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软件工程教学课件：设计模式基础教程

课程简介：为何学习设计模式？提高代码可读性设计模式使代码更加结构化、易于理解，提高代码的可维护性，方便团队协作开发。增强代码可扩展性设计模式提供灵活的结构，可方便地扩展新功能，满足日益增长的需求变化。降低代码维护成本

设计模式的定义与目的定义设计模式是软件开发中反复出现的、经过验证的最佳实践，它提供了一套可复用的解决方案，用于解决特定类型的软件设计问题。目的

设计模式的历史与发展11970s面向对象编程的兴起，开始出现一些设计模式。21980sGangofFour（GoF）出版了《设计模式》一书，标志着设计模式的系统化发展。31990s设计模式开始广泛应用于软件开发实践，成为软件开发领域的重要组成部分。42000s至今

设计模式的分类创建型关注对象的创建过程，例如单例模式、工厂模式、抽象工厂模式等。1结构型关注类和对象的组合方式，例如适配器模式、桥接模式、装饰器模式等。2行为型关注对象之间如何交互和分配职责，例如责任链模式、命令模式、观察者模式等。

创建型模式：概述单例模式确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。工厂模式定义一个创建对象的接口，让子类决定实例化哪个类，将创建对象的职责委托给工厂类。抽象工厂模式提供一个创建一系列相关或依赖对象的接口，无需指定具体类。建造者模式将一个复杂对象的构建与它的表示分离，允许使用相同的构建过程创建不同的表示。原型模式使用原型实例指定创建对象的种类，通过复制原型来创建新对象。

单例模式：介绍与实现定义单例模式确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点，用于访问该实例。实现classSingleton:_instance=Nonedef__new__(cls):ifcls._instanceisNone:cls._instance=super(Singleton,cls).__new__(cls)returncls._instance

单例模式：应用场景数据库连接池确保所有连接共享同一个连接池。配置管理器确保应用程序只有一个配置实例。日志记录器确保所有日志记录操作使用同一个日志记录器。

工厂模式：介绍与实现定义工厂模式定义一个创建对象的接口，让子类决定实例化哪个类，将创建对象的职责委托给工厂类。实现classShapeFactory:defgetShape(self,shapeType):ifshapeType==CIRCLE:returnCircle()elifshapeType==RECTANGLE:returnRectangle()else:returnNone

工厂模式：应用场景用户界面元素根据用户选择创建不同的界面元素，例如按钮、文本框、下拉菜单。数据库连接根据数据库类型创建不同的数据库连接。网络连接根据网络协议创建不同的网络连接。

抽象工厂模式：介绍与实现定义抽象工厂模式提供一个创建一系列相关或依赖对象的接口，无需指定具体类。实现classAbstractFactory:defcreateShape(self):passdefcreateColor(self):passclassShapeFactory(AbstractFactory):defcreateShape(self):returnCircle()defcreateColor(self):returnRedColor()

抽象工厂模式：应用场景不同平台的用户界面为不同操作系统或平台创建不同的用户界面元素。不同数据库系统为不同的数据库系统提供数据访问接口。不同网络协议为不同的网络协议提供数据传输服务。

建造者模式：介绍与实现定义建造者模式将一个复杂对象的构建与它的表示分离，允许使用相同的构建过程创建不同的表示。实现classBuilder:defreset(self):passdefsetPartA(self):passdefsetPartB(self):passdefgetProduct(self):pass

建造者模式：应用场景文档生成根据不同的格式要求生成不同的文档，例如PDF、Word、HTML。软件配置根据不同的环境配置创建不同的软件配置。网络请求根据不同的请求类型创建不同的网络请求。

原型模式：介绍与实现定义原