李建忠
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上海祝成科技高级培训讲师
模式分类
动机（Motivation）
意图（Intent）
结构（Structure）
单线程Singleton 模式实现
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单线程Singleton模式的几个要点
多线程Singleton 模式实现
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使用.NET类型初始化机制
实现多线程Singleton 模式
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Singleton模式扩展
.NET框架中的Singleton应用
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推荐参考书
面向对象与设计模式的关系 自从GOF出了那本《设计模式》之后，再这四五年中，设计模式一词已经成了架构设计的代言，随后阎宏博士在中国道家思想与《建筑永恒之道》的基础之上，使用中国四大名著中的故事，为我们谱写了一本《Java与模式》，王永刚与王永武与为我们送来了一本《道法自然》更加为初学设计模式的朋友们带来了福音。 设计模式是在面向对象的基础之上，对软件的架构进行合理的组合，按照一定的原则“依赖倒置、李式代换、帝米特法则”使软件架构达到一种松散耦合、以求得对变化的适用。 所以设计模式的前提就是面向对象，其利用接口对模块进行隔离（门面模式、桥梁模式），利用多态对变化进行封装（策略模式、状态模式、装饰模式）、对创建进行合理规划（静态工厂模式、工厂模式、单例模式、多例模式）如果不能很好得掌握面向对象（OO）就更谈不上利用设计模式的成熟思想。 我们公司主要对国有大中企业的内部管理及物流状况进行开发，比如现在这个项目，是为一个政企不分的大型老国有企业，我们的开发建立在他们的体制改革基础之上，变化是常常发生的，因为他们的业务本身就在变化的过程中。 像这样的大型系统，如果不利用面向对象与设计模式的成熟思
想，很难对几百万行的代码进行控制。 在开发中，我们对于从业人员的要求必须得能看懂我做的UML 图，设计中在关键点上我会采用适合设计模式：比如策略、门面、状态、工厂、装饰、桥梁... 而这些设计模式是建立在很强的OO思想之上的，如果对于OO 都不能很好的掌握，更谈不上设计模式了。比如针对接口编成，多态性的应用，以及满足“李式代换、底米特法则等等”。如果不能用OO与设计模式的术语进行有效的沟通，那么对于项目的管理与技术沟通都是存在问题的。 在一些复杂的地方，如果一点点讲明是很麻烦并且很浪费时间的，如果说在这一个采用了“装饰模式”，假如对方能很快明白装饰模式是怎么一会儿事，那么他就可以快速的跟据UML图把这几个类做出来。
1.Factory Method模式和Abstract Factory模式的区别在哪？一般哪些情况下适合用前者，哪些情况下适合用后者？ 1）不同之处主要在于： 应用环境不同：FM中创建者的职责并不仅限于创建对象，而AF通常只有创建对象这一职责。 实现方式不同：FM是实现继承，抽象类实现大部分操作，通常仅将对象的创建工作延迟到子类来完成；AF是接口继承，抽象类通常不实现任何功能，仅仅定义一系列接口，子类实现抽象类定义的接口。Factory Method模式与Abstract Factory模式的区别 2） 在这些情况下使用Factory Method: 当一个类不知道它所必须创建的对象的类的时候； 当一个类希望由它的子类来指定它所创建的对象的时候； 当类将创建对象的职责委托给多个帮助子类中的某一个，并且程序员希望将哪一个帮助子类是代理者这一信息局部化的时候。 在这些情况下使用Abstract Factory: 一个系统要独立于它的产品的创建、组合和表示时。 一个系统要由多个产品系列中的一个来配置时。 当你要强调一系列相关的产品对象的设计以便进行联合使用时。 当你提供一个产品类库，而只想显示它们的接口而不是实现时。 2.解释Java中clone()方法和https://www.doczj.com/doc/f3550302.html,ng.Cloneable接口的关系，如果想要实现深拷贝可以有哪些方法？ 1）cloneable接口中的一个方法是clone方法，实现cloneable接口必须实现接口中包含的clone 方法。如果在没有实现Cloneable 接口的实例上调用Object的clone方法，则会导致抛出CloneNotSupportedException 异常。 2）实现深拷贝的方法： 实现ICloneable接口，自定义拷贝功能； 通过反射实现； 序列化/反序列化类实现。 3. https://www.doczj.com/doc/f3550302.html,ng.Math类和https://www.doczj.com/doc/f3550302.html,ng.StrictMath类是否是单例模式？ 都不是单例模式。 原因： 这两个类均有一个私有的构造函数。但是这仅仅是单例模式的必要条件，而不是充分条件。根据单例模式的三个特性可以看出，无论是Math 还是StrictMath 都没有为外界提供任何自身的实例。实际上，这两个类都是被设计来提供静态工厂方法和常量的，因此从来就不需要它们的实例，这才是它们的构造子是私有的原因。 4. 如何保证单例模式中单例的线程安全？请列举两种或以上方法。 1）将类的构造函数设计为私有的，并提供一个public static方法，返回这个对象的指针。若这个函数返回的是null，则可以创建一个对象；否则不能创建新的对象。另外，由于多线
