《軟件設(shè)計(jì)模式入門》課件

軟件設(shè)計(jì)模式入門,aclicktounlimitedpossibilitesYOURLOGO匯報(bào)人：目錄CONTENTS01單擊輸入目錄標(biāo)題02軟件設(shè)計(jì)模式概述03常見的設(shè)計(jì)模式04設(shè)計(jì)模式的實(shí)現(xiàn)05設(shè)計(jì)模式的應(yīng)用場(chǎng)景06設(shè)計(jì)模式的優(yōu)缺點(diǎn)添加章節(jié)標(biāo)題PART01軟件設(shè)計(jì)模式概述PART02軟件設(shè)計(jì)模式的定義軟件設(shè)計(jì)模式是軟件開發(fā)中常用的一種設(shè)計(jì)方法，用于解決特定問題。軟件設(shè)計(jì)模式是一種通用的解決方案，可以應(yīng)用于不同的軟件開發(fā)場(chǎng)景。軟件設(shè)計(jì)模式可以提高軟件開發(fā)的效率和質(zhì)量，降低開發(fā)成本。軟件設(shè)計(jì)模式可以分為創(chuàng)建型、結(jié)構(gòu)型和行為型三種類型。軟件設(shè)計(jì)模式的意義提高軟件開發(fā)效率提高軟件質(zhì)量降低維護(hù)成本提高軟件可擴(kuò)展性提高軟件可重用性提高軟件可維護(hù)性軟件設(shè)計(jì)模式的分類架構(gòu)型模式：用于描述整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，如MVC模式、分層模式等行為型模式：用于描述對(duì)象之間的交互，如觀察者模式、命令模式等并發(fā)型模式：用于處理并發(fā)問題，如生產(chǎn)者-消費(fèi)者模式、讀者-寫者模式等創(chuàng)建型模式：用于創(chuàng)建對(duì)象，如工廠方法模式、抽象工廠模式等結(jié)構(gòu)型模式：用于組織類和對(duì)象，如適配器模式、裝飾器模式等常見的設(shè)計(jì)模式PART03單例模式定義：確保一個(gè)類只有一個(gè)實(shí)例，并提供一個(gè)全局訪問點(diǎn)實(shí)現(xiàn)方式：懶漢式、餓漢式、雙重檢查鎖等優(yōu)點(diǎn)：減少內(nèi)存占用，提高性能，便于管理資源應(yīng)用場(chǎng)景：需要全局訪問一個(gè)對(duì)象，如日志記錄器、配置管理器等工廠模式概念：工廠模式是一種創(chuàng)建型設(shè)計(jì)模式，用于創(chuàng)建對(duì)象時(shí)，將創(chuàng)建對(duì)象的過程封裝在一個(gè)工廠類中，使客戶端無(wú)需關(guān)心對(duì)象的創(chuàng)建過程。特點(diǎn)：工廠模式具有封裝性、可擴(kuò)展性、可維護(hù)性等特點(diǎn)。應(yīng)用場(chǎng)景：工廠模式適用于創(chuàng)建對(duì)象時(shí)，需要根據(jù)不同的參數(shù)創(chuàng)建不同的對(duì)象，或者需要?jiǎng)?chuàng)建多個(gè)具有相同接口的對(duì)象時(shí)。實(shí)現(xiàn)方式：工廠模式可以通過實(shí)現(xiàn)一個(gè)工廠類，在該類中定義創(chuàng)建對(duì)象的方法，客戶端通過調(diào)用工廠類的方法創(chuàng)建對(duì)象。觀察者模式定義：觀察者模式是一種行為設(shè)計(jì)模式，它定義了一種一對(duì)多的依賴關(guān)系，讓多個(gè)觀察者對(duì)象同時(shí)監(jiān)聽一個(gè)主題對(duì)象。添加標(biāo)題應(yīng)用場(chǎng)景：當(dāng)需要實(shí)現(xiàn)一對(duì)多關(guān)系，一個(gè)對(duì)象的狀態(tài)改變需要通知其他對(duì)象時(shí)，可以使用觀察者模式。添加標(biāo)題主要角色：主題（Subject）和觀察者（Observer）。主題負(fù)責(zé)維護(hù)觀察者列表，并通知觀察者；觀察者接收主題的通知，并做出相應(yīng)的反應(yīng)。添加標(biāo)題實(shí)現(xiàn)方式：可以通過實(shí)現(xiàn)接口或繼承抽象類來實(shí)現(xiàn)觀察者模式。