第7章 软件设计模式解析.ppt

7.1 软件设计模式基础 7.2 设计模式的分类 7.3 创建型（Creational）设计模式 7.4 结构型（Structural）设计模式 7.5 行为型（Behavioral）设计模式 7.6 DrawCLI中设计模式的应用 7.7 本章小结 7.1 软件设计模式基础 7.1.1 什么是设计模式 模式这一概念最早出现在城市建筑领域，现在这一概念逐渐被计算机科学所采纳 。在计算机科学中，从代码重用角度讲，设计模式是一套被反复使用、多数人知晓的、经过分类编目的、代码设计经验的总结。从整体抽象的层次上讲，设计模式通常是对于某一类软件设计问题的可重用的解决方案。在软件工程中一个设计模式能解决一类设计问题。 通常，一个设计模式有四个基本要素 ： 1.模式名称（Pattern name）：主要用来描述该模式的问题、解决方案和效果。 2. 问题（Problem）：主要描述使用该设计模式必须满足的一些列先决条件。 3.解决方案（solution）：描述了一个设计的各个设计构件，以及他们之间的相互关系以及各自的职责和协作方式。 4.效果（consequences）：描述了设计模式的使用效果，以及该模式中要注意的问题。 7.1.2 设计模式的作用 设计模式是经验丰富设计者的设计思想的整理和归纳，它的作用具体体现在以下几个方面： 第一，设计模式有利于促进基于模式的开发方法。设计模式 是面向对象软件的设计的思想精髓。 第二，设计模式是一套经过证实的可复用的成功的设计和体系结构。这使得新的系统开发者更加容易理解合作者的设计思路，一定程度上解决了设计者之间的思维差异问题，使得设计者之间有了一个共同的交流平台，帮助设计者做出有利于系统复用的选择。 第三，设计模式有利于提高设计质量。对需求或开发背景相同的软件开发，基于一个统一的设计模式，将有利于设计的规范化和标准化。 7.1.3 设计模式的描述 描述设计模式有一套统一的格式，每一个设计模式根据内容分成若干个模板，每个模板具有统一的信息描述结构。主要描述结构如下表7.1所示： 7.1.4 如何使用设计模式 学习设计模式最主要的目的是为了应用，在使用设计模式时应遵循以下准则： 准则一：以充分学习和了解各个设计模式为基础。只有了解，才能运用自如。 准则二：设计模式应该相互配合，共同解决问题。 准则三：重点思考和学习模式背后的原则和策略，而不仅仅是学习和运用已有的模式，应该能创造自己的模式。 在使用设计模式的过程中，使用者可能会产生以下几个误区： 误区一：在使用设计模式时，学习者会误以为模式只能应用于软件开发的设计阶段。其实不然，在软件开发的各个阶段，包括分析、设计和实现阶段都存在模式。 误区二：在项目开发的过程中，并不是模式使用得越多就一定越好。有时候只需用模式的扩展性和重用性，而不是新的模式来解决问题。 7.2 设计模式的分类 7.2.1 GOF设计模式分类 90年代，Erich Gamma等四人，也就是通常所说的GOF（Gang of Four 四人帮）从建筑设计领域将设计模式引入到计算机科学时，根据以下两条准则对设计模式进行了分类。 第一根据目的准则，设计模式可分为创建型（Creational）、结构型（Structural）、行为型（Behavioral）三种。 第二根据范围准则，设计模式可分为类模式和对象模式，类模式处理类和子类之间的关系，这些关系通过继承建立，是静态的，在编译时刻已经确定下来了。 依据以上两种分类准则，下表7.2形象化表示出了设计模式的分类。 表7.2 设计模式的分类 7.2.2 POSA模式分类 Frank Buschmann等人编著的《Pattern-Oriented Software Architectur》是有关模式方面的又一经典著作，在此书中，作者拓展了模式的范围，根据规模和抽象层次的不同，定义了三个类别或层次的设计模式：体系结构模式（Architectural Patterns）、设计模式（Design Patterns）、惯用法模式（Idioms）。 7.3 创建型（Creational）设计模式 7.3.1 Factory Method(工厂方法)模式 名称：Factory Method 意图：定义一个用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类。Fact