软件构造之面向可复用性和可维护性的设计模式

对应课程第11课,面向可复用性和可维护性的设计模式

这节课主要介绍了三种类型的设计模式

1.Creational patterns 创建型模式:焦距于对象创建的过程。

2.Structural patterns 结构型模式:侧重处理类与对象之间的构成关系。

3.Behavioral patterns 行为类模式:描述了对类与对象的交互方式。



一.创造型模式

工厂方法模式 factory method pattern

适用时机:当client不知道要创建哪个具体类的实例,或者不想在client代码中指明要具体创建的实例时,用工厂方法。

思路:定义一个用于创建对象的接口,让其子类来决定实例化哪一个类,从而使一个类的实例化延迟到其子类。

优点:

①对于client而言,不需要把特定于应用程序的类写到代码,只需要处理接口相关的。也就是,只需要关注接口,只需要知道对应类的名字就可以。

②扩展性很高,添加一个类只需要扩展工厂类。

缺点:

①对client而言,必须要对creator进行子类化。不然用不到真正的产品类。

②每次增加商品,都要增加一个具体类和对象实现的工厂内容,增加了复杂性,系统依赖性。


工厂方法模式

简单说,可以分几步,

1.写个creator的interface。

2.写若干个implement了creator的实体类。

3.写个工厂factory类,这个工厂类的方法需要有一个传递了string的参数,并且能够返回一个产品类实例,这个string里面写具体的类名。然后该方法多个if来选择不同的产品类进行输出。

4.这样用户就可以用了。

二.结构型模式 重点

适配器模式 Adapter Pattern

适用时机:如果client想要把现有的接口修改成自己想要的那样。通过增加一个接口,将已存在的子类封装起来,client面向接口编程,从而隐藏了具体子类。

优点:可以把没有关联的类放在一起用,增加复用性。

缺点:非常容易混乱。


适配器模式

分以下几个步骤,

1.原先是有具体类的,比如LegacyRectangle。

2.然后创建一个interface接口shape适配器,然后对这个接口声明一个真正的适配器类,这个适配器类要写一个方法,它能够满足用户需求去指向任何一个子类,比如LegacyRectangle。

3.然后客户就可以用了。

装饰器模式 Decorator

适用时机:如果有很多个特性需要组合实现到不同的类上,这样组合实现太麻烦太多了。

思路:利用委托,构造装饰器,每次都可以给前一个类增加新特性。

优点:特性之间组合方便,不会相互耦合。替代继承,容易动态扩展。

缺点:容易编写复杂。


装饰器模式

步骤如下,

1.先写一个总的接口stack

2.对这个接口实现,可以写若干个实体类,比如ArrayStack

3.然后写抽象装饰类,需要abstract,然后在里面直接声明一个protected的接口field,在这里就是stack,并且还要implements这个接口,这里就是stack。写一个构造函数,构造函数的参数直接就是直接对应到这个filed。补充完接口方法。

4.完了就要写实体的装饰类,这个装饰类需要extend刚才的抽象装饰类,并且要implements步骤1的接口,在这个装饰类里面增加新特性,或者override对应的方法。

5.就可以用了,效果像穿衣服一样。

三.行为类模式 Behavioral patterns

策略模式 Strategy

适用时机:有多种不同的算法来实现同一个任务,但需要client根据需要动态切换算法,而不是写死在代码里

思路:为不同的实现算法构造抽象接口,利用delegation,运行时动态传入client倾向的算法类实例


策略模式

编写步骤如下,

1.先写一个接口,strategy

2.创建若干个接口的实体类,用implements的来对应这个接口。每个实体的方法内容相同,代表不同的策略。

3.创建context类,这个类中用了一个private的strategy属性,直接传递一个strategy作为参数进去,并且调用对应的一个方法。

4.在使用context的时候,要把2中具体的类作为参数传递进去,这样他就能自动调用对应的东西了。

模板模式 Template Method

适用时机:有多个步骤,做事情的步骤一样,但具体方法不同

思路:为不同的实现算法构造抽象接口,利用delegation,运行时动态传入client倾向的算法类实例


模板模式

1.首先一定要创建一个抽象的模板方法类,要用abstract。在里面有若干个使用的抽象方法,比如abstract void step1(),abstract void step2(),abstract void step3(),然后还要写一个模板方法,一定要final,比如public final go(),在这个方法里面需要依次调用刚刚的这些step

2.然后创建并且扩展上述类,写若干实体类。每个抽象子方法部分都要override

3.之后就可以使用了。

迭代器模式 Iterator Pattern

适用时机:客户端希望遍历被放入容器/集合类的一组ADT对象,无需关心容器的具体类型

– 也就是说,不管对象被放进哪里,都应该提供同样的遍历方式

思路:写迭代器就可以


迭代器模式

1.先写迭代器接口,一般里面有public返回Boolean的hasnext还有返回object的next,还有些容器接口,能返回一个迭代器的getiterator

2.在具体的方法实现以上两个接口就可以了。

迭代器模式 Iterator Pattern

访问者模式 Visitor Pattern

适用时机:想把数据结构和数据操作分离的时候

思路:对特定类型的object的特定操作(visit),在运行时将二者动态绑定到一起,该操作可以灵活更改,无需更改被visit的类


访问者模式

1.先写一个表示元素的抽象类。这个抽象类需要有public的accept方法。

2.然后对这个抽象类写若干个实体类,用implements。并且这之中要写一个总体的类,也就是总体的数据结构。

3.写一个访问者接口,需要有多个visit方法,每个visit方法传入的参数不一样,对应步骤2中的实体类。

4.对3写一个实体类,override好以上所有的visit。

5.最后就可以使用了,.accept后面加new +visitor即可,客户写的时候主要是写visitor

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