软件设计模式ppt课件
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精品PPT课件--第9章软件体系结构与设计模式
在组织形式上，框架是一个待实例化的完整系统，定义 了软件系统的元素和关系，创建了基本的模块，定义了涉 及功能更改和扩充的插件位置。典型的框架例子有MFC框 架和Struts框架。
9.1 软件体系结构的基本概念
• 体系结构的重要作用
体系结构的重要作用体现在以下三个方面 ： （1）体系结构的表示有助于风险承担者（项目干系
层次结构具有以下优点: （1）支持基于抽象程度递增的系统设计，使设计者可以把
一个复杂系统按递增的步骤进行分解。 （2）支持功能增强，因为每一层至多和相邻的上下层交
互，因此，功能的改变最多影响相邻的内外层。
9.2 典型的体系结构风格
（3）支持复用。只要提供的服务接口定义不变，同一层的 不同实现可以交换使用。这样，就可以定义一组标准 的接口，从而允许各种不同的实现方法。
9.1 软件体系结构的基本概念
2．风格
风格是带有一种倾向性的模式。同一个问题可以有不同 的解决问题的方案或模式，但我们根据经验，通常会强烈 倾向于采用特定的模式，这就是风格。
每种风格描述一种系统范畴，该范畴包括： （1）一组构件（如数据库、计算模块）完成系统需要的某
种功能； （2）一组连接件，它们能使构件间实现“通信”、“合作”
个对象的表示，而不影响其他对象。 （2）设计者可将一些数据存取操作的问题分解成一些交互
的代理程序的集合。
9.2 典型的体系结构风格
其缺点如下: （1）为了使一个对象和另一个对象通过过程调用等进行
交互，必须知道对象的标识。只要一个对象的标识 改变了，就必须修改所有其他明确调用它的对象。 （2）必须修改所有显式调用它的其他对象，并消除由此 带来的一些副作用。例如，如果A使用了对象B，C 也使用了对象B，那么，C对B的使用所造成的对A 的影响可能是料想不到的。
9.1 软件体系结构的基本概念
• 体系结构的重要作用
体系结构的重要作用体现在以下三个方面 ： （1）体系结构的表示有助于风险承担者（项目干系
层次结构具有以下优点: （1）支持基于抽象程度递增的系统设计，使设计者可以把
一个复杂系统按递增的步骤进行分解。 （2）支持功能增强，因为每一层至多和相邻的上下层交
互，因此，功能的改变最多影响相邻的内外层。
9.2 典型的体系结构风格
（3）支持复用。只要提供的服务接口定义不变，同一层的 不同实现可以交换使用。这样，就可以定义一组标准 的接口，从而允许各种不同的实现方法。
9.1 软件体系结构的基本概念
2．风格
风格是带有一种倾向性的模式。同一个问题可以有不同 的解决问题的方案或模式，但我们根据经验，通常会强烈 倾向于采用特定的模式，这就是风格。
每种风格描述一种系统范畴，该范畴包括： （1）一组构件（如数据库、计算模块）完成系统需要的某
种功能； （2）一组连接件，它们能使构件间实现“通信”、“合作”
个对象的表示，而不影响其他对象。 （2）设计者可将一些数据存取操作的问题分解成一些交互
的代理程序的集合。
9.2 典型的体系结构风格
其缺点如下: （1）为了使一个对象和另一个对象通过过程调用等进行
交互，必须知道对象的标识。只要一个对象的标识 改变了，就必须修改所有其他明确调用它的对象。 （2）必须修改所有显式调用它的其他对象，并消除由此 带来的一些副作用。例如，如果A使用了对象B，C 也使用了对象B，那么，C对B的使用所造成的对A 的影响可能是料想不到的。
软件设计模式(ppt文档)
private: Log(); static Log * theOnlyInstance; HANDLE hlogfile; LPSTR m_filename;
};
theOnlyInstance和一个公开的 静态函数getInstance ，前者 用来指向Log的唯一实例，后 者用来获取该实例的指针；
主程序 main.cpp
#include<log.h> void main() {
Log * pLog = Log::getInstance(); pLog->SetFile("myapp.log"); PLog->Print("App starts...") ... }
