中介模式的原理和实现

中介模式的英文翻译是 Mediator Design Pattern。它是这样定义的：

Mediator pattern defines a separate (mediator) object that encapsulates the interaction between a set of objects and the objects delegate their interaction to a mediator object instead of interacting with each other directly.

翻译成中文就是：中介模式定义了一个单独的（中介）对象，来封装一组对象之间的交互。将这组对象之间的交互委派给与中介对象交互，来避免对象之间的直接交互。实际上，中介模式的设计思想跟中间层很像，通过引入中介这个中间层，将一组对象之间的交互关系（或者说依赖关系）从多对多（网状关系）转换为一对多（星状关系）。原来一个对象要跟 n 个对象交互，现在只需要跟一个中介对象交互，从而最小化对象之间的交互关系，降低了代码的复杂度，提高了代码的可读性和可维护性。

这里我画了一张对象交互关系的对比图。其中，右边的交互图是利用中介模式对左边交互关系优化之后的结果，从图中我们可以很直观地看出，右边的交互关系更加清晰、简洁：

解释器模式的原理和实现

解释器模式的英文翻译是 Interpreter Design Pattern。它是这样定义的：

Interpreter pattern is used to defines a grammatical representation for a language and provides an interpreter to deal with this grammar.

翻译成中文就是：解释器模式为某个语言定义它的语法表示，并定义一个解释器用来处理这个语法。要想了解“语言”表达的信息，我们就必须定义相应的语法规则。这样，书写者就可以根据语法规则来书写“表达式”，阅读者根据语法规则来阅读“表达式”，这样才能做到信息的正确传递。而我们要讲的解释器模式，其实就是用来实现根据语法规则解读“表达式”的解释器。假设我们定义了一个新的加减乘除计算“语言”，语法规则如下：

• 运算符只包含加、减、乘、除，并且没有优先级的概念；
• 表达式中，先书写数字，后书写运算符，空格隔开；
• 按照先后顺序，取出两个数字和一个运算符计算结果，结果重新放入数字的最头部位置，循环上述过程，直到只剩下一个数字，这个数字就是表达式最终的计算结果；

看懂了上面的语法规则，我们将它用代码实现出来。代码非常简单，用户按照上面的规则书写表达式，传递给 interpret() 函数，就可以得到最终的计算结果：

命令模式的原理解读

命令模式的英文翻译是 Command Design Pattern。它是这么定义的：

The command pattern encapsulates a request as an object, thereby letting us parameterize other objects with different requests, queue or log requests, and support undoable operations.

翻译成中文就是：命令模式将请求（命令）封装为一个对象，这样可以使用不同的请求参数化其他对象（将不同请求依赖注入到其他对象），并且能够支持请求（命令）的排队执行、记录日志、撤销等（附加控制）功能。落实到编码实现，命令模式用的最核心的实现手段，是将函数封装成对象。

我们知道，C 语言支持函数指针，我们可以把函数当作变量传递来传递去。但是，在大部分编程语言中，函数没法儿作为参数传递给其他函数，也没法儿赋值给变量。借助命令模式，我们可以将函数封装成对象。具体来说就是，设计一个包含这个函数的类，实例化一个对象传来传去，这样就可以实现把函数像对象一样使用。从实现的角度来说，它类似我们之前讲过的回调。

当我们把函数封装成对象之后，对象就可以存储下来，方便控制执行。所以，命令模式的主要作用和应用场景，是用来控制命令的执行，比如，异步、延迟、排队执行命令、撤销重做命令、存储命令、给命令记录日志等等。

备忘录模式的原理与实现

备忘录模式，也叫快照（Snapshot）模式，英文翻译是 Memento Design Pattern。它是这么定义的：

Captures and externalizes an object’s internal state so that it can be restored later, all without violating encapsulation.

翻译成中文就是：在不违背封装原则的前提下，捕获一个对象的内部状态，并在该对象之外保存这个状态，以便之后恢复对象为先前的状态。在我看来，这个模式的定义主要表达了两部分内容：一部分是，存储副本以便后期恢复；另一部分是，要在不违背封装原则的前提下，进行对象的备份和恢复。接下来，我就结合一个例子来解释一下，带你搞清楚这两个问题：

• 为什么存储和恢复副本会违背封装原则？
• 备忘录模式是如何做到不违背封装原则的？

假设有这样一道面试题，希望你编写一个小程序，可以接收命令行的输入。用户输入文本时，程序将其追加存储在内存文本中；用户输入“:list”，程序在命令行中输出内存文本的内容；用户输入“:undo”，程序会撤销上一次输入的文本，也就是从内存文本中将上次输入的文本删除掉。如下所示：

1
2
3
4
5
6
7
8
9

>hello
>:list
hello
>world
>:list
helloworld
>:undo
>:list
hello

整体上来讲，这个小程序实现起来并不复杂：

带你“发明”访问者模式

假设我们从网站上爬取了很多资源文件，它们的格式有三种：PDF、PPT、WORD。我们现在要开发一个工具来处理这批资源文件。这个工具的其中一个功能是，把这些资源文件中的文本内容抽取出来放到 txt 文件中。其中，ResourceFile 是一个抽象类，包含一个抽象函数 extract2txt()。PDFFile、PPTFile、WORDFile 都继承 ResourceFile 类，并且重写了 extract2txt() 函数。在 ToolApplication 中，我们可以利用多态特性，根据对象的实际类型，来决定执行哪个方法：