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###### tags: `Design Pattern`
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# 10/26

## 設計模式
### 概述
- GoF23 23 種設計模式
- 代碼設計 ==經驗總結== ，解決特定問題的一系列套路，
- 必要性：物件導向的 實際應用
- 標準化、工程化
### 分類
- 創建型模式
用於描述 如何創建物件，主要特點 將物件的 ==創建與使用分離== (解耦)
:::info
單例、原型、工廠方法、抽象工廠、建造者 等５種
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- 結構型模式
用於描述將類或物件按 ==某種佈局== 組成更大的結構，
好比買蓋房材料，要用這些材料搭建起整個房屋的架構
:::info
代理、適配器、橋接、裝飾、外觀、享元、組合 等７種
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- 行為型模式
用於描述類或物件之間==如何互相協作==，完成單個物件無法單獨完成的任務，以及==如何分配職責==
:::info
模板方法、策略、命令、職責鏈、狀態、觀察者、中介者、迭代器、訪問者、備忘錄、解釋器 等 11 種
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### UML
- 統一建模語言，是用來設計軟體的可視化建模語言，
- 特點是簡單 統一 圖形化，能表達軟體中的動態與靜態訊息
- UML從目標系統的不同角度出發，定義了
- 用例圖 類圖 物件圖 狀態圖 活動圖 時序圖 協作圖 構建圖 部署圖 等９種
### 類圖
- 類圖是顯示了模型的==靜態結構==，特別是模型中存在的類，類的內部結構以及他們==與其他類的關係==等
- 類圖不顯示暫時性訊息，是物件導向建模的主要組成部分
- 作用：提供靜態結構圖，描述了系統的類集合，屬性和類之間的關係，簡化了人們對系統的理解
- 類圖是系統分析與==設計階段==的重要產物，是系統編碼與測試的重要模型
- 表示方式 +:public 、 -:private 、 #:protected
- 關聯關係
- 聚合關係 強關聯 整體和部分之間
- 實現關係

## 軟體設計原則
- 開閉 里氏代換 依賴反轉 接口隔離 迪米特 合成復用原則
### 開閉原則：
- ==擴展開放，修改封閉==：在程式需要擴充的時候，不能去修改原有的代碼，實現==熱插拔==的效果
- 想要達到這種效果，需要使用介面和抽象類
- 以 skin 例子：定義抽象類 skin，基礎版 高級 黃金版..等等都是其子類，滿足開閉原則

// 定義抽象類
public abstract class AbstractSkin {
    // 顯示方法
    public abstract void display();
}
// 兩種皮膚
public class DefaultSkin extends AbstractSkin {
    @Override
    public void display(){
        System.out.println("默認皮膚");
    }
}
public class OtherSkin extends AbstractSkin{

    @Override
    public void display() {
        System.out.println("新皮膚");
    }
}
// 輸入法 有皮膚
public class Input {
    private AbstractSkin skin;

    public void setSkin(AbstractSkin skin) {
        this.skin = skin;
    }
    public void display(){
        skin.display();
    }
}
// 實作 達成開閉原則
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        // 創建輸入法物件
        Input input = new Input();
        // 創建皮膚物件
        //DefaultSkin skin = new DefaultSkin();
        OtherSkin skin = new OtherSkin();

        // 將皮膚設置到輸入法中
        input.setSkin(skin);
        // 顯示皮膚
        input.display();
    }
}

### 里氏代換原則
- 子類可以擴展父類的功能，但不能改變父類原有的功能
- 子類繼承父類時，除了添加新的方法完成新增功能外，盡量不要不要重寫父類的方法
- 經典案例：==正方形不是長方形==

// 長方形類
public class Rectangle {
    private double length;
    private double width;
}
// 正方形類
public class Square extends Rectangle {
    @Override
    public void setLength(double length) {
        super.setLength(length);
        super.setWidth(length);
    }

    @Override
    public void setWidth(double width) {
        super.setLength(width);
        super.setWidth(width);
    }
}

public class RectangleDemo {
    // 拓寬方法
    public static void resize(Rectangle rectangle) {
        // 判斷寬如果比長小，進行拓寬的操作
        while (rectangle.getWidth() <= rectangle.getLength()) {
            rectangle.setWidth(rectangle.getWidth() + 1);
        }
    }
    // 印出長和寬
    public static void printLengthAndWidth(Rectangle rectangle) {
        System.out.println(rectangle.getLength());
        System.out.println(rectangle.getWidth());
    }
    public static void main(String[] args) {
        // 創建長方形物件
        Rectangle r = new Rectangle();
        r.setLength(20);
        r.setWidth(10);
        // 調用 resize 方法進行拓寬
        resize(r);
        printLengthAndWidth(r);
        System.out.println("------分隔線------");
        // 創建正方形物件
        Square s = new Square();
        s.setLength(10);
        // 調用 resize 方法進行拓寬 - 這段會不斷執行造成錯誤
        resize(s);
        printLengthAndWidth(s);
    }
}

:::danger
結論：在 resize 方法中，長方形類的參數不能被正方形所代替，如果進行替換就得不到預期的結果，因此 長方形和正方形之間 違反里氏代換原則
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:::info
- 如何改進？此時我們需要重新設計他們之間的關係
- 抽象出一個四邊形介面，讓長方形和正方形實現四邊形介面
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// 四邊形介面
public interface Quadrilateral {
    double getLength();
    double getWidth();
}

// 正方形類
public class Square implements Quadrilateral {

    private double side;

    public double getSide() {
        return side;
    }

    public void setSide(double side) {
        this.side = side;
    }
}
// 長方形類
public class Rectangle implements Quadrilateral {
    private double length;
    private double width;

    public void setLength(double length) {
        this.length = length;
    }

    public void setWidth(double width) {
        this.width = width;
    }
}

public class RectangleDemo {
    // 拓寬方法
    public static void resize(Rectangle rectangle) {
        // 判斷寬如果比長小，進行拓寬的操作
        while (rectangle.getWidth() <= rectangle.getLength()) {
            rectangle.setWidth(rectangle.getWidth() + 1);
        }
    }

    // 印出長和寬
    public static void printLengthAndWidth(Quadrilateral quadrilateral) {
        System.out.println(quadrilateral.getLength());
        System.out.println(quadrilateral.getWidth());
    }

    public static void main(String[] args) {
        // 創建長方形物件
        Rectangle r = new Rectangle();
        r.setLength(20);
        r.setWidth(10);
        // 調用 resize 方法進行拓寬
        resize(r);
        printLengthAndWidth(r);
        System.out.println("------分隔線------");
        // 創建正方形物件
        Square s = new Square();
        s.setSide(10);
        //resize(s);  --- 只有長方形可以調用
        printLengthAndWidth(s);
    }
}

:::success
resize 只有長方形可以調用，解決問題
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