Day 03: 面对 Design Pattern 该有的知识

Design Patterns（设计模式）的起点

一切都源自於 Erich Gamma、Richard Helm、Ralph Johnson、John Vlissides（"Gang of Four", GOF, 四人帮）於 1994 年出版的书：「Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software」，书中讨论：

描述对特定问题精简优雅的解决方案，关於追求更高的软件再利用性与弹性，以简明易用的形式表达。

短短几行到尽 Design Patterns 的功能。

在书中，作者提及受到建筑家 Christopher Alexander 的 A Pattern Language 启发，想要捕抓既有系统运用的模式，将其抽丝剥茧後，将每个情境下需要的模式记录下来。透过学习这些模式，人们可以更容易地在设计复杂的程序时，避免让系统走向不容易维护、扩充的局面，毕竟，在软件的世界里「变动」才是常态，不易扩充将耗费更多的时间好同时满足新、旧需求。

我个人的理解，学习模式後理解在不同情境下，如何设计出具有着优点的程序，同时，能够缩小缺点的影响，换句话说，试着从大局观思考程序在完成时的「样貌」，什麽才是好的结果？试着将这套想法运用在建筑学，那冷气发明前，各地区的房子因为气候的不同在设计上有不同的巧思，就是因应不同情境下完成的样貌。

Design Patterns 出版的时空背景

书中的范例主要使用 C++，部分段落使用 Smalltalk。这时我产生了一个疑惑，为什麽要使用 Smalltalk？以现在的眼光来看，使用 Java 或是 C# 来学习物件导向会是更舒服的选择。

所以有必要了解书本出版时，目前主流语言的情况。

• C++
  • 诞生於1985年。
  • 1994年到2021年之间，推出六个稳定版，分别在 1998(C++98)、2003(C++03)、2011(C++11)、2014(C++14)、2017(C++17) 以及 2020(C++20)。
• Java
  • 抱歉，还没出生，Java 诞生於1995年5月23日。
• C#
  • 抱歉，还没出生，C# 诞生於2000年。
• JavaScript
  • 抱歉，还没出生，Java 诞生於1995年12月4日。
• Python
  • 诞生於1991年。
• Ruby
  • 抱歉，还没出生，Ruby 诞生於1995年12月。

从上面的清单，可以明白当时最稳定、具有生产力的物件导向语言，非 C++ 莫属。

相较於现代，该书可能有的不适？

随着时代演进，部分模式的概念、实作将会出现在语言的新标准内，当人们需要使用相关模式时，不用自己制作轮子，直接使用内建的函式或类别即可。最经典的便是 Iterator 模式，Java 已经有相似概念的内建类别（Collection 与 Iterator）。

另一点是语言会发布新的标准，修补当下语言的缺陷。 C++ 已经经历六次的改版，与 1994 年的 C++ 差很多，有些作法肯定与当时 C++ 的缺陷有关。最新版本的语言是否要完全运用呢？个人持保留态度。

所以，语言有缺陷罗？

启发自一篇优文：设计模式其实是程序语言的缺陷？。

不要僵化地使用 Design Patterns 固有的解法，而是理解需求，在使用设计模式时，一并考虑程序语言的特性因事制宜。

对於这段深感认同，1994 年出版的书籍，肯定有一些语言限制导致开发上必须要使用特定的解来避开。假如使用不同的语言，一定要好好理解语言的特性，了解差异後，再试着将 Design Patterns 的精神表现出来。

拿网路游戏的经验，不同的武器有专属的熟练度，该武器熟练度不够的话，攻击、使用招式时可能出现失误。唯有提高熟练度才能百分之百地使用该招式。

後续的影响

对於特定的系统，开发出应对各种情况的处理手段。例如 Concurrency pattern 便是用来处理多执行绪的各种情况。

书中的组成

三大类、共 23 种模式：

• Creational patterns - 攸关物件的生成程序
  • Abstract factory
  • Builder
  • Factory method
  • Prototype
  • Singleton
• Structural patterns - 处理类别或物件的合成问题
  • Adapter
  • Bridge
  • Composite
  • Decorator
  • Facade
  • Flyweight
  • Proxy
• Behavioural patterns - 处理类别或物件之间的互动方式及责任分配
  • Chain of responsibility
  • Command
  • Interpreter
  • Iterator
  • Mediator
  • Memento
  • Observer
  • State
  • Strategy
  • Template method
  • Visitor

之後将依序介绍各种模式。