【精品实验报告】软件体系结构设计模式实验报告软件体系结构 设计模式实验报告 学生姓名: 所在学院: 学生学号: 学生班级: 指导老师: 完成日期: 一、实验目的 熟练使用PowerDesigner和任意一种面向对象编程语言实现几种常见的设计模式，包括组合模式、外观模式、代理模式、观察者模式和策略模式，理解每一种设计模式的模式动机，掌握模式结构，学习如何使用代码实现这些模式，并学会分析这些模式的使用效果。 二、实验内容 使用PowerDesigner和任意一种面向对象编程语言实现组合模式、外观模式、代理模式、观察者模式和策略模式，包括根据实例绘制模式结构图、编写模式实例实现代码，运行并测试模式实例代码。 (1) 组合模式 使用组合模式设计一个杀毒软件(AntiVirus)的框架，该软件既可以对某个文件夹(Folder)杀毒，也可以对某个指定的文件(File)进行杀毒，文件种类包括文本文件TextFile、图片文件ImageFile、视频文件VideoFile。绘制类图并编程模拟实现。 (2) 组合模式 某教育机构组织结构如下图所示: 北京总部 教务办公室湖南分校行政办公室 教务办公室长沙教学点湘潭教学点行政办公室
教务办公室行政办公室教务办公室行政办公室 在该教育机构的OA系统中可以给各级办公室下发公文，现采用 组合模式设计该机构的组织结构，绘制相应的类图并编程模拟实现，在客户端代码中模拟下发公文。(注:可以定义一个办公室类为抽象叶子构件类，再将教务办公室和行政办公室作为其子类;可以定义一个教学机构类为抽象容器构件类，将总部、分校和教学点作为其子类。) (3) 外观模式 某系统需要提供一个文件加密模块，加密流程包括三个操作，分别是读取源文件、加密、保存加密之后的文件。读取文件和保存文件使用流来实现，这三个操作相对独立，其业务代码封装在三个不同的类中。现在需要提供一个统一的加密外观类，用户可以直接使用该加密外观类完成文件的读取、加密和保存三个操作，而不需要与每一个类进行交互，使用外观模式设计该加密模块，要求编程模拟实现。参考类图如下: reader = new FileReader();EncryptFacadecipher = new CipherMachine();writer = new FileWriter();-reader: FileReader-cipher: CipherMachine-writer: FileWriter +EncryptFacade () +fileEncrypt (String fileNameSrc,: voidString plainStr=reader.read(fileNameSrc); String fileNameDes)String
精品文档 1、在用例分析模型使用UML用例图中,用例与参与者之间的关系是 （A）通信(或者关联) （B）泛化（C）实现 (D)使用 2、UML用例图中,用例之间有三种关系,以下属于用例之间关系的是 （A）包含（B）实现（C）通信（D）参与 3、UML类图中,表示整体与局部关系的是 （A）聚合（B）依赖（C）关联（D）继承 4、在某信息系统中，存在如下的业务陈述：①一个客户提交0个或多个订单；②一个订单由一 个且仅由一个客户提交。系统中存在两个类：“客户”类和“订单”类。对应每个“订单”类和“客户”类之间是 （A）关联（B）依赖（C）聚集（D）继承 5、和都能够表示对象之间的交互,因此他们被合称为交互图 （A）顺序图类图（B）协作图状态图 （C）顺序图协作图（D）类图状态图 6、UML顺序图以二维图表来显示交互。纵向是时间轴，时间自上而下。横向显示了代表协作中 单个对象的分类角色。每个对象用方框表示，对象的名字在方框内部，并在名字的下方加下划线。每个分类角色表现为垂直列。在角色存在的时间内，显示为虚线 （A）生命线（B）协作消息（C）激活（D）对象 7、Machine软件公司为Benz公司的一款跑车设计了一个过程控制的紧急按钮，该按钮的功能根 据汽车的行驶状态不同，而具有不同的功能，比如汽车静止时，该按钮可以快速启动汽车； 当汽车的时速超过200km/h时，该按钮可以在2秒内将车平稳地停下来；当汽车向后行驶时，该按钮可以立即刹车，基于以上功能考虑，架构师Bob在设计该按钮时，应该采用哪种设计模式 （A）命令模式（B）状态模式（C）观察者模式 (D) 外观模式详细8、 River软件公司开发一个Web服务器，该服务器能够根据客户端的请求，执行相应的处理， 还可以对同时到达的请求排队，并对成功执行的每个请求记录日志。系统设计师Bob在设计该系统时，应该使用哪个设计模式以更好地支持对请求的处理 （A）适配器模式（B）观察者模式（C）命令模式 (D) 外观模式
实验一单例模式的应用 1 实验目的 1) 掌握单例模式（Singleton）的特点 2) 分析具体问题，使用单例模式进行设计。 2 实验内容和要求 很多应用项目都有配置文件，这些配置文件里面定义一些应用需要的参数数据。 通常客户端使用这个类是通过new一个AppConfig的实例来得到一个操作配置文件内容的对象。如果在系统运行中，有很多地方都需要使用配置文件的内容，系统中会同时存在多份配置文件的内容，这会严重浪费内存资源。 事实上，对于AppConfig类，在运行期间，只需要一个对象实例就够了。那么应该怎么实现呢？用C#控制台应用程序实现该单例模式。绘制该模式的UML 图。 3 实验代码 using System; using System.Collections.Generic; using System.Linq; using System.Text; using System.Threading.Tasks; namespace AppConfig { publicclass Singleton { privatestatic Singleton instance; private Singleton() {
