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构建型设计模式.doc

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简介:
《构建型设计模式》探讨了在软件开发中用于创建复杂对象结构的设计模式。文档详细解析了几种常见的构建型模式,并提供了实际应用案例和代码示例,旨在帮助开发者更好地理解和运用这些模式来提高编程效率与代码质量。 单例模式可以用于实现网站计算器的功能;原型模式可以通过克隆一个图形对象(例如圆形和矩形)来创建新的实例;抽象工厂模式适用于手机主题的切换场景;建造者模式可用于构建复杂的儿童餐组合;而使用工厂方法模式则能有效地支持四则运算计算器的设计与实现。

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    《构建型设计模式》探讨了在软件开发中用于创建复杂对象结构的设计模式。文档详细解析了几种常见的构建型模式,并提供了实际应用案例和代码示例,旨在帮助开发者更好地理解和运用这些模式来提高编程效率与代码质量。 单例模式可以用于实现网站计算器的功能;原型模式可以通过克隆一个图形对象(例如圆形和矩形)来创建新的实例;抽象工厂模式适用于手机主题的切换场景;建造者模式可用于构建复杂的儿童餐组合;而使用工厂方法模式则能有效地支持四则运算计算器的设计与实现。
  • 之创-.md
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    本文档深入探讨了软件工程中的设计模式之一——构建者模式,专注于其在创建型模式分类下的应用和优势。通过实例解析如何使用该模式提高代码可维护性和灵活性。 构建者模式是一种创建型设计模式,它允许用户通过指定复杂对象的类型和内容来逐步创建它们。该模式分离了对象的构建过程与表示方式,使得能够以不同的形式展现同一类型的构造流程而不必改变整个制造方法。 在软件开发中,这个模型特别适用于以下情况: 1. 当需要独立于组成部分及装配步骤设计复杂的生成算法时。 2. 如果产品有多种可能的表现形态,并且这些不同表现必须通过相同的构建过程来实现的话。 模式涉及的主要角色包括: 1. 产品(Product):最终创建的复杂对象。通常,这个角色由特定类表示,在示例中是Computer类。 2. 建造者接口(Builder):定义了生成复杂对象的方法集合,并且需要被具体实施来构建这些产物。在例子中的实现为ComputerBuilder接口。 3. 具体建造者(Concrete Builder):实现了BuilderInterface,完成特定产品的构造和组装过程。示例中由LenovoComputerBuilder和MacComputerBuilder类表示。 4. 指挥者(Director):使用BuilderInterface的对象来指导构建流程的执行,并确保遵循正确的步骤去创建复杂的产品表现形式。在案例里是通过ComputerDirector类实现。 这些角色之间的协作关系可以通过其构造图示清楚地看到,其中指挥者负责协调建造者的活动以生成产品对象。 实例代码展示了如何应用这种设计模式。首先定义了需要构建的计算机(如包含CPU、RAM等核心组件以及USB端口数量和显示器键盘等可选配件)的具体类Computer。接着是抽象Builder类ComputerBuilder的规定——所有具体构造者都必须实现的方法,包括设置USB接口数、显示设备及按键布局,并最终完成产品的制造。 两个具体的建造者LenovoComputerBuilder和MacComputerBuilder继承自上述的BuilderInterface并实现了各自的构建逻辑来生产联想与苹果品牌的电脑产品。 同时,计算机指挥器类ComputerDirector通过makeComputer()方法根据传递给它的具体构造者的实例设置各种配件数量以及其它可选配置,并最终生成一个完整的计算机对象。客户端代码通过创建特定的建造者实例并将它们提供给指令者类以获得所需的产品形式;这种方式使生产逻辑与客户使用端解耦,从而简化了构建过程和产品的细节。 该模式的优点在于: - 支持逐步构造复杂的物体。 - 封装并隐藏了生成的具体步骤。 - 提供了一种控制产品创建方式的方法。 - 允许不同的表示方案的产品对象的产生。 - 增强系统的灵活性及可扩展性。 然而,其缺点包括: - 如果产品的构建过程相对简单,则使用该模式可能会增加不必要的复杂度。 - 客户端可能需要更多的时间来理解如何应用这种设计模型。
  • 23种(创、结、行为
