設(shè)計(jì)模式課件陳偉XX有限公司匯報(bào)人：XX目錄第一章設(shè)計(jì)模式概述第二章創(chuàng)建型模式第四章行為型模式第三章結(jié)構(gòu)型模式第六章設(shè)計(jì)模式與軟件工程第五章設(shè)計(jì)模式應(yīng)用實(shí)例設(shè)計(jì)模式概述第一章設(shè)計(jì)模式定義設(shè)計(jì)模式是軟件工程中解決特定問題的通用解決方案模板，提供了一種在特定上下文中重復(fù)使用的經(jīng)驗(yàn)。設(shè)計(jì)模式的含義每個(gè)設(shè)計(jì)模式都由模式名稱、問題、解決方案、目的、效果和結(jié)構(gòu)等要素組成，形成一套標(biāo)準(zhǔn)化的描述方式。設(shè)計(jì)模式的組成設(shè)計(jì)模式主要分為創(chuàng)建型、結(jié)構(gòu)型和行為型三大類，每類解決不同層面的設(shè)計(jì)問題。設(shè)計(jì)模式的分類設(shè)計(jì)模式重要性設(shè)計(jì)模式通過提供通用的解決方案，使得開發(fā)者能夠復(fù)用代碼，減少重復(fù)工作。促進(jìn)代碼復(fù)用設(shè)計(jì)模式使得軟件系統(tǒng)更靈活，易于添加新功能或修改現(xiàn)有功能，適應(yīng)變化需求。增強(qiáng)軟件可擴(kuò)展性采用設(shè)計(jì)模式的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)清晰，易于理解和維護(hù)，有助于長(zhǎng)期項(xiàng)目管理。提高系統(tǒng)可維護(hù)性設(shè)計(jì)模式分類行為型模式創(chuàng)建型模式0103行為型模式關(guān)注對(duì)象之間的通信，例如觀察者模式允許對(duì)象間一對(duì)多的依賴關(guān)系。創(chuàng)建型模式關(guān)注對(duì)象的創(chuàng)建過程，例如單例模式確保一個(gè)類只有一個(gè)實(shí)例。02結(jié)構(gòu)型模式涉及如何組合類和對(duì)象以獲得更大的結(jié)構(gòu)，如適配器模式用于接口不兼容的情況。結(jié)構(gòu)型模式創(chuàng)建型模式第二章單例模式單例模式確保一個(gè)類只有一個(gè)實(shí)例，并提供一個(gè)全局訪問點(diǎn)，常用于管理共享資源。定義與目的在多線程環(huán)境下，單例模式需要考慮線程安全，確保實(shí)例的唯一性不被破壞。線程安全問題懶漢式在第一次調(diào)用時(shí)實(shí)例化對(duì)象，而餓漢式在類加載時(shí)就完成了初始化。懶漢式與餓漢式實(shí)現(xiàn)單例模式通常涉及私有構(gòu)造函數(shù)、一個(gè)私有靜態(tài)變量以及一個(gè)公有靜態(tài)方法。實(shí)現(xiàn)方式例如，數(shù)據(jù)庫(kù)連接池、日志記錄器等場(chǎng)景中，單例模式能有效控制資源的使用。應(yīng)用場(chǎng)景舉例工廠方法模式工廠方法模式通過定義一個(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。定義與結(jié)構(gòu)適用于創(chuàng)建對(duì)象時(shí)，需要根據(jù)不同的條件選擇不同類型的場(chǎng)景，如日志記錄系統(tǒng)。應(yīng)用場(chǎng)景增加新的產(chǎn)品類時(shí)，無需修改現(xiàn)有代碼，符合開閉原則。優(yōu)點(diǎn)類的個(gè)數(shù)容易過多，增加系統(tǒng)的復(fù)雜度。缺點(diǎn)在Android開發(fā)中，使用工廠方法模式創(chuàng)建不同類型的Dialog。實(shí)際案例抽象工廠模式抽象工廠模式提供一個(gè)接口用于創(chuàng)建相關(guān)或依賴對(duì)象的家族，而不需要明確指定具體類。01定義與目的該模式涉及抽象工廠、具體工廠、抽象產(chǎn)品和具體產(chǎn)品四個(gè)角色，形成一個(gè)產(chǎn)品族。02結(jié)構(gòu)組成適用于系統(tǒng)中有多個(gè)產(chǎn)品族，而系統(tǒng)只消費(fèi)其中某一族產(chǎn)品時(shí)。03適用場(chǎng)景優(yōu)點(diǎn)是易于切換產(chǎn)品系列，缺點(diǎn)是增加新產(chǎn)品族困難，擴(kuò)展性受限。04優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)在不同操作系統(tǒng)界面設(shè)計(jì)中，抽象工廠模式可以用來創(chuàng)建不同風(fēng)格的UI組件。