} publicstatic Singleton GetInstance() { if (instance == null) { instance = new Singleton(); } return instance; } } class Program { staticvoid Main(string[] args) { Singleton singletonOne = Singleton.GetInstance(); Singleton singletonTwo = Singleton.GetInstance(); if (singletonOne.Equals(singletonTwo)) { Console.WriteLine("singletonOne 和 singletonTwo 代表的是同一个实例"); } else { Console.WriteLine("singletonOne 和 singletonTwo 代表的是不同实例"); } Console.ReadKey(); } } } 4 实验结果
实验3创建型设计模式实验 实验学时：2 每组人数：1 实验类型：3(1 基础性2：综合性3:设计性 4 :研究性) 实验要求：1(1:必修2：选修3:其它) 实验类别：3(1:基础2：专业基础3:专业4:其它) 、实验目的 1 ?熟练使用面向对象设计原则对系统进行重构； 2. 熟练使用PoWerDeSigner 和任意一种面向对象编程语言实现几种常见的创建型设计模式，包括简单工厂模式、工厂方法模式、抽象工厂模式和单例模式，理解每一种设计模式 的模式动机，掌握模式结构，学习如何使用代码实现这些模式。 、实验内容 1 ?在某图形库APl中提供了多种矢量图模板，用户可以基于这些矢量图创建不同的显示图形，图形库设计人员设计的初始类图如下所示： 在该图形库中，每个图形类(如CirCIe、Triangle等)的init()方法用于初始化所创建的图形，setColor()方法用于给图形设置边框颜色，fill()方法用于给图形设置填充颜色，SetSiZe() 方法用于设置图形的大小，display()方法用于显示图形。 客户类(Client)在使用该图形库时发现存在如下问题： ①由于在创建窗口时每次只需要使用图形库中的一种图形，因此在更换图形时需要修改客户类源代码; + ini t () :void + SetColor () :void + fill () :void + SetSiZe () :void + display () :void Trian gle + in it () : v oid + SetColor () : v oid + fill () : void + SetSiZe () : v oid + display () :Void + in it () : void + SetColor () : void + fill () : void CirCI ReCta
实验3 创建型设计模式实验 实验学时： 2 每组人数： 1 实验类型： 3 （1：基础性2：综合性3：设计性4：研究性） 实验要求： 1 （1：必修2：选修3：其它） 实验类别： 3 （1：基础2：专业基础3：专业4：其它） 一、实验目的 1．熟练使用面向对象设计原则对系统进行重构； 2．熟练使用PowerDesigner和任意一种面向对象编程语言实现几种常见的创建型设计模式，包括简单工厂模式、工厂方法模式、抽象工厂模式和单例模式，理解每一种设计模式的模式动机，掌握模式结构，学习如何使用代码实现这些模式。 二、实验内容 1．在某图形库API中提供了多种矢量图模板，用户可以基于这些矢量图创建不同的显示图形，图形库设计人员设计的初始类图如下所示： Circle + + + + +init () setColor () fill () setSize () display () ... : void : void : void : void : void Triangle + + + + + init () setColor () fill () setSize () display () ... : void : void : void : void : void Rectangle + + + + + init () setColor () fill () setSize () display () ... : void : void : void : void : void Client 在该图形库中，每个图形类（如Circle、Triangle等）的init()方法用于初始化所创建的图形，setColor()方法用于给图形设置边框颜色，fill()方法用于给图形设置填充颜色，setSize()方法用于设置图形的大小，display()方法用于显示图形。 客户类(Client)在使用该图形库时发现存在如下问题： ①由于在创建窗口时每次只需要使用图形库中的一种图形，因此在更换图形时需要修改客户类源代码；