添加標(biāo)題裝飾器模式概念：在不改變?cè)袑?duì)象的基礎(chǔ)上，動(dòng)態(tài)地給對(duì)象添加新的功能應(yīng)用場(chǎng)景：需要?jiǎng)討B(tài)地給對(duì)象添加新的功能，而又不想改變?cè)袑?duì)象的結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：可以靈活地給對(duì)象添加新的功能，而不需要修改原有對(duì)象的代碼缺點(diǎn)：可能會(huì)導(dǎo)致類的數(shù)量過多，增加系統(tǒng)的復(fù)雜性適配器模式優(yōu)點(diǎn)：提高代碼的可重用性，降低耦合度概念：將一個(gè)類的接口轉(zhuǎn)換成客戶希望的另一個(gè)接口應(yīng)用場(chǎng)景：當(dāng)需要使現(xiàn)有接口與新的接口兼容時(shí)缺點(diǎn)：可能會(huì)增加系統(tǒng)的復(fù)雜性，不易維護(hù)設(shè)計(jì)模式的實(shí)現(xiàn)PART04設(shè)計(jì)模式的實(shí)現(xiàn)方式抽象工廠模式：提供一個(gè)創(chuàng)建一系列相關(guān)或相互依賴對(duì)象的接口，而無(wú)需指定它們具體的類。工廠方法模式：定義一個(gè)用于創(chuàng)建對(duì)象的接口，讓子類決定實(shí)例化哪一個(gè)類。單例模式：確保一個(gè)類只有一個(gè)實(shí)例，并提供一個(gè)全局訪問點(diǎn)。建造者模式：將一個(gè)復(fù)雜對(duì)象的構(gòu)建與它的表示分離，使得同樣的構(gòu)建過程可以創(chuàng)建不同的表示。原型模式：用原型實(shí)例指定創(chuàng)建對(duì)象的種類，并通過拷貝這些原型創(chuàng)建新的對(duì)象。適配器模式：將一個(gè)類的接口轉(zhuǎn)換成客戶希望的另外一個(gè)接口。橋接模式：將抽象部分與它的實(shí)現(xiàn)部分分離，使它們都可以獨(dú)立地變化。組合模式：將對(duì)象組合成樹形結(jié)構(gòu)以表示“部分-整體”的層次結(jié)構(gòu)，使得客戶以一致的方式處理單個(gè)對(duì)象以及對(duì)象的組合。裝飾器模式：動(dòng)態(tài)地給一個(gè)對(duì)象添加一些額外的職責(zé)。外觀模式：為子系統(tǒng)中的一組接口提供一個(gè)一致的界面，簡(jiǎn)化了子系統(tǒng)的使用。享元模式：通過共享技術(shù)有效地支持大量細(xì)粒度的對(duì)象。代理模式：為其他對(duì)象提供一種代理以控制對(duì)這個(gè)對(duì)象的訪問。設(shè)計(jì)模式的實(shí)現(xiàn)步驟確定問題：明確需要解決的問題和需求選擇模式：根據(jù)問題選擇合適的設(shè)計(jì)模式設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)：根據(jù)設(shè)計(jì)模式進(jìn)行代碼實(shí)現(xiàn)測(cè)試驗(yàn)證：對(duì)實(shí)現(xiàn)進(jìn)行測(cè)試和驗(yàn)證，確保其滿足需求優(yōu)化改進(jìn)：根據(jù)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，提高代碼質(zhì)量和性能維護(hù)更新：根據(jù)需求變化和軟件升級(jí)進(jìn)行維護(hù)和更新，保持設(shè)計(jì)模式的有效性和適用性設(shè)計(jì)模式的實(shí)現(xiàn)案例工廠模式：在創(chuàng)建對(duì)象時(shí)，使用工廠方法代替new操作符，實(shí)現(xiàn)對(duì)象的創(chuàng)建和初始化分離單例模式：確保一個(gè)類只有一個(gè)實(shí)例，并提供一個(gè)全局訪問點(diǎn)觀察者模式：定義對(duì)象之間的一對(duì)多依賴關(guān)系，當(dāng)一個(gè)對(duì)象狀態(tài)改變時(shí)，所有依賴它的對(duì)象都會(huì)收到通知并自動(dòng)更新策略模式：定義一系列算法，將每個(gè)算法封裝起來，并讓它們可以相互替換裝飾器模式：動(dòng)態(tài)地給一個(gè)對(duì)象添加新的功能，而不改變其結(jié)構(gòu)適配器模式：將一個(gè)類的接口轉(zhuǎn)換成客戶希望的另一個(gè)