1.设计模式

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1.什么是设计模式

设计模式已经经历了很长一段时间的发展，它们提供了软件开发过程中面临的一般问题的最佳解决方案。学习这些模式有助于经验不足的开发人员通过一种简单快捷的方式来学习软件设计。

根据设计模式的参考书 Design Patterns - Elements of Reusable Object-Oriented Software（中文译名：设计模式 - 可复用的面向对象软件元素） 中所提到的，总共有 23 种设计模式(后面章节会记录所有模式如何实现)。

这些模式可以分为三大类：创建型模式（Creational Patterns）、结构型模式（Structural Patterns）、行为型模式（Behavioral Patterns）。

序号模式 & 描述包括
1

创建型模式
这些设计模式提供了一种在创建对象的同时隐藏创建逻辑的方式，

而不是使用 new 运算符直接实例化对象。这使得程序在判断针对某个给定实例需要创建哪些对象时更加灵活。
  • 工厂模式（Factory Pattern）
  • 抽象工厂模式（Abstract Factory Pattern）
  • 单例模式（Singleton Pattern）
  • 建造者模式（Builder Pattern）
  • 原型模式（Prototype Pattern）
2

结构型模式
这些设计模式关注类和对象的组合。

继承的概念被用来组合接口和定义组合对象获得新功能的方式。
  • 适配器模式（Adapter Pattern）
  • 桥接模式（Bridge Pattern）
  • 过滤器模式（Filter、Criteria Pattern）
  • 组合模式（Composite Pattern）
  • 装饰器模式（Decorator Pattern）
  • 外观模式（Facade Pattern）
  • 享元模式（Flyweight Pattern）
  • 代理模式（Proxy Pattern）
3 行为型模式
这些设计模式特别关注对象之间的通信。
  • 责任链模式（Chain of Responsibility Pattern）
  • 命令模式（Command Pattern）
  • 解释器模式（Interpreter Pattern）
  • 迭代器模式（Iterator Pattern）
  • 中介者模式（Mediator Pattern）
  • 备忘录模式（Memento Pattern）
  • 观察者模式（Observer Pattern）
  • 状态模式（State Pattern）
  • 空对象模式（Null Object Pattern）
  • 策略模式（Strategy Pattern）
  • 模板模式（Template Pattern）
  • 访问者模式（Visitor Pattern）

 

2.设计模式的作用

  • 1）重用设计和代码 重用设计比重用代码更有意义，自动带来代码重用
  • 2）提高扩展性 大量使用面向接口编程，预留扩展插槽，新的功能或特性很容易加入到系统中来
  • 3）提高灵活性 通过组合提高灵活性，可允许代码修改平稳发生，对一处修改不会波及到其他模块
  • 4） 提高开发效率 正确使用设计模式，可以节省大量的时间

 

3.三大面向对象机制

  • 封装,隐藏内部实现
  • 继承,复用现有代码
  • 多态,改写对象行为

而设计模式就是使用这三大面向对象机制,如何设计出项目中最佳的解决方案.

 

4.使用C语言常用的分解方式实现一个Qt画板

  • 分解: 将大问题分解成多个小问题.每个类表示一个模块,分开处理

如下图所示:

假如客户需求,让我们在这个绘画板项目中添加一个绘制椭圆图形的功能,那么我们需要改动:

  • 1.添加一个ellipse类
  • 2.在PainterWindow类中添加一个list3成员,用来存储要绘制的椭圆类的表.
  • 3.修改mouseUp()函数,判断如果绘制的是椭圆类,则往list3中添加椭圆图形.
  • 4.修改paintEvent()函数,添加椭圆的绘制操作

 

5.使用多台方式实现一个Qt画板

  • 多态: 把不同的子类对象都当作父类来看，可以屏蔽不同子类对象之间的差异，写出通用的代码，做出通用的编程，以适应需求的不断变化。

如下图所示:

 

假如客户需求,让我们在这个绘画板项目中添加一个绘制椭圆图形的功能,那么我们只需要改动两处:

  • 1.子类化一个ellipse类,继承于Shape接口
  • 2.修改mouseUp()函数,判断如果绘制的是椭圆类,则往list中添加椭圆图形.

 

后面我们如果学了工厂模式的话,就可以将mouseUp()的逻辑相关交给一个工厂类进行处理.从而让PainterWindow类更加稳定,只需操作Shape抽象类.

  • 注意: 这里我们之所以使用指针,就是为了实现多态效果,但是在使用指针的时候,切记记住不需要的时候,一定要进行内存释放

 

总结

  通过分解和多态之间的对比,可以看出,使用多态可以减少代码修改量,减少耦合度,面向对象的方式更强调各个类的“责任”, 由于需求变化导致的新增类型不应该影响原来类型的实现(所谓各负其责)

未完待续,下章学习 2.设计模式-七大原则(C++)

 

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