1、设计模式一般用来解决什么样的问题( a) A.同一问题的不同表相 B不同问题的同一表相 C.不同问题的不同表相 D.以上都不是 2、下列属于面向对象基本原则的是( c ) A.继承 B.封装 C.里氏代换 D都不是 3、Open-Close原则的含义是一个软件实体( a ) A.应当对扩展开放，对修改关闭. B.应当对修改开放，对扩展关闭 C.应当对继承开放，对修改关闭 D.以上都不对 4、当我们想创建一个具体的对象而又不希望指定具体的类时，可以使用（ a ）模式。 A.创建型 B.结构型 C行为型 D.以上都可以 5、要依赖于抽象，不要依赖于具体。即针对接口编程，不要针对实现编程,是( d )的表述 A.开-闭原则 B.接口隔离原则 C.里氏代换原则 D.依赖倒转原则 6、依据设计模式思想,程序开发中应优先使用的是( a )关系实现复用。 A, 委派 B.继承 C创建 D.以上都不对 复用方式：继承和组合聚合（组合委派） 7、设计模式的两大主题是( d ) A.系统的维护与开发 B 对象组合与类的继承 C.系统架构与系统开发 D.系统复用与系统扩展 8、单例模式中,两个基本要点( a b )和单子类自己提供单例 A .构造函数私有 B.唯一实例 C.静态工厂方法 D.以上都不对 9、下列模式中,属于行为模式的是( b ) A.工厂模式 B观察者 C适配器以上都是 10、“不要和陌生人说话” 是( d )原则的通俗表述 A.接口隔离 B.里氏代换 C.依赖倒转 D.迪米特：一个对象应对其他对象尽可能少的了解 11、构造者的的退化模式是通过合并（ c ）角色完成退化的。 A.抽象产品 B产品 C创建者 D使用者 12、单子（单例，单态）模式类图结构如下： 下列论述中，关于”0..1”表述的不正确的是( d ) A.1表示,一个单例类中,最多可以有一个实例. B.”0..1”表示单例类中有不多于一个的实例 C.0表示单例类中可以没有任何实例 D.0表示单例类可以提供其他非自身的实例 13、对象适配器模式是（ a ）原则的典型应用。 A.合成聚合复用原则 B.里式代换原则 C.依赖倒转原则 D.迪米特法则 14、静态工厂的核心角色是（a） A.抽象产品 B.具体产品 C.静态工厂 D.消费者 15、下列关于静态工厂与工厂方法表述错误的是：（ a ） A.两者都满足开闭原则：静态工厂以if else方式创建对象，增加需求的时候会修改源代码 B.静态工厂对具体产品的创建类别和创建时机的判断是混和在一起的，这点在工厂
《软件体系结构》大作业（1） 学院：软件学院 课程名称：软件体系结构 专业班级： 学生姓名：学号： 学生姓名：学号： 指导教师： 完成时间：年月日 评分表 1、叙述各小组成员完成本题目的分工协作情况。 小组中的每个成员都先理解题目要求及涉及的设计模式，并一起完成代码编写。另外，组长负责文档制作。 2、评分表 序号姓名评分是否组长 1 2 作业正文需要包括以下内容： 1、作业题目内容的详细描述。 2、完成本题目所采用的软件设计模式名称及画出相应的类图，或者是所采用的 软件体系结构名称及画出相应的体系结构图。
3、画出完成本题目所设计程序的设计类图；如还有其他图，也一并画出。 4、完成本题目所设计的程序代码。 5、程序运行的典型界面截图
1、作业题目内容的详细描述。 【作业2.1-1】例2.3为使用工厂方法模式设计的汽车保险管理应用程序实例。现在需要 扩展例2.3的设计图，添加一个名为LuxuryCarInsurance的类，并且需要编写此类和其他需要添加的类的代码，详细要求参见光盘的相应作业部分。 【作业2.1-1】在例2.4中，设计并且实现了豪华（Super）和中等（Medium）别墅（House）与公寓（Condo）的查询。要求在该设计的基础上，增加一个新的类SemiDetacher（半独立式楼宇），并且编写代码，实现相应的查询功能，详细要求参见光盘的相应作业部分。 2、完成本题目所采用的软件设计模式名称及画出相应的类图，或者是所采用的软件体系结构名称及画出相应的体系结构图。 【作业2.1-1】采用的是工厂方法模式 【作业2.1-2】采用的是抽象方法模式
计算机科学与技术学院 实验报告 课程名称：软件设计模式 专业：计算机科学与技术班级：班 学号： 姓名：
实验一单例模式的应用 1 实验目的 1) 掌握单例模式（Singleton）的特点 2) 分析具体问题，使用单例模式进行设计。 2 实验内容和要求 很多应用项目都有配置文件，这些配置文件里面定义一些应用需要的参数数据。 通常客户端使用这个类是通过new一个AppConfig的实例来得到一个操作配置文件内容的对象。如果在系统运行中，有很多地方都需要使用配置文件的内容，系统中会同时存在多份配置文件的内容，这会严重浪费内存资源。 事实上，对于AppConfig类，在运行期间，只需要一个对象实例就够了。那么应该怎么实现呢？用C#控制台应用程序实现该单例模式。绘制该模式的UML图。 [代码截图]： namespace实验一_单例模式_ { class Program { static void Main(string[] args) { AppConfig appc1 = AppConfig.GetAppConfig(); AppConfig appc2 = AppConfig.GetAppConfig(); appc1.SetParameterA("hello"); appc2.SetParameterA("hi"); if (appc1.Equals(appc2)){ Console.WriteLine("appc1 和 appc2 代表的是同一个实例"); } else{ Console.WriteLine("appc1 和 appc2 代表的是不同实例"); } Console.WriteLine(appc1.GetParameterA()); Console.WriteLine(appc2.GetParameterA()); Console.ReadKey();