05實(shí)際應(yīng)用案例結(jié)構(gòu)型模式第三章適配器模式定義與目的適配器模式允許不兼容接口間的合作，通過創(chuàng)建一個(gè)中間層來轉(zhuǎn)換接口。優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)適配器模式的優(yōu)點(diǎn)是提高了系統(tǒng)的靈活性和可復(fù)用性，缺點(diǎn)是增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性。應(yīng)用場(chǎng)景舉例實(shí)現(xiàn)方式在舊系統(tǒng)與新系統(tǒng)集成時(shí)，適配器模式可以將舊系統(tǒng)的接口轉(zhuǎn)換為新系統(tǒng)所需的接口。適配器模式通常涉及目標(biāo)接口、被適配者以及適配器類，適配器類實(shí)現(xiàn)目標(biāo)接口并持有一個(gè)被適配者實(shí)例。裝飾器模式裝飾器模式允許動(dòng)態(tài)地給對(duì)象添加額外的職責(zé)，而不改變其結(jié)構(gòu)。定義與目的01020304裝飾者和具體組件都遵循相同的接口，裝飾者持有組件的引用，可以添加新的行為。組件與裝飾者裝飾者可以嵌套，形成裝飾鏈，以實(shí)現(xiàn)多層裝飾，逐層增加功能。裝飾鏈在JavaI/O庫(kù)中，裝飾器模式用于動(dòng)態(tài)地給流添加功能，如緩沖、數(shù)據(jù)壓縮等。實(shí)際應(yīng)用案例代理模式遠(yuǎn)程代理遠(yuǎn)程代理用于控制對(duì)遠(yuǎn)程對(duì)象的訪問，例如在分布式系統(tǒng)中，客戶端通過代理與服務(wù)器通信。0102虛擬代理虛擬代理通過延遲加載來控制資源的使用，例如在圖片加載時(shí)先顯示占位符，待圖片完全加載后再顯示。03保護(hù)代理保護(hù)代理負(fù)責(zé)控制對(duì)原始對(duì)象的訪問權(quán)限，例如在訪問控制列表(ACL)中，根據(jù)用戶權(quán)限來決定是否允許訪問資源。行為型模式第四章觀察者模式01觀察者模式定義了一種一對(duì)多的依賴關(guān)系，當(dāng)一個(gè)對(duì)象改變狀態(tài)時(shí)，所有依賴者都會(huì)收到通知。02在軟件開發(fā)中，如天氣預(yù)報(bào)系統(tǒng)更新訂閱者，當(dāng)天氣數(shù)據(jù)更新時(shí)，所有訂閱者都會(huì)收到通知。03觀察者模式的優(yōu)點(diǎn)是解耦合、支持廣播通信，缺點(diǎn)是可能導(dǎo)致通知風(fēng)暴，增加系統(tǒng)復(fù)雜性。定義與結(jié)構(gòu)應(yīng)用場(chǎng)景優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)觀察者模式實(shí)現(xiàn)機(jī)制包括定義主題接口、觀察者接口，以及具體主題和觀察者類的實(shí)現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)機(jī)制01與發(fā)布-訂閱模式相比，觀察者模式更簡(jiǎn)單，通常用于單向通知，而發(fā)布-訂閱模式支持更復(fù)雜的交互。與其他模式的比較02策略模式策略模式定義了一系列算法，將每個(gè)算法封裝起來，并使它們可以互換。定義與結(jié)構(gòu)策略模式提供了算法的族類，易于切換和擴(kuò)展，提高了代碼的復(fù)用性。優(yōu)點(diǎn)策略模式與狀態(tài)模式類似，但策略模式關(guān)注算法的切換，狀態(tài)模式關(guān)注對(duì)象狀態(tài)的改變。與其他行為型模式的區(qū)別在購(gòu)物車結(jié)算時(shí)，根據(jù)不同的促銷策略選擇不同的計(jì)算方式，如滿減、打折等。應(yīng)用場(chǎng)景客戶端必須知道所有的策略類，并且要自行決定使用哪一個(gè)策略。缺點(diǎn)模板方法模式模板方法模式定義了一個(gè)操作中的算法骨架，將一些步驟延遲到子類中，允許子類重新定義算法的某些特定步驟。定義與結(jié)構(gòu)在開發(fā)框架或庫(kù)時(shí)，模板方法模式常用于定義一系列操作的流程，如JUnit測(cè)試框架中的測(cè)試執(zhí)行流程。應(yīng)用場(chǎng)景舉例模板方法模式優(yōu)點(diǎn)包括代碼復(fù)用和擴(kuò)展性，缺點(diǎn)是增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性，且對(duì)每個(gè)不同的實(shí)現(xiàn)都需要定義一個(gè)子類。