案的核心。
“模式”这个词是不局限于软件开发行业的，它几乎无处不在，它其实就是一种经验的积累，就象大多数人的教育经历都是从小学到初中再到高中再到大学，这也是一种模式，是中国的教育模式；现在越来越火的出国热，也是另一种模式，海外留学模式。因为GOF的《设计模式：可复用面向对象软件的基础》一书描述的23种经典设计模式，奠定了模式在软件行业的地位，从此人们提到“设计模式”就是默指“面向对象设计模式”，但是如前文所述，模式绝对不局限于软件行业，即使在软件行业，也不局限于GOF描述的23种设计模式，例如最著名的MartinFlower的《企业架构模式》，还有我们常用的MVC、IOC等。
因为模式是一种经验的积累和总结，所以通过模式，我们可以站在巨人的肩膀上去思考问题、解决问题，熟练使用设计模式可以提高我们的工作效率，改善产品质量，最终带来经济效益。因此对于任何想开发出灵活高效、健壮的软件产品的个人或团体，熟练掌握并正确使用设计模式都是必须掌握的基本技能。
所以，让我们开始吧……
GRASP (职责分配原则)
要学习设计模式，有些基础知识是我们必须要先知道的，设计模式是关于类和对象的一种高效、灵活的使用方式，也就是说，必须先有类和对象，才能有设计模式的用武之地，否则一切都是空谈，那么类和对象是从那冒出来的呢？这时就需要比23种设计模式更重要更经典的GRASP模式登场了，嘿嘿，原来这才是老大！
GRASP(General Responsibility Assignment Software Patterns)，中文名称为“通用职责分配软件模式”，GRASP一共包括9种模式，它们描述了对象设计和职责分配的基本原则。也就是说，如何把现实世界的业务功能抽象成对象，如何决定一个系统有多少对象，每个对象都包括什么职责，GRASP模式给出了最基本的指导原则。初学者应该尽快掌握、理解这些原则，因为这是如何设计一个面向对象系统的基础。可以说，GRASP是学习使用设计模式的基础。
1. Information
Expert (信息专家)
信息专家模式是面向对象设计的最基本原则，是我们平时使用最多，应该跟我们的思想融为一体的原则。也就是说，我们设计对象(类)的时候，如果某个类拥有完成某个职责所需要的所有信息，那么这个职责就应该分配给这个类来实现。这时，这个类就是相对于这个职责的信息专家。
例如：常见的网上商店里的购物车(ShopCar),需要让每种商品(SKU)只在购物车内出现一次，购买相同商品，只需要更新商品的数量即可。如下图：
2. Creator
(创造者)
实际应用中，符合下列任一条件的时候，都应该由类Ａ来创建类Ｂ，这时Ａ是Ｂ的创建者：
a. Ａ是Ｂ的聚合
b. Ａ是Ｂ的容器
c. Ａ持有初始化Ｂ的信息(数据)
d. Ａ记录Ｂ的实例
e. Ａ频繁使用Ｂ
如 如果一个类创建了另一个类，那么这两个类之间就有了耦合，也可以说产生了依赖关系。依赖或耦合本身是没有错误的，但是它们带来的问题就是在以后的维护中会产生连锁反应，而必要的耦合是逃不掉的，我们能做的就是正确地创建耦合关系，不要随便建立类之间的依赖关系，那么该如何去做呢？就是要遵守创建者模式规定的基本原则，凡是不符合以上条件的情况，都不能随便用A创建B。
这里因为订单是商品的容器，也只有订单持有初始化商品的信息，所以这个耦合关系是正确的且没办法避免的，所以由订单来创建商品。
3. Low
coupling (低耦合)
耦合模式的意思就是要我们尽可能地减少类之间的连接。
低耦合作用非常重要：
a. 低耦合降低了因一个类的变化而影响其他类的范围。
b. 低耦合使类更容易理解，因为类会变得简单，更内聚。 下面这些情况会造成类A、B之间的耦合：
a. A是B的属性
b. A调用B的实例的方法
c. A的方法中引用了B，例如B是A方法的返回值或参数。
d. A是B的子类，或者A实现了B
关于低耦合，还有下面一些基本原则：
a. Don’t Talk to Strangers原则：
意思就是说，不需要通信的两个对象之间，不要进行无谓的连接，连接了就有可能产生问题，不连接就一了百了啦！