面向对象设计原则和23个 设计模式的笔记 面向对象三大特点： ---------------------------------- 封装： ------------------ 封装，也就是把客观事物封装成抽象的类，并且类可以把自己的数据和方法只让可信的类或者对象操作，对不可信的进行信息隐藏。 不关注处理过程了，只有对象和其职能。 只允许设定的对象访问自身信息，其余私人信息隐藏。 作用：封装可以隐藏实现细节，使得代码模块化，局域化，简单； 继承： ------------------ 继承的父类最好是接口，最好连属性都没有。 少用实现继承（库内使用较多），多用组合。 忘了多重继承，除非实现多接口。 作用：扩展已有代码模块；代码重用（库内使用较多），多态的基础 多态： ------------------ 静态--编程时采用父类型-针对接口编程
动态--执行时才实际映射成具体的子类 作用：静态时针对接口编程，执行时才体现实际的效果 面向对象设计原则： ------------------------------------ 单一职责原则（SRP）： ------------------ 就一个类而言，应该仅有一个引起它变化的原因；当职责越多，耦合越多，易遭破坏 软件设计真正要做的就是发现职责并将这些职责相互分离 把职责分离到单独的类中,因为每一个类都是变化的轴线，当需求变化时,该变化会反映为类的职责的变化，如果一个类承担了多余一个的职责,那么引起他变化的原因就会有多个。职责定义为“变化的原因”。 如果一个类承担的职责过多,就等于把这些职责耦合在了一起,一个职责的变化可能会削弱或者抑制这个类完成其他职责的能力，这种耦合会导致脆弱的设计，当变化发生时，设计会受到意想不到的破坏。 另一方面，如果应用程序的变化方式总是导致这两个职责同时变化，那么就不必分离它们，实际分离它们就会导致不必要的复杂性的臭味。 SRP是所有原则中最简单的也是最难以正确应用的原则之一。 开放封闭原则： ------------------ 软件实体应该可以扩展，但是不可修改。 软件要容易维护又不容易出问题的最好方法是多扩展，少修改。 无论模块多么封闭，都会有无法封闭的变化，事先构造抽象隔离这些变化。 面对新需求，对程序的改动是通过增加新代码进行的，而不是更改现有的代码。
建造者模式 建造者 建造者设计模式定义了处理其他对象的复杂构建的对象设计。 问题：创建复杂对象时候，构造函数的创建会涉及通用体系结构判定。某些编程人员认为任何构造函数都应当执行适当的逻辑以创建整个对象。另外一些编程人员则认识到将某些逻辑分解入其他方法才是有意义的。采用后一种样式设计的构造函数基本上是一系列请求实例化的方法。上述两种解决方案都不是特别灵活。事实上，它们根本就是错误的解决方案。 解决方案：我们可以基于一组业务逻辑的结果来构造对象。在示例中，对象只有特定的部分必须被创建。如果完全定义对象的所有部分，那么可能导致完全预见不能的结果。 多个方法调用的复杂性问题在使用之处似乎并非太严重，但该复杂性却是缓慢增长的。如果需要经常调用这些方法，那么就应当创建一个Builder对象。 UML MyObject MyObjectBuilder -MyObject:MyObect +complexFunctionA() +createInstanceOfMyObject() +complexFunctionB() +buideMyObject(configurationOptions) +getBuiltMyObject() *MyObject类具有能够完全实现对象构造的两个方法。为了具有完整的Myobject对象，需要执行complexFunctionA()和complexFunctionB()方法。 * MyObjectBuilder类包含一个名为createInstanceOfMyObject()的方法。这个类负责创建Myobject类的一个简单实例。需要注意没有用于进一步构造的配置选项。这个类还存储MyObjectBuilder类创建的实例中的私有实例。 *buildMyObject（）方法接受参数configurationOption。这个方法用于调用在MyObjectBuilder 对象中存储的MyObject对象的complexFunctionA()和complexFunctionB()方法。 *getBuildObject（）方法返回MyObjectBuilder对象内部Myobject对象的私有实例，该实例既是完整的，也是正常构建的。 示例代码演示： _type=$type; } public function setSize($size) {