模板方法模式與策略模式相似，但策略模式允許在運(yùn)行時(shí)選擇算法，而模板方法模式的算法骨架在編譯時(shí)就已確定。優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)與其他模式的關(guān)系設(shè)計(jì)模式應(yīng)用實(shí)例第五章實(shí)例分析在軟件開發(fā)中，單例模式常用于日志記錄器，確保整個(gè)應(yīng)用中只有一個(gè)日志記錄器實(shí)例。單例模式在日志記錄中的應(yīng)用工廠模式允許在不指定具體類的情況下創(chuàng)建對(duì)象，例如在UI框架中動(dòng)態(tài)生成不同類型的按鈕。工廠模式在UI組件創(chuàng)建中的應(yīng)用策略模式使得支付系統(tǒng)能夠靈活切換不同的支付方式，如信用卡、支付寶或微信支付。策略模式在支付系統(tǒng)中的應(yīng)用觀察者模式在事件驅(qū)動(dòng)編程中廣泛應(yīng)用，如在用戶界面中響應(yīng)用戶的點(diǎn)擊事件。觀察者模式在事件驅(qū)動(dòng)編程中的應(yīng)用設(shè)計(jì)模式在項(xiàng)目中的應(yīng)用01單例模式在數(shù)據(jù)庫(kù)連接中的應(yīng)用在項(xiàng)目中，數(shù)據(jù)庫(kù)連接池通常采用單例模式，確保整個(gè)應(yīng)用只有一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)連接實(shí)例。02工廠模式在UI組件創(chuàng)建中的應(yīng)用UI框架中，工廠模式用于創(chuàng)建不同類型的UI組件，如按鈕或窗口，以實(shí)現(xiàn)組件的靈活創(chuàng)建和管理。03策略模式在支付系統(tǒng)中的應(yīng)用支付系統(tǒng)中，策略模式允許在運(yùn)行時(shí)選擇不同的支付策略，如信用卡、支付寶或微信支付。04觀察者模式在事件處理中的應(yīng)用在圖形用戶界面(GUI)項(xiàng)目中，觀察者模式用于處理事件，如按鈕點(diǎn)擊，實(shí)現(xiàn)事件監(jiān)聽和響應(yīng)。設(shè)計(jì)模式的優(yōu)缺點(diǎn)設(shè)計(jì)模式通過提供通用解決方案，使得代碼更加模塊化，易于復(fù)用，減少重復(fù)工作。提高代碼復(fù)用性采用設(shè)計(jì)模式有助于團(tuán)隊(duì)成員間溝通，因?yàn)槟Ｊ绞枪蚕淼脑O(shè)計(jì)語言，便于理解。促進(jìn)團(tuán)隊(duì)溝通過度使用或不恰當(dāng)應(yīng)用設(shè)計(jì)模式可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)過度復(fù)雜，難以維護(hù)和理解。增加系統(tǒng)復(fù)雜度實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)模式可能會(huì)增加代碼量和運(yùn)行時(shí)開銷，特別是在模式不必要時(shí)。可能引入額外開銷設(shè)計(jì)模式與軟件工程第六章設(shè)計(jì)模式與代碼復(fù)用促進(jìn)模塊化封裝變化03設(shè)計(jì)模式如工廠模式和抽象工廠模式，促進(jìn)了軟件的模塊化，使得模塊間解耦，便于復(fù)用。減少代碼冗余01設(shè)計(jì)模式通過封裝變化點(diǎn)，使得代碼易于復(fù)用，如策略模式允許在運(yùn)行時(shí)選擇算法。02使用設(shè)計(jì)模式如模板方法模式，可以減少代碼冗余，提高代碼復(fù)用率，保持代碼的整潔性。提高可維護(hù)性04采用設(shè)計(jì)模式，如單例模式，可以提高代碼的可維護(hù)性，使得代碼結(jié)構(gòu)清晰，易于復(fù)用和修改。設(shè)計(jì)模式與系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)模式強(qiáng)調(diào)模塊化，如MVC模式將應(yīng)用分為模型、視圖和控制器，提高系統(tǒng)的可維護(hù)性和擴(kuò)展性。01模塊化設(shè)計(jì)原則設(shè)計(jì)模式通過減少組件間的依賴來降低耦合度，同時(shí)提高模塊內(nèi)部的內(nèi)聚性，優(yōu)化系統(tǒng)架構(gòu)。02解耦合與高內(nèi)聚利用設(shè)計(jì)模式如策略模式和工廠模式，系統(tǒng)架構(gòu)可以更靈活地適應(yīng)需求變化，易于擴(kuò)展新功能。