b. 如果A已经和B有连接，如果分配A的职责给B不合适的话(违反信息专家模式)，那么就把B的职责分配给A。
c. 两个不同模块的内部类之间不能直接连接，否则必招报应！嘿！
例如：Creator模式的例子里，实际业务中需要另一个出货人来清点订单(Order)上的商品(SKU)，并计算出商品的总价，但是由于订单和商品之间的耦合已经存在了，那么把这个职责分配给订单更合适，这样可以降低耦合，以便降低系统的复杂性。如下图：
这里我们在订单类里增加了一个TotalPrice()方法来执行计算总价的职责，没有增加不必要的耦合。
4. High
cohesion (高内聚)
高内聚的意思是给类尽量分配内聚的职责，也可以说成是功能性内聚的职责。即功能性紧密相关的职责应该放在一个类里，并共同完成有限的功能，那么就是高内聚合。这样更有利于类的理解和重用，也便于类的维护。 例如：一个订单数据存取类(OrderDAO)，订单即可以保存为Excel模式，也可以保存到数据库中；那么，不同的职责最好由不同的类来实现，这样才是高内聚的设计，如下图：
这里我们把两种不同的数据存储功能分别放在了两个类里来实现，这样如果未来保存到Excel的功能发生错误，那么就去检查OrderDAOExcel类就可以了，这样也使系统更模块化，方便划分任务，比如这两个类就可以分配个不同的人同时进行开发，这样也提高了团队协作和开发进度。
5. Controller
(控制器)
用来接收和处理系统事件的职责，一般应该分配给一个能够代表整个系统的类，这样的类通常被命名为“XX处理器”、“XX协调器”或者“XX会话”。
关于控制器类，有如下原则：
a. 系统事件的接收与处理通常由一个高级类来代替。
b. 一个子系统会有很多控制器类，分别处理不同的事务。
6. Polymorphism
(多态)
这里的多态跟OO三大基本特征之一的“多态”是一个意思。
例如：我们想设计一个绘图程序，要支持可以画不同类型的图形，我们定义一个抽象类Shape,矩形(Rectangle)、圆形(Round)分别继承这个抽象类，并重写(override)Shape类里的Draw()方法，这样我们就可以使用同样的接口(Shape抽象类)绘制出不同的图形，如下图：
7. Pure
Fabrication (纯虚构)
这里的纯虚构跟我们常说的纯虚构函数意思相近。高内聚低耦合，是系统设计的终极目标，但是内聚和耦合永远都是矛盾对立的。高内聚以为这拆分出更多数量的类，但是对象之间需要协作来完成任务，这又造成了高耦合，反过来毅然。该如何解决这个矛盾呢，这个时候就需要纯虚构模式，由一个纯虚构的类来协调内聚和耦合，可以在一定程度上解决上述问题。
例如：上面多态模式的例子，如果我们的绘图程序需要支持不同的系统，那么因为不同系统的API结构不同，绘图功能也需要不同的实现方式，那么该如何设计更合适呢？如下图：
8. Indirection
(间接)
“间接”顾名思义，就是这个事不能直接来办，需要绕个弯才行。绕个弯的好处就是，本来直接会连接在一起的对象彼此隔离开了，一个的变动不会影响另一个。就想我在前面的低耦合模式里说的一样，“两个不同模块的内部类之间不能直接连接”，但是我们可以通过中间类来间接连接两个不同的模块，这样对于这两个模块来说，他们之间仍然是没有耦合/依赖关系的。
9. Protected
Variations (受保护变化)
预先找出不稳定的变化点，使用统一的接口封装起来，如果未来发生变化的时候，可以通过接口扩展新的功能，而不需要去修改原来旧的实现。也可以把这个模式理解为OCP(开闭原则)原则，就是说一个软件实体应当对扩展开发，对修改关闭。在设计一个模块的时候，要保证这个模块可以在不需要被修改的前提下可以得到扩展。这样做的好处就是通过扩展给系统提供了新的职责，以满足新的需求，同时又没有改变系统原来的功能。关于OCP原则，后面还会有单独的论述。
设计原则
比模式更重要的是原则，设计原则是设计模式的灵魂。
1. 单一职责原则(SRP)