设计模式主要分三个类型:创建型、结构型和行为型。 其中创建型有： 一、Singleton，单例模式：保证一个类只有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点 二、Abstract Factory，抽象工厂：提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口，而无须指定它们的具体类。 三、Factory Method，工厂方法：定义一个用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类，Factory Method使一个类的实例化延迟到了子类。 四、Builder，建造模式：将一个复杂对象的构建与他的表示相分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。 五、Prototype，原型模式：用原型实例指定创建对象的种类，并且通过拷贝这些原型来创建新的对象。 行为型有： 六、Iterator，迭代器模式：提供一个方法顺序访问一个聚合对象的各个元素，而又不需要暴露该对象的内部表示。 七、Observer，观察者模式：定义对象间一对多的依赖关系，当一个对象的状态发生改变时，所有依赖于它的对象都得到通知自动更新。 八、Template Method，模板方法：定义一个操作中的算法的骨架，而将一些步骤延迟到子类中，TemplateMethod使得子类可以不改变一个算法的结构即可以重定义该算法得某些特定步骤。 九、Command，命令模式：将一个请求封装为一个对象，从而使你可以用不同的请求对客户进行参数化，对请求排队和记录请求日志，以及支持可撤销的操作。 十、State，状态模式：允许对象在其内部状态改变时改变他的行为。对象看起来似乎改变了他的类。 十一、Strategy，策略模式：定义一系列的算法，把他们一个个封装起来，并使他们可以互相替换，本模式使得算法可以独立于使用它们的客户。 十二、China of Responsibility，职责链模式：使多个对象都有机会处理请求，从而避免请求的送发者和接收者之间的耦合关系 十三、Mediator，中介者模式：用一个中介对象封装一些列的对象交互。 十四、Visitor，访问者模式：表示一个作用于某对象结构中的各元素的操作，它使你可以在不改变各元素类的前提下定义作用于这个元素的新操作。 十五、Interpreter，解释器模式：给定一个语言，定义他的文法的一个表示，并定义一个解释器，这个解释器使用该表示来解释语言中的句子。 十六、Memento，备忘录模式：在不破坏对象的前提下，捕获一个对象的内部状态，并在该对象之外保存这个状态。 结构型有： 十七、Composite，组合模式：将对象组合成树形结构以表示部分整体的关系，Composite使得用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性。 十八、Facade，外观模式：为子系统中的一组接口提供一致的界面，fa?ade 提供了一高层接口，这个接口使得子系统更容易使用。 十九、Proxy，代理模式：为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问
总复习题 复习参考资料： 1.GoF 设计模式 2.设计模式解析 3.易学设计模式 4.大话设计模式 5.深入浅出设计模式 以参考资料为主，模拟试题1-5中有些题答案在一些附加资料中 模拟试题1 一、选择题（分值20） 1. 设计模式一般用来解决什么样的问题( ) A.同一问题的不同表相 B不同问题的同一表相 C.不同问题的不同表相 D.以上都不是 2. 下列属于面向对象基本原则的是( ) A.继承 B.封装 C.里氏代换 D都不是 3. Open-Close原则的含义是一个软件实体( ) A.应当对扩展开放，对修改关闭. B.应当对修改开放，对扩展关闭 C.应当对继承开放，对修改关闭 D.以上都不对 4. 当我们想创建一个具体的对象而又不希望指定具体的类时，可以使用（）模式。 A.创建型 B.结构型 C行为型 D.以上都可以 5. 要依赖于抽象，不要依赖于具体。即针对接口编程，不要针对实现编程,是( )的表述 A. 开-闭原则 B. 接口隔离原则 C. 里氏代换原则 D. 依赖倒转原则 6. 依据设计模式思想,程序开发中应优先使用的是( )关系实现复用。 A, 委派 B.继承 C创建 D.以上都不对 7. 设计模式的两大主题是( ) A.系统的维护与开发 B 对象组合与类的继承 C.系统架构与系统开发 D.系统复用与系统扩展 8. 单体模式中,两个基本要点( )和单体类自己提供单例 A .构造函数私有 B.唯一实例 C.静态工厂方法 D.以上都不对 9. 下列模式中,属于行为模式的是( ) A.工厂模式 B观察者 C适配器以上都是 10. “不要和陌生人说话”是( )原则的通俗表述
一、单项选择题( 在每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的序号填在题干的括号内。每小题1 分，共20 分) 3．下列不属于面向对象技术的基本特征的是（B）。 A. 封装性 B. 模块性 C. 多态性 D. 继承性 4. 面向对象程序设计将描述事物的数据与(C ) 封装在一起,作为一个相互依存、不可分割的整体来处理。 A. 信息 B. 数据隐藏 C. 对数据的操作 D. 数据抽象 5. 关于面向对象方法的优点，下列不正确的叙述是（C ）。 A. 与人类习惯的思维方法比较一致 B. 可重用性好 C. 以数据操作为中心 D.可维护性好 8. 下列不属于类的成员函数的是( C )。 A. 构造函数 B. 析构函数 C. 友元函数 D. 拷贝构造函数 9. 继承机制的作用是( C )。 A. 信息隐藏 B. 数据封装 C. 派生新类 D. 数据抽象 14. （D ）是从用户使用系统的角度描述系统功能的图形表达方法。 A. 类图 B. 对象图 C. 序列图 D. 用例图 15. (C ) 是表达系统类及其相互联系的图示,它是面向对象设计的核心，建立状态图、协作 图和其他图的基础。 