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案例分析:设计模式与代码的结构特性

时间:2019-12-06 22:14:31      阅读:95      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

一、设计模式

1、定义

  “设计模式”这个术语最初并不是出现在软件设计中,而是被用于建筑领域的设计中。

  软件设计模式(Software Design Pattern),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。它描述了在软件设计过程中的一些不断重复发生的问题,以及该问题的解决方案。也就是说,它是解决特定问题的一系列套路,是前辈们的代码设计经验的总结,具有一定的普遍性,可以反复使用。

2、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

3、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,其中最关键的元素包括以下 4 个主要部分。

  • 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。它有助于我们理解和记忆该模式,也方便我们来讨论自己的设计。

  • 问题: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。

  • 解决方案: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。

  • 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。显式地列出这些效果对理解和评价这些模式有很大的帮助。

4、分类

  设计模式总体来说分为三大类:

  • 创建型模式:简单工厂模式、抽象工厂模式、单例模式、建造者模式、原型模式;
  • 结构型模式:适配器模式、装饰器模式、代理模式、外观模式、桥接模式、组合模式、享元模式;
  • 行为型模式:策略模式、模板方法模式、观察者模式、迭代子模式、责任链模式、命令模式、备忘录模式、状态模式、访问者模式、中介者模式、解释器模式。

二、案例分析

1、模式类型

  本次案例为库存管理系统,其采用了外观(Facade)模式进行设计。

  外观模式是一种通过为多个复杂的子系统提供一个一致的接口,而使这些子系统更加容易被访问的模式。该模式对外有一个统一接口,外部应用程序不用关心内部子系统的具体的细节,这样会大大降低应用程序的复杂度,提高了程序的可维护性。

2、模式结构

  外观模式包含以下主要角色:

  1. 外观(Facade)角色:为多个子系统对外提供一个共同的接口。
  2. 子系统(Sub System)角色:实现系统的部分功能,客户可以通过外观角色访问它。
  3. 客户(Client)角色:通过一个外观角色访问各个子系统的功能。

  三者的结构如下图所示:

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3、实现方式

   客户窗体对象用分割面板来实现,左边放外观角色的目录树,右边放显示所选商品库存数量的标签。

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  外观类(WySpecialty)用 JTree 组件来管理库存的名称,并定义一个事件处理方法 valueClianged(TreeSelectionEvent e),当用户从树中选择商品时,该商品的数量信息保存在标签(JLabd)对象中。

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  本实例的外观角色 WySpecialty 是 JPanel 的子类,它拥有 8 个子系统角色 Specialty1~Specialty8,它们是数据库类(ImageIcon)的子类对象,用来保存该商品的数量。

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三、总结

  外观模式(Facade Pattern)隐藏了系统的复杂性,并向客户端提供了一个客户端可以访问系统的接口。这种类型的设计模式属于结构型模式,它向现有的系统添加一个接口,来隐藏系统的复杂性。所以,它有以下主要优点:

  1. 降低了子系统与客户端之间的耦合度,使得子系统的变化不会影响调用它的客户类。
  2. 对客户屏蔽了子系统组件,减少了客户处理的对象数目,并使得子系统使用起来更加容易。
  3. 降低了大型软件系统中的编译依赖性,简化了系统在不同平台之间的移植过程,因为编译一个子系统不会影响其他的子系统,也不会影响外观对象。

  其主要缺点如下:

  1. 不能很好地限制客户使用子系统类。
  2. 增加新的子系统可能需要修改外观类或客户端的源代码,违背了“开闭原则”。

  由此,我们可以简单地总结归纳一下外观模式的适用场景

  1. 对分层结构系统构建时,使用外观模式定义子系统中每层的入口点可以简化子系统之间的依赖关系。
  2. 当一个复杂系统的子系统很多时,外观模式可以为系统设计一个简单的接口供外界访问。
  3. 当客户端与多个子系统之间存在很大的联系时,引入外观模式可将它们分离,从而提高子系统的独立性和可移植性。

 

案例分析:设计模式与代码的结构特性

原文:https://www.cnblogs.com/hmk0407/p/11997161.html

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