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    本书全面介绍了面向对象设计中的23种经典设计模式,涵盖了创建型、结构型和行为型三大类,帮助读者提升软件设计的能力与灵活性。 创建型模式包括: 1. 单件模式(Singleton Pattern) 2. 抽象工厂(Abstract Factory) 3. 建造者模式(Builder) 4. 工厂方法模式(Factory Method) 5. 原型模式(Prototype) 结构型模式包含以下几种: 6. 适配器模式(Adapter Pattern) 7. 桥接模式(Bridge Pattern) 8. 装饰模式(Decorator Pattern) 9. 组合模式(Composite Pattern) 10. 外观模式(Facade Pattern) 11. 享元模式(Flyweight Pattern) 12. 代理模式(Proxy Pattern) 13. 模板方法(Template Method) 14. 命令模式(Command Pattern) 15. 迭代器模式(Iterator Pattern) 行为型设计模式有: 16. 观察者模式(Observer Pattern) 17. 解释器模式(Interpreter Pattern) 18. 中介者模式(Mediator Pattern) 19. 职责链模式(Chain of Responsibility Pattern) 20. 备忘录模式(Memento Pattern) 21. 策略模式(Strategy Pattern) 22. 访问者模式(Visitor Pattern) 23. 状态模式(State Pattern)
  • 之创-原.md
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    本文介绍了设计模式中的创建型模式之一——原型模式。通过该模式可以实现对象的复制与克隆,适用于需要频繁创建大量具有相同结构的对象场景。 原型模式是创建型设计模式的一种应用方式,用于高效地重复生成对象,并确保性能最优。这种模式通过定义一个抽象接口来实现当前对象的克隆功能。 **原型模式的基本概念:** 该模式主要涉及两个角色——抽象原型类和具体原型类。前者负责声明克隆方法,而后者则提供具体的复制逻辑以实现这个接口中的规定要求。 **应用场合分析:** 当创建复杂且成本高昂的对象时(比如需要复杂的构造过程或依赖于远程服务),使用已有的实例进行浅层或深层的副本生成可以大幅提升效率和性能。此外,在构建多个对象共享同一初始状态的情况下,预先准备一个具备该状态的原型并在此基础上复制修改是较为理想的选择。 **核心角色定义:** 1. **抽象原型(Prototype):** 这是一个所有具体实现类共同遵循的基础模板或接口,其内部包含了一个用于创建副本的方法。 2. **具体原型(Concrete Prototype):** 实现了上述基础模板中的克隆方法,并提供具体的复制逻辑。不同的具体原型可能支持不同形式的复制操作。 在面向对象设计中,通过使用UML类图可以直观展示出抽象与实现之间的关系。对于原型模式而言,通常会有一个表示接口或抽象基类的核心元素(Prototype),其内部定义了克隆方法;同时也会有若干具体的子类型继承自该核心,并且各自实现了特定的复制逻辑。 **示例代码解释:** 在提供的Java语言实例中,首先设计了一个产品原型接口ProductPrototype,其中声明了一个用于创建对象副本的方法copy。然后具体实现一个名为Product的产品类来贯彻这个接口并提供相应的克隆方法实现细节;最后,在客户端代码Client内演示了如何调用这些功能以生成新的具有相同属性的实体。 在实际开发场景中,尤其是在构建大型且复杂的面向对象系统时,原型模式能显著减少创建新实例所需的资源消耗。例如在一个在线商城应用里需要频繁处理商品分类的问题上,我们可以利用一个包含所有共享配置信息的商品类别具体原型类ProductCategory,并通过克隆方法来快速生成新的具有特定属性的类别副本。 总之,当面对对象构建成本高、复制需求频发或者存在大量初始状态需共用的情况时,采用原型模式能够有效提高程序效率和性能。
  • 桥接(结).md
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    本Markdown文档深入讲解了桥接模式,一种用于解耦接口与其实现方式的结构型设计模式。通过此模式,可以灵活地替换具体实现,提高代码复用性与扩展性。 桥接模式是一种结构型设计模式,其主要目的是将抽象与实现解耦,使它们可以独立地进行变化。在软件设计中,我们经常会遇到需要分离抽象概念和具体实现的场景,而桥接模式正好能够解决此类问题。 ### 桥接模式定义 通过提供一个作为桥梁的接口,桥接模式允许抽象部分和实现部分各自独立发展。这种模式涉及一个接口来连接实体类的功能与具体的实现类。