关于单一职责原则，其核心的思想是：一个类，只做一件事，并把这件事做好，其只有一个引起它变化的原因。单一职责原则可以看作是低耦合、高内聚在面向对象原则上的引申，将职责定义为引起变化的原因，以提高内聚性来减少引起变化的原因。职责过多，可能引起它变化的原因就越多，这将导致职责依赖，相互之间就产生影响，从而极大的损伤其内聚性和耦合度。单一职责，通常意味着单一的功能，因此不要为一个模块实现过多的功能点，以保证实体只有一个引起它变化的原因。
- Unix/Linux是这一原则的完美体现者。各个程序都独立负责一个单一的事。
- Windows是这一原则的反面示例。几乎所有的程序都交织耦合在一起。
2. 开放—封闭原则(OCP)
关于开放封闭原则，其核心的思想是：模块是可扩展的，而不可修改的。也就是说，对扩展是开放的，而对修改是封闭的。
- 对扩展开放，意味着有新的需求或变化时，可以对现有代码进行扩展，以适应新的情况。
- 对修改封闭，意味着类一旦设计完成，就可以独立完成其工作，而不要对类进行任何修改。
对于面向对象来说，需要你依赖抽象，而不是实现，23个经典设计模式中的“策略模式”就是这个实现。对于非面向对象编程，一些API需要你传入一个你可以扩展的函数，比如我们的C 语言的qsort()允许你提供一个“比较器”，STL中的容器类的内存分配，ACE中的多线程的各种锁。对于软件方面，浏览器的各种插件属于这个原则的实践。
3. 依赖倒置原则(DIP)
高层模块不应该依赖于低层模块的实现，而是依赖于高层抽象。
举个例子，墙面的开关不应该依赖于电灯的开关实现，而是应该依赖于一个抽象的开关的标准接口，这样，当我们扩展程序的时候，我们的开关同样可以控制其它不同的灯，甚至不同的电器。也就是说，电灯和其它电器继承并实现我们的标准开关接口，而我们的开关产商就可不需要关于其要控制什么样的设备，只需要关心那个标准的开关标准。这就是依赖倒置原则。
这就好像浏览器并不依赖于后面的web服务器，其只依赖于HTTP协议。这个原则实在是太重要了，社会的分工化，标准化都是这个设计原则的体现。
4. 接口隔离原则(ISP)
接口隔离原则意思是把功能实现在接口中，而不是类中，使用多个专门的接口比使用单一的总接口要好。
举个例子，我们对电脑有不同的使用方式，比如：写作，通讯，看电影，打游戏，上网，编程，计算，数据等，如果我们把这些功能都声明在电脑的抽类里面，那么，我们的上网本，PC机，服务器，笔记本的实现类都要实现所有的这些接口，这就显得太复杂了。所以，我们可以把其这些功能接口隔离开来，比如：工作学习接口，编程开发接口，上网娱乐接口，计算和数据服务接口，这样，我们的不同功能的电脑就可以有所选择地继承这些接口。
这个原则可以提升我们“搭积木式”的软件开发。对于设计来说，Java中的各种Event Listener和Adapter，对于软件开发来说，不同的用户权限有不同的功能，不同的版本有不同的功能，都是这个原则的应用。
5. 替换原则(LSP)
软件工程大师Robert C. Martin把里氏代换原则最终简化为一句话：“Subtypes must be substitutable for their base types”。也就是，子类必须能够替换成它们的基类。即：子类应该可以替换任何基类能够出现的地方，并且经过替换以后，代码还能正常工作。另外，不应该在代码中出现if/else之类对子类类型进行判断的条件。里氏替换原则LSP是使代码符合开闭原则的一个重要保证。正是由于子类型的可替换性才使得父类型的模块在无需修改的情况下就可以扩展。
这么说来，似乎有点教条化，我非常建议大家看看这个原则个两个最经典的案例——“正方形不是长方形”和“鸵鸟不是鸟”。通过这两个案例，你会明白《墨子 小取》中说的 ——“娣，美人也，爱娣，非爱美人也….盗，人也；恶盗，非恶人也。”——妹妹虽然是美人，但喜欢妹妹并不代表喜欢美人。盗贼是人，但讨厌盗贼也并不代表就讨厌人类。这个原则让你考虑的不是语义上对象的间的关系，而是实际需求的环境。
在很多情况下，在设计初期我们类之间的关系不是很明确，LSP则给了我们一个判断和设计类之间关系的基准：需不需要继承，以及怎样设计继承关系。