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软件设计模式的概念与意义

来源:未知 编辑:木木发表时间:2020-05-22 03:40

对于大多数的软件开发程序员来说,软件设计模式是我们在学习软件开发设计技术的时候需要重点掌握的设计知识之一,而今天我们就一起来了解一下,软件设计模式的概念与意义。

软件设计模式的概念与意义

一、软件设计模式的概念与意义

1.软件设计模式的概念

软件设计模式(SoftwareDesignPattern),又称设计模式,是指在软件开发中,经过验证的,用于解决在特定环境下、重复出现的、特定问题的解决方案。

2.学习设计模式的意义

设计模式的本质是面向对象设计原则的实际运用,是对类的封装性、继承性和多态性以及类的关联关系和组合关系的充分理解。正确使用设计模式具有以下优点。

可以提高程序员的思维能力、编程能力和设计能力。

使程序设计更加标准化、代码编制更加工程化,使软件开发效率大大提高,从而缩短软件的开发周期。

使设计的代码可重用性高、可读性强、可靠性高、灵活性好、可维护性强。

二、软件设计模式的基本要素

软件设计模式使人们可以更加简单方便地复用成功的设计和体系结构,它通常包含以下几个基本要素:模式名称、别名、动机、问题、解决方案、效果、结构、模式角色、合作关系、实现方法、适用性、已知应用、例程、模式扩展和相关模式等,其中关键的元素包括以下4个主要部分。

1.模式名称

每一个模式都有自己的名字,通常用一两个词来描述,可以根据模式的问题、特点、解决方案、功能和效果来命名。

2.问题

问题(Problem)描述了该模式的应用环境,即何时使用该模式。它解释了设计问题和问题存在的前因后果,以及必须满足的一系列先决条件。

3.解决方案

模式问题的解决方案(Solution)包括设计的组成成分、它们之间的相互关系及各自的职责和协作方式。因为模式就像一个模板,可应用于多种不同场合,所以解决方案并不描述一个特定而具体的设计或实现,而是提供设计问题的抽象描述和怎样用一个具有一般意义的元素组合(类或对象的组合)来解决这个问题。

4.效果

描述了模式的应用效果以及使用该模式应该权衡的问题,即模式的优缺点。主要是对时间和空间的衡量,以及该模式对系统的灵活性、扩充性、可移植性的影响,也考虑其实现问题。

三、GoF的23种设计模式的分类和功能

1.根据目的来分

根据模式是用来完成什么工作来划分,这种方式可分为创建型模式结构型模行为型模式

创建型模式:用于描述“怎样创建对象”,它的主要特点是“将对象的创建与使用分离”。GoF中提供了单例、原型、工厂方法、抽象工厂、建造者等5种创建型模式。

结构型模式:用于描述如何将类或对象按某种布局组成更大的结构,GoF中提供了代理、适配器、桥接、装饰、外观、享元、组合等7种结构型模式。

行为型模式:用于描述类或对象之间怎样相互协作共同完成单个对象都无法单独完成的任务,以及怎样分配职责。GoF中提供了模板方法、策略、命令、职责链、状态、观察者、中介者、迭代器、访问者、备忘录、解释器等11种行为型模式。

2.根据作用范围来分

根据模式是主要用于类上还是主要用于对象上来分,这种方式可分为类模式和对象模式

类模式:用于处理类与子类之间的关系,这些关系通过继承来建立,是静态的,在编译时刻便确定下来了。GoF中的工厂方法、(类)适配器、模板方法、解释器属于该模式。

对象模式:用于处理对象之间的关系,这些关系可以通过组合或聚合来实现,在运行时刻是可以变化的,更具动态性。GoF中除了以上4种,其他的都是对象模式。

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