為什麼要使用設計模式&設計模式常見錯誤 | Design Pattern

設計模式常見問題

1. 什麼是設計模式?

設計模式是一種針對軟體設計中常見問題的可重複使用解決方案,特別適用於物件導向程式設計 (OOP) 的環境中。這些模式提供了解決特定類型問題的模板或結構,使開發人員更容易編寫可維護且高效的程式碼。

2. 設計模式的歷史淵源為何?

設計模式的概念最初由建築師 Christopher Alexander 在 1970 年代提出。在他所著的《建築模式語言》一書中,他探討了如何識別和應用某些模式來解決建築設計中的重複問題。這一概念後來被一群電腦科學家（即「四人幫」,Gang of Four,GoF）引入並改編為軟體工程中的方法。1994 年,Erich Gamma、Richard Helm、Ralph Johnson 和 John Vlissides 發表了經典著作《設計模式：可重複使用的物件導向軟體的元素》,在書中提出了 23 種物件導向程式設計的設計模式,這本書成為了設計模式領域的里程碑,並推廣了設計模式在軟體開發中的概念。

3. 為什麼要使用設計模式?

使用設計模式的原因如下：

• 可重複使用性：設計模式為常見問題提供了經過驗證的解決方案,減少從頭開始解決問題所需的時間和精力,並促進了軟體系統的可重複使用性和模組化。
• 改進溝通：設計模式為開發人員提供了一種共同的詞彙和理解,能更有效地溝通設計決策和解決方案。
• 最佳實務：設計模式封裝了經驗豐富的軟體開發人員的最佳實務,讓新手可以從他們的專業知識中學習。
• 可維護性：設計模式的實作通常會產生更易於維護的程式碼,使未來的更新、除錯和擴展更簡單。
• 更容易解決問題：設計模式提供了一種結構化的方法來解決問題,幫助開發人員將複雜問題分解為更小、更易於管理的組件。

4. 使用設計模式時有哪些注意事項?

使用設計模式需要謹慎,不應將其視為萬靈丹。應在適合的問題情境時應用它們,並考慮其使用的權衡和潛在後果。以下是一些需要考慮的因素：

• 情境差異：設計模式適用於特定情境,在一種情境下有效的模式在另一種情境中可能不適用,盲目應用可能導致設計不良。
• 過度工程化：有時開發人員可能即使在有更簡單的解決方案時也使用設計模式,這可能會導致過度工程化,使程式碼更加複雜且難以維護。
• 效能影響：設計模式可能引入額外的抽象或間接層,這可能會影響效能。開發人員應仔細考慮使用模式的好處是否超過任何潛在的效能損失。
• 需求變化：有時設計模式可能無法適應需求或系統的未來變化。隨著專案發展和需求變化,最初適合的設計模式可能變得不再適用。

5. 實際應用設計模式的例子?

在一個社交媒體平台中，可以使用觀察者模式來實作通知系統。當用戶發佈新內容時，註冊的觀察者（如電子郵件、簡訊和應用程式內通知）會自動收到通知。這種模式使通知系統模組化且易於擴展，適合處理多種通知方式的應用情境。

6. 什麼是策略模式?

策略模式是一種行為型設計模式,它定義了一系列演算法,將每個演算法封裝起來,並使它們可以互相替換。策略模式使演算法獨立於使用它的客戶端而變化。

7. 策略模式的優點有哪些?

策略模式的優點包括：

• 消除條件語句：策略模式可以避免使用大量條件語句來選擇不同演算法。
• 易於擴展：可以輕鬆地添加新的策略,而無需修改現有程式碼。
• 符合開放/封閉原則：可以擴展軟體實體的行為,而無需修改現有程式碼。

8. 除了策略模式,還有哪些常用的設計模式?

除了策略模式外,還有許多其他常用的設計模式,例如：

• 單例模式
• 工廠模式
• 觀察者模式
• 裝飾器模式
• 適配器模式

每個設計模式都有其特定的應用場景和優缺點,開發者需根據具體情況選擇合適的模式。