接口，使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的那些類可以一起工作設(shè)計(jì)模式的應(yīng)用場(chǎng)景PART05單例模式的應(yīng)用場(chǎng)景資源共享：如數(shù)據(jù)庫(kù)連接、文件操作等，需要全局共享資源性能優(yōu)化：如緩存、線程池等，需要提高系統(tǒng)性能保證唯一性：如全局唯一ID生成器、唯一序列號(hào)等，需要保證唯一性控制訪問：如日志記錄、配置管理等，需要控制訪問權(quán)限工廠模式的應(yīng)用場(chǎng)景創(chuàng)建對(duì)象時(shí)，需要根據(jù)不同的條件創(chuàng)建不同的對(duì)象需要?jiǎng)?chuàng)建多個(gè)相似對(duì)象，但每個(gè)對(duì)象都有不同的屬性或行為需要在運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)地決定創(chuàng)建哪個(gè)對(duì)象需要將對(duì)象的創(chuàng)建和使用分離，以便于維護(hù)和擴(kuò)展觀察者模式的應(yīng)用場(chǎng)景實(shí)時(shí)更新：當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)生變化時(shí)，需要實(shí)時(shí)更新界面或通知用戶異步處理：當(dāng)需要異步處理任務(wù)時(shí)，可以使用觀察者模式事件驅(qū)動(dòng)：當(dāng)需要處理事件驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，可以使用觀察者模式跨平臺(tái)：當(dāng)需要跨平臺(tái)開發(fā)時(shí)，可以使用觀察者模式裝飾器模式的應(yīng)用場(chǎng)景動(dòng)態(tài)地改變對(duì)象的行為，而不改變其接口動(dòng)態(tài)地實(shí)現(xiàn)對(duì)象的代理，實(shí)現(xiàn)功能的增強(qiáng)和擴(kuò)展動(dòng)態(tài)地為對(duì)象添加新的功能，而不改變其結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)地組合多個(gè)功能，實(shí)現(xiàn)功能的靈活組合適配器模式的應(yīng)用場(chǎng)景當(dāng)需要將一個(gè)類的接口轉(zhuǎn)換成另一個(gè)接口時(shí)當(dāng)需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)可重用的類，該類能夠?qū)⒉煌惖慕涌谶m配成用戶希望的接口時(shí)當(dāng)需要擴(kuò)展一個(gè)類的功能，但又不想修改其源代碼時(shí)當(dāng)需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)可重用的類，該類能夠?qū)⒉煌惖慕涌谶m配成用戶希望的接口時(shí)設(shè)計(jì)模式的優(yōu)缺點(diǎn)PART06單例模式的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：a.保證只有一個(gè)實(shí)例對(duì)象b.提供全局訪問點(diǎn)c.避免重復(fù)創(chuàng)建對(duì)象a.保證只有一個(gè)實(shí)例對(duì)象b.提供全局訪問點(diǎn)c.避免重復(fù)創(chuàng)建對(duì)象缺點(diǎn)：a.違反單一職責(zé)原則b.難以測(cè)試c.濫用可能導(dǎo)致內(nèi)存泄漏d.線程安全問題a.違反單一職責(zé)原則b.難以測(cè)試c.濫用可能導(dǎo)致內(nèi)存泄漏d.線程安全問題工廠模式的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：a.封裝了創(chuàng)建對(duì)象的過程，降低了系統(tǒng)的耦合度b.可以實(shí)現(xiàn)對(duì)象的延遲加載，提高系統(tǒng)的性能c.可以實(shí)現(xiàn)對(duì)象的復(fù)用，減少對(duì)象的創(chuàng)建和銷毀a.