A．对象图 B. 组件图 C. 类图 D. 配置图 16.（D ）描述了一组交互对象间的动态协作关系，它表示完成某项行为的对象和这些对 象之间传递消息的时间顺序。 A．对象图 B. 协作图 C. 状态图 D. 序列图 17.（D ）就是用于表示构成分布式系统的节点集和节点之间的联系的图示，它可以表示 系统中软件和硬件的物理架构。 A. 组件图 B. 协作图 C. 状态图 D. 配置图 18. 在用UML进行数据库的分析与设计过程中，( B ) 就是进行数据库的需求分析，使用用 例图、类图、顺序图、活动图等建立业务模型。 A. 逻辑数据模型设计 B 业务Use Case模型设计 C. 物理数据模型设计 D. 物理实现设计 19. 使用UML进行关系数据库的（B ）时，需要设计出表达持久数据的实体类及其联系，并把它们映射成为关系数据库表（Table)、视图(View)等。 A. 业务Use Case模型设计 B. 逻辑数据模型设计 C. 物理数据模型设计 C. 物理实现设计 20. UML的动态建模表示包含（C ）种图。 A. 9 B. 5 C. 4 D. 2 二、填空题( 每空1 分，共20 分) 1. 面向对象开发方法一改过去传统的以_功能分析，面向过程_为基础的_对象_的结 构化分析与设计方法，它模拟人们理解和处理客观世界的方式来分析问题，把系统视为
3 创建型设计模式实验实验 2 实验学时： 1 每组人数： 3：设计性4：研究性）（1：基础性2：综合性实验类型： 3 ：其它） 3 ：必修2：选修实验要求： 1 （14：其它）3：专业实验类别： 3 （1：基础2：专业基础 一、实验目的．熟练使用面向对象设计原则对系统进行重构；1和任意一种面向对象编程语言实现几种常见的创建型设计PowerDesigner2．熟练使用理解每一种设计模式包括简单工厂模式、工厂方法模式、抽象工厂模式和单例模式，模式，的模式动机，掌握模式结构，学习如何使用代码实现这些模式。 二、实验内容中提供了多种矢量图模板，用户可以基于这些矢量图创建不同的显1．在某图形库API 示图形，图形库设计人员设计的初始类图如下所示：Client
CircleTriangleRectangleinit (): void+init (): void+init (): void+setColor (): void+setColor (): void++setColor (): voidfill (): void++fill (): void+fill (): voidsetSize (): void++setSize (): void+setSize (): voiddisplay (): void+display ()+: void+display (): void.........在该图形库中，每个图形类（如Circle、Triangle等）的init()方法用于初始化所创建的图形，setColor()方法用于给图形设置边框颜色，fill()方法用于给图形设置填充颜色，setSize()方法用于设置图形的大小，display()方法用于显示图形。 客户类(Client)在使用该图形库时发现存在如下问题： ①由于在创建窗口时每次只需要使用图形库中的一种图形，因此在更换图形时需要修改客户类源代码； 1 ②在图形库中增加并使用新的图形时需要修改客户类源代码； ③客户类在每次使用图形对象之前需要先创建图形对象，有些图形的创建过程较为复杂，导致客户类代码冗长且难以维护。 现需要根据面向对象设计原则对该系统进行重构，要求如下： ①隔离图形的创建和使用，将图形的创建过程封装在专门的类中，客户类在使用图形时无须直接创建图形对象，甚至不需要关心具体图形类类名； ②客户类能够方便地更换图形或使用新增图形，无须针对具体图形类编程，符合开闭原则。绘制重构之后的类图并说明在重构过程中所运用的面向对象设计原则。 2．使用简单工厂模式设计一个可以创建不同几何形状(Shape)，如圆形(Circle)、矩形(Rectangle)和三角形(Triangle)等的绘图工具类，每个几何图形均具有绘制Draw()和擦除Erase()两个方法，要求在绘制不支持的几何图形时，抛出一个UnsupportedShapeException异常，绘制类图并编程模拟实现。 3. 现需要设计一个程序来读取多种不同类型的图片格式，针对每一种图片格式都设计一个图片读取器(ImageReader)，如GIF图片读取器(GifReader)用于读取GIF格式的图片、JPG图片读取器(JpgReader)用于读取JPG格式的图片。图片读取器对象通过图片读取器工厂ImageReaderFactory 来创建，ImageReaderFactory是一个抽象类，用于定义创建图片读取器的工厂方法，其子类GifReaderFactory和JpgReaderFactory用于创建具体的图片读取器对象。试使用工厂方法模式设计该程序，绘制类图并编程模拟实现。需充分考虑系统的灵活性和可扩展性。 4. 某软件公司欲开发一套界面皮肤库，可以对桌面软件进行界面美化。不同的皮肤将提供视觉效果不同的按钮、文本框、组合框等界面元素，其结构如下图所示：