这样一来,可以自由组合不同的抽象层次和具体实现方式,并在不修改现有代码的情况下动态替换不同组件。 ### 使用场景 1. 当需要选择性地使用多个可能的抽象或接口时。 2. 支持独立扩展抽象部分和实现部分而不相互影响。 3. 在两个维度都需要各自独立变化且互不影响的情形下,如界面元素与外观风格的变化。 4. 需要处理具有多变属性的对象,并在不改变对象结构的情况下适应这些变化。 ### 主要角色 1. **抽象部分(Abstraction)**:定义了系统高层接口并引用实现部分;通常将具体工作委托给实现类完成。 2. **扩展抽象部分(Refined Abstraction)**:继承自基础的抽象,提供额外的功能或修改原有行为。 3. **实现部分(Implementor)**:为抽象层提供的服务设定规范,并由具体实现类去执行这些操作。 4. **具体实现部分(Concrete Implementor)**:定义了如何实施特定的服务。系统中可能存在多种此类的具体实例。 ### 类图 桥接模式的类图展示了各个组件之间的关系,包括抽象和扩展抽象的部分以及实现它们的方式之间是如何关联的。 ### 示例代码说明 示例中通过Shape接口代表抽象部分,Color接口作为具体的实现方式;Circle、Square等具体形状继承自Shape并提供绘图方法。而Red、Green则是实现了Color的具体类,用于指定颜色渲染逻辑。客户端利用这些组合创建出不同外观和行为的实例。 ### 工作中的应用 在实际项目开发中,桥接模式可应用于多种场景:如图形用户界面的设计(分离窗口与装饰)、数据库访问层设计以适应不同的SQL方言、消息系统里的消息类型及传输方式等。通过这种方式可以灵活地添加或修改实现部分而不影响抽象层次的稳定性,从而提高代码质量和维护效率。
  • -结-代理.md
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    本文档深入探讨了软件设计中的代理模式,一种常用的结构型设计模式。通过使用代理,可以控制对对象的访问并添加额外的操作。 设计模式中的代理模式是一种结构型设计模式。它提供了一个对象作为另一个对象的占位符或替身,并控制对原始对象的访问。使用代理的优点包括延迟加载、远程调用以及在不改变接口的情况下增加功能等。 通过引入一个中间层(即代理),可以实现各种不同的目的,例如安全检查、事务管理或者缓存机制等功能,而无需修改客户端代码和目标类本身。这种模式使得程序更加灵活且易于维护,在实际应用中非常常见。
  • 软件
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    《软件模型构建与设计》是一本全面介绍如何创建高效、可维护软件系统的指南。书中深入探讨了各种建模技术和设计原则,帮助读者掌握从需求分析到系统实现的全过程。适合软件开发人员及计算机科学专业学生阅读。 课件包括5个PPT文件以及一本名为《Software Modeling and Design》的电子书(格式为pdf)。
  • SVAR流程.doc
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    本文档详细介绍了SVAR(结构向量自回归)模型的构建步骤和方法,包括数据准备、模型设定、参数估计及脉冲响应分析等内容。 SVAR模型制作过程文档主要介绍了结构向量自回归(SVAR)模型的构建步骤和技术细节。该文件为读者提供了详细的指导,帮助理解如何利用SVAR进行经济数据分析与预测。文中涵盖了从数据准备、模型设定到参数估计和检验等各个环节的具体操作方法,并强调了每一步骤的重要性及其在实际应用中的意义。 文档还讨论了几种常见的SVAR模型变体以及它们的适用场景,为研究者提供了丰富的参考实例。此外,作者分享了一些实用技巧来优化建模过程并避免常见错误,旨在帮助读者更高效地掌握这一复杂但强大的统计工具。
  • 之享元.md
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    本文介绍了享元(Flyweight)设计模式的概念、应用场景及其优势,通过实例讲解了如何使用享flyweight模式优化程序性能。适合对设计模式感兴趣的开发者阅读。 享元模式(Flyweight)是23种设计模式之一,属于结构型设计模式。该模式通过共享技术有效地支持大量细粒度对象的复用。其目的是为了减少创建对象的数量,以降低内存占用并提高性能。 ### 细粒度对象 享元模式主要处理的对象是有多个内部状态的细粒度对象。这些对象因体积小而创建成本较高,并且它们的状态可以被分离为共享部分和非共享部分。通过将内部状态独立出来并在不同的实例间进行共享,享元模式得以实现。 ### 使用场景 1. 大量相似对象的情况:当应用程序需要使用大量类似的对象时,例如文本编辑器中的字符对象,在这种情况下应用享元模式可以确保相同字符只创建一次并供后续复用。 