封裝了創(chuàng)建對(duì)象的過程，降低了系統(tǒng)的耦合度b.可以實(shí)現(xiàn)對(duì)象的延遲加載，提高系統(tǒng)的性能c.可以實(shí)現(xiàn)對(duì)象的復(fù)用，減少對(duì)象的創(chuàng)建和銷毀缺點(diǎn)：a.增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性，需要額外的工廠類b.增加了系統(tǒng)的維護(hù)成本，需要維護(hù)工廠類和產(chǎn)品類c.不適合創(chuàng)建頻繁的對(duì)象，因?yàn)槊看蝿?chuàng)建都需要調(diào)用工廠方法a.增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性，需要額外的工廠類b.增加了系統(tǒng)的維護(hù)成本，需要維護(hù)工廠類和產(chǎn)品類c.不適合創(chuàng)建頻繁的對(duì)象，因?yàn)槊看蝿?chuàng)建都需要調(diào)用工廠方法觀察者模式的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：a.降低耦合度：觀察者和被觀察者之間是松耦合的，可以獨(dú)立地改變和復(fù)用。b.支持廣播通信：觀察者模式支持一對(duì)多的通信，可以方便地實(shí)現(xiàn)廣播通信。c.易于擴(kuò)展：觀察者模式易于擴(kuò)展，可以方便地添加新的觀察者和被觀察者。a.降低耦合度：觀察者和被觀察者之間是松耦合的，可以獨(dú)立地改變和復(fù)用。b.支持廣播通信：觀察者模式支持一對(duì)多的通信，可以方便地實(shí)現(xiàn)廣播通信。c.易于擴(kuò)展：觀察者模式易于擴(kuò)展，可以方便地添加新的觀察者和被觀察者。缺點(diǎn)：a.性能問題：如果觀察者數(shù)量過多，可能會(huì)導(dǎo)致性能問題。b.依賴關(guān)系：觀察者模式可能導(dǎo)致觀察者和被觀察者之間的依賴關(guān)系過于復(fù)雜。c.難以維護(hù)：觀察者模式可能導(dǎo)致代碼難以維護(hù)，特別是當(dāng)觀察者和被觀察者之間存在復(fù)雜的依賴關(guān)系時(shí)。a.性能問題：如果觀察者數(shù)量過多，可能會(huì)導(dǎo)致性能問題。b.依賴關(guān)系：觀察者模式可能導(dǎo)致觀察者和被觀察者之間的依賴關(guān)系過于復(fù)雜。c.難以維護(hù)：觀察者模式可能導(dǎo)致代碼難以維護(hù)，特別是當(dāng)觀察者和被觀察者之間存在復(fù)雜的依賴關(guān)系時(shí)。裝飾器模式的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：-易于擴(kuò)展：可以動(dòng)態(tài)地添加或刪除裝飾器，無(wú)需修改原有代碼-易于維護(hù)：裝飾器模式將裝飾功能與業(yè)務(wù)功能分離，降低了代碼的耦合度-易于復(fù)用：裝飾器模式可以復(fù)用已有的裝飾器，提高代碼的復(fù)用性-易于擴(kuò)展：可以動(dòng)態(tài)地添加或刪除裝飾器，無(wú)需修改原有代碼-易于維護(hù)：裝飾器模式將裝飾功能與業(yè)務(wù)功能分離，降低了代碼的耦合度-易于復(fù)用：裝飾器模式可以復(fù)用已有的裝飾器，提高代碼的復(fù)用性缺點(diǎn)：-復(fù)雜性：裝飾器模式可能會(huì)導(dǎo)致代碼結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，難以理解-性能影響：裝飾器模式可能會(huì)對(duì)性能產(chǎn)生一定的影響，因?yàn)樾枰~外的對(duì)象創(chuàng)建和調(diào)用-過度裝飾：裝飾器模式可能會(huì)導(dǎo)致過度裝飾，使得代碼變得臃腫，難以維護(hù)-復(fù)雜性：裝飾器模式可能會(huì)導(dǎo)致代碼結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，難以理解-性能影響：裝飾器模式可能會(huì)對(duì)性能產(chǎn)生一定的影響，因?yàn)樾枰~外的對(duì)象創(chuàng)建和調(diào)用-過度裝飾：裝飾器模式可能會(huì)導(dǎo)致過度裝飾，使得代碼變得臃腫，難以維護(hù)適配器模式的優(yōu)缺