比较几种创建型模式的优缺点，仔细考察这几种模式的区别和相关性。 第一类是工厂模式，工厂模式专门负责将大量有共同接口的类实例化。工厂模式可以动态决定将哪一个类实例化，不必事先知道每次要实例化哪一个类。 工厂模式有三种形态：简单工厂模式；工厂方法模式；抽象工厂模式是。前两者是类的创建模式，后者是对象的创建模式。 简单工厂： 简单工厂模式是由一个工厂类根据传入的参量决定创建出哪一种产品类的实例，涉及工厂角色(Creator)、抽象产品(Product)角色及具体产品(Concrete Product)角色等三个角色。 优点： 模式的核心是工厂类，该类中含有必要的判断逻辑，可以决定在什么时候创建哪一个产品类的实例，客户端可以免除直接创建产品对象的责任，而仅仅负责“消费”产品。 简单工厂模式实现了对责任的分割。 缺点： 当产品类有复杂的多层次等级结构时，工厂类只有它自己。 模式中工厂类集中了所有的产品创建逻辑，形成一个无所不知的全能类。 将多个创建逻辑放在一个类中，当产品类有不同接口种类时，工厂类需要判断在什么时候创建某种产品，使得系统在将来进行功能扩展时较为困难。 该模式采用静态方法作为工厂方法，而静态方法无法由子类继承，因此工厂角色无法形成基于继承的等级结构。 简单工厂模式只在有限的程度上符合“开-闭”原则。 工厂方法： 定义一个用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类。Factory Method使一个类的实例化延迟到其子类。工厂方法模式是简单工厂模式的进一步抽象和推广，其基本思想是定义一个创建产品对象的工厂接口，将实际创建工作推迟到子类中。 优点： 多态性：客户代码可以做到与特定应用无关，适用于任何实体类 子类可以重写新的实现，也可以继承父类的实现。加一层间接性，增加了灵活性。 良好的封装性，代码结构清晰。扩展性好，在增加产品类的情况下，只需要适当修改具体的工厂类或扩展一个工厂类，就可“拥抱变化”屏蔽产品类。产品类的实现如何变化，调用者都不需要关心，只需关心产品的接口，只要接口保持不变，系统中的上层模块就不会发生变化。 典型的解耦框架。高层模块只需要知道产品的抽象类，其他的实现类都不需要关心，符合迪米特法则，符合依赖倒置原则，符合里氏替换原则。 缺点：
一、1. 设计模式一般用来解决什么样的问题： A.同一问题的不同表相 2. 下列属于面向对象基本原则的是： C.里氏代换 3. Open-Close原则的含义是一个软件实体：A.应当对扩展开放，对修改关闭. 4. 当我们想创建一个具体的对象而又不希望指定具体的类时，使用（A）模式。A.创建型 5. 要依赖于抽象不要依赖于具体。即针对接口编程不要针对实现编程：（D）依赖倒转原则 6. 依据设计模式思想,程序开发中应优先使用的是( A )关系实现复用。A, 委派 7. 设计模式的两大主题是( D ) D.系统复用与系统扩展 8. 单体模式中,两个基本要点(AB)和单体类自己提供单例A .构造函数私有 B.唯一实例 9. 下列模式中,属于行为模式的是( B ) B观察者 10. “不要和陌生人说话”是( D )原则的通俗表述 D.迪米特 1. 软件体系结构是指一个系统的有目的的设计和规划，这个设计规划既不描述活动，也不描述系统怎样开发，它只描述系统的组成元素及其相互的交互协作。 2．一个UML模型只描述了一个系统要做什么，它并没告诉我们系统是怎么做。 3．接口是可以在整个模型中反复使用的一组行为，是一个没有属性而只有方法的类。 4．多重性指的是，某个类有多个对象可以和另一个类的一对象关联。 5．当一个类的对象可以充当多种角色时，自身关联就可能发生。 6．在泛化关系中，子类可以替代父类。后前者出现的可以相同地方。反过来却不成立。 7．最通常的依赖关系是一个类操作的形构中用到了另一个类的定义。 8．组成是强类型的聚集，因为聚集中的每个部分体只能属于一个整体。 9．实现的符号和继承的符号有相似之处，两者的唯一差别是实现关系用虚线表示，继承关系用实线表示。 10. 设计模式中应优先使用对象组合而不是类继承。 1.适配器模式属于创建型模式结构型（ F ） 2.在设计模式中，“效果”只是指“原因和结果”（ T ） 3.设计模式使代码编制不能真正工程化（ T ） 4.面向对象语言编程中的异常处理，可以理解为责任链模式（T ） 5.反模式就是反对在软件开发过程中使用设计模式分析：反模式用来解决问题的带有共性的不良方法（F ） 1.什么是设计模式？设计模式目标是什么？ 答：设计模式是一套被反复使用、多数人知晓的、经过分类编目的、代码设计经验的总结。使用设计模式是为了可重用代码、让代码更容易被他人理解，保证代码可靠性。 2.设计模式中一般都遵循的原则有什么？ 答：开闭原则、根据场景进行设计原则、优先组合原则、包容变化原则 3.“Gang of Four”针对“创建优秀面向对象设计”建议了哪些策略？ 答：针对接口编程、优先使用对象组合而不是类继承，找到并封装变化点。 4.面向对象系统中功能复用的两种最常用技术是什么？ 答：类继承和对象组合，类继承允许你根据其他类的实现来定义一个类的实现。父类的内部细节对子类可见。 类继承是在编译时刻静态定义的，且可直接使用，类继承可以较方便地改变被复用的实现。对象组合是类继承之外的另一种复用选择。新的更复杂的功能可以通过组装或组合对象来获得。对象组合要求被组合的对象具有良好定义的接口。 5.只根据抽象类中定义的接口来操纵对象有什么好处？ 答：1) 客户无须知道他们使用对象的特定类型，只须对象有客户所期望的接口。 2) 客户无须知道他们使用的对象是用什么类来实现的，他们只须知道定义接口的抽象类。 五、应用题（分值15） 公司架构：经理、工程师、技师和后勤人员都是公司的雇员，经理管理工程师、技师和后勤人员。高层经理领导较低级别的经理。典型层次图如下：可以使用哪种设计模式实现公司的层级关系？并说明为什么？ 组合模式，第一，其公司关系架构为树形结构；第二，其表示了部分-整体关系（自己扩展）