# 3.X 聊聊设计模式和程序设计

<em>Author: </em>ou_3840181b7c52ab34d2aa31f288fc7bc3<em> Last revised 2022/08/07</em>

## 前言

在开始讲内容之前，我觉得我得首先聊一聊到底为什么我们需要这些东西。为什么我们会需要设计模式呢？

这个问题并不可笑，也不幼稚，事实上，很多东西红极一时，最终却被历史证明是不被需要的。类似的事情太多了，可以是一种理念，比如日心说，可以是一种产品，比如软驱、RAMBUS 内存，等等。历史已经丢弃了太多不被需要的东西了。

学习本身是有成本的事情，如果在开始之前能够理解为什么要开始就更好，尽管很多时候我们做不到这件事，但也不能忘了这件事。

上个世纪 80~90 年代的时候，人们试图通过“设计模式”这一工具，抽象总结所有的软件设计方法，构建一个无敌的知识库。最终使得软件工程就像堆积木一样简单，避免软件随时间变得杂乱的熵增问题，但毫无疑问这是失败的，你永远无法抽象总结所有东西，设计模式的巅峰，可能是在 JDK 之中。在阅读 Java 自身提供的诸多 API 时，你会发现其中蕴藏了大量的设计模式，而且是赤裸裸地把使用了的设计模式写在了类名中，如“XXXListener”，很少有另一个语言也是这样的。

设计模式并没有完全成功，但也没有完全失败。他现在以一种“术语”的形式存在，帮助人们理解常见的编程范式。——这是什么意思呢？举个例子，如果你尝试和同事说明你的一个设计时，你说，它首先有两个类，一个类提供了一个通用的接口，可以被另一个类注册，另一个类则负责把所有的动作通知给已经注册的类。这种说法显然非常繁琐，对方也未必能理解你的意思。但如果你说，这里使用了监听者模式，如果你的同事碰巧学习过一些设计模式，他就能立即理解你的意思。即使他没有学习过相关知识，只要简单百度一下也能理解个大概。这是当今设计模式的一个重要作用。

另一个重要作用则是它的本源了，用于总结抽象程序设计的范式。但并不是说要你写的所有代码能用设计模式的就都用设计模式，这更多是提供给你一种选项，让你能够充分权衡。关于这部分，下文还会有说明。

目前的设计模式，主要集中在如何避免程序复杂度上。

什么是程序复杂度呢？就是说你今天写了个软件，明天给他加功能的时候发现这个程序不怎么可维护，于是直接在之前的逻辑上加了个 if，你的一个 if 通常不会有什么大问题，程序复杂性问题是日积月累的。随着大家都在不同的地方写自己的 if，整个程序最终会变得不可维护。可能一个微小的改动会导致很多地方的 if 出现不符合预期的判断，可能终有一天有一个需求无法再用 if 来实现，等等。

为了解决这个问题，设计模式使用的方法是原则，通过制定一系列的原则，并确保大家都遵守，来避免代码腐烂。

## 拿个锤子，见什么都是钉子

设计模式，或者说广义的程序设计架构的初学者，很多都会想去设计一个“完美的架构”。

当就像计算机程序设计本身是关于权衡的艺术一样，学习程序架构也不能看见什么都上架构。下面举例子具体说明。

你要设计一个小程序给自己用，这个程序的作用是定时读取一边本地硬盘上的全部文件，通过 sha256 算法生成每个文件的文件摘要，比对文件是否遭到篡改，如果遭到了篡改就报个警。

如果你没有学习过这些乱七八糟的设计模式，我想你大概会这么做：

main():

walk("/");

walk(String path):

For file : os.listfile(path):

// 检查文件摘要

For dir : os.listdir(path):

walk(dir);

但如果你很不幸，学习过一些设计模式，或者说有一些程序设计经验，你会开始考虑一下问题：

1. 我用什么语言实现？这个语言的代码文件组织有没有推荐的架构？（比如，第三方包引用了放在哪里？文件加密的 util 是放在内部还是封装成可供其他人引用的三方包？）
2. 选用什么样的依赖管理机制？
3. 编译最终产物的时候用什么工具，make 还是 maven 还是 gradle 还是 shell 还是 python？...
4. walk 能不能兼容不同平台的系统？在 win 下面能不能用？
5. 有没有什么设计模式可以用？（开始翻书）
6. 卧槽，用官方推荐的组织架构的话这个程序有点单薄啊，要不要加点功能上去
7. ...

要明白，拿着个锤子绝不能看什么都是钉子。

设计模式本身也是权衡的艺术，我们今天经常说的东西，比如 DDD，SOA，微服务，monorepo，也都是一种广义的设计模式。权衡什么呢？权衡的是：是要维持程序在发生功能变动时的可拓展性、降低程序维护复杂度，还是追求程序的快速实现。

拿上文的例子来说，如果你的所有程序都是在运行 Linux 上的，这个也只是给你自己快速检查文件完整性，之后也几乎不存在增加新的功能的可能，为什么不随便找个脚本语言快速十几行写完呢？

## 如何学习

个人认为，现在所谓的设计模式分两种，第一种是狭义的设计模式，就是各种设计模式的堆积。

此外，还有广义的设计模式，这块内容就很多了，但也是讨论如何降低代码复杂度的，包括：

1. 程序代码怎么组织（在开发 web 应用时这块经常有争议，可以参考 [https://cloud.tencent.com/developer/article/1837487](https://cloud.tencent.com/developer/article/1837487)）
2. 程序之间怎么组织（是放在一个编成个大的，还是微服务，还是用 FaaS 之类的变体）
3. 一些帮助减少程序复杂度的代码原则：[https://zhuanlan.zhihu.com/p/82324809](https://zhuanlan.zhihu.com/p/82324809)

这部分的学习不能操之过急。个人的建议是：

1. 学习一些设计模式，看完两次肯定没什么感觉，甚至会觉得看了个寂寞（可以先看看 Head first 设计模式）
2. 忘了他，去写你自己的代码，遇到复杂度诅咒了再考虑如何解决
3. 读他人的优秀代码，想一想这里他为什么要这么写，换成是你的话会怎么写，各自有什么利弊
4. 重复 1