2. 缓存机制:在频繁访问某个高成本计算或创建的对象的情况下,可以通过将这些对象存储到缓存中来实现。这样当再次需要使用时可以直接从缓存获取,避免重复的计算和创建操作,从而提高系统性能。 3. 连接池与资源池设计:例如数据库连接可以在多个请求间共享以减少频繁地创建及销毁连接的操作;线程也可以通过类似的机制进行管理。 ### 作用 1. 提升效率:对于那些对象生成成本较高的情况,使用缓存可以避免重复的创建过程。 2. 减少内存消耗:尽可能多地复用对象来降低系统的整体资源需求。 ### 主要角色 - Flyweight(享元接口)定义了所有具体实现类需要遵守的方法,以便外部代码可以通过它与具体的享元交互。 - ConcreteFlyweight(具体的享元对象)实现了上述的共享状态,并提供了必要的业务逻辑方法。 - FlyweightFactory(享元工厂)用于创建和管理这些飞天模式下的实例。它维护一个池来存储已存在的或者新生成的对象,以便于复用。 - UnsharedConcreteFlyweight(非共享享元对象)不需要被分享但仍然需要遵循统一的接口以处理特定业务逻辑。 ### 类图 类图展示了各种组件之间的关系:工厂创建并管理实例;而这些实例则实现了共同定义的方法来执行各自的职责。同时,它也包括了那些不参与数据共享但是依然通过相同的接口进行操作的具体对象类型。 ### 示例代码 示例中以Java语言为例介绍了如何实现享元模式: - CharFlyweight作为抽象类规定了所有字符的操作。 - Character是CharFlyweight的子类,并实现了具体的业务逻辑方法。 - CharFactory负责创建和返回实例,确保同一类型的字符不会被重复生成。 ### 实际应用 1. 缓存:在需要快速访问数据对象时使用享元模式来实现缓存机制是一个常见做法。 2. 字符串常量池:Java中的字符串是通过一个内部的字符串池进行管理以复用相同的值,这也是享元模式的一个典型例子。 3. 线程与连接资源池设计同样遵循了这种思想。 综上所述,在对象创建成本高、数量多且状态可以分离的情况下应用享元模式能够有效减少内存消耗及提高性能。它是构建高效可扩展系统的重要工具之一。
  • 之组合.md
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    本文介绍了软件设计模式中的组合模式,解释了如何使用对象来组成树形结构,并通过实例展示了该模式在实际开发中的应用。 组合模式是软件设计中的结构型设计模式之一。它的核心在于将对象组织成树状层次结构来表示部分与整体的关系,并确保客户端能够以统一的方式处理单个组件或由这些组件组成的集合。 ### 组合模式定义 该模式允许创建具有类似层级关系的系统,如文件目录、用户界面元素树等,其中每个节点可以是叶子(没有子项)或者组合容器。这种设计使得对单一对象和复合对象的操作方式一致化成为可能。 ### 使用场景 - 当程序结构呈现为层次化的树形时。 - 需要统一处理单个组件及其组成的复杂集合的情况。 ### 主要角色 1. **Component(构件)**:定义了所有元素的公共接口,包括添加或移除子项的方法(如果适用),以及递归遍历其结构的功能。 2. **Leaf(叶节点)**:代表没有子级的最简单组件。除了执行自身功能外,还可以通过继承自组合类来实现与子对象交互的操作。 3. **Composite(复合体)**:表示拥有一个或多个子元素的对象,并负责管理这些成员。 ### 类图 在典型的UML图中,会有一个抽象构件接口以及两个具体类型的实现——叶节点和复合体。其中,后者包含用于存储其直接下属的列表或其他形式的数据结构容器。 ### 示例代码 通常情况下,组合模式的应用包括定义一个共同的基础类或接口(如`FileSystemComponent`),该基础类型规定了所有组件必须遵守的方法签名;接着是具体实现这些类型的子类——例如代表文件和目录。客户端则利用这种层次化的设计来创建、操作并展示复杂的树形结构。 ### 优缺点 **优点** - 简化对单个元素及复杂组合的一致性处理。 - 容易添加新的组件类型而无需修改现有代码。 - 利用多态性和递归特性简化了编程逻辑。 - 支持灵活的层次构造,便于创建复杂的树状结构。 **缺点** - 设计更为复杂,需要更多时间去理解和实现。 - 新增或更改组件可能引起接口变化或其他类别的调整,灵活性较低。 - 可能导致不符合实际需求的层级关系出现于系统中。 ### 总结 组合模式提供了一种处理具有层次结构的数据模型的有效方法。通过将对象组织成树状形式,并以一致的方式操作这些节点及其集合,它可以简化复杂系统的实现与维护工作。不过,在设计时仍需谨慎考虑如何定义合适的类和接口来避免不必要的复杂性或过度工程化的问题。