• 模式分析
– 在单例模式的实现过程中，需要注意如下三点：
系统分析与设计 之
设计模式
主讲人：张琪
什么是设计模式？
设计模式（Design pattern）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。
设计模式使代码编制真正工程化；设计 模式是软件工程的基石脉络，如同大厦的 结构一样。
• 单例类的构造函数为私有； • 提供一个自身的静态私有成员变量； • 提供一个公有的静态工厂方法。
• 模式优缺点
– 单例模式的优点
• 提供了对唯一实例的受控访问。因为单例类封装了 它的唯一实例，所以它可以严格控制客户怎样以及 何时访问它，并为设计及开发团队提供了共享的概 念。
• 由于在系统内存中只存在一个对象，因此可以节约 系统资源，对于一些需要频繁创建和销毁的对象， 单例模式无疑可以提高系统的性能。
};
theOnlyInstance和一个公开的 静态函数getInstance ，前者 用来指向Log的唯一实例，后 者用来获取该实例的指针；
主程序 main.cpp
#include<log.h> void main() {
Log * pLog = Log::getInstance(); pLog->SetFile("myapp.log"); PLog->Print("App starts...") ... }
• 模式分析
– 在单例模式的实现过程中，需要注意如下三点：
系统分析与设计 之
设计模式
主讲人：张琪
什么是设计模式？
设计模式（Design pattern）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。
设计模式使代码编制真正工程化；设计 模式是软件工程的基石脉络，如同大厦的 结构一样。
• 单例类的构造函数为私有； • 提供一个自身的静态私有成员变量； • 提供一个公有的静态工厂方法。
• 模式优缺点
– 单例模式的优点
• 提供了对唯一实例的受控访问。因为单例类封装了 它的唯一实例，所以它可以严格控制客户怎样以及 何时访问它，并为设计及开发团队提供了共享的概 念。
• 由于在系统内存中只存在一个对象，因此可以节约 系统资源，对于一些需要频繁创建和销毁的对象， 单例模式无疑可以提高系统的性能。
《软件设计模式》课件
工厂模式可以降低客户端与具体实现类的耦合度，提高系统的可维护性和可扩展性
工厂模式是一种创建型设计模式，用于创建对象
工厂模式将创建对象的过程封装在一个工厂类中，客户端只需要调用工厂类的方法即可创建对象
工厂模式可以分为简单工厂模式、工厂方法模式和抽象工厂模式
定义：观察者模式是一种行为设计模式，它定义了一种一对多的依赖关系，让多个观察者对象同时监听一个主题对象。
定义：在不改变原有对象的基础上，动态地给对象添加新的功能或行为。
特点：透明性、可复用性、可扩展性。
应用场景：日志记录、权限控制、性能监控等。
实现方式：通过继承或组合的方式实现。
定义：将一个类的接口转换成客户希望的另一个接口，使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的那些类可以一起工作。
优点：提高代码的可重用性，降低耦合度，提高系统的灵活性和可扩展性。
当需要使现有系统与新的系统兼容时
当需要使现有类与新的类兼容时
当需要使现有接口与新的接口兼容时
- 单例模式可能导致代码耦合度增加- 单例模式可能导致代码可读性降低- 单例模式可能导致代码可维护性降低- 单例模式可能导致代码可测试性降低
缺点： - 单例模式可能导致代码耦合度增加 - 单例模式可能导致代码可读性降低 - 单例模式可能导致代码可维护性降低 - 单例模式可能导致代码可测试性降低
构建复杂对象：当需要构建一个复杂的对象时，可以使用工厂模式来简化对象的构建过程。
解耦对象创建：工厂模式可以将对象的创建与使用解耦，使得对象的创建和使用更加灵活。
提高代码复用性：工厂模式可以将对象的创建过程封装在一个类中，使得代码的复用性更高。
实时更新：当数据发生变化时，需要实时更新界面或通知用户
异步处理：当需要异步处理任务时，可以使用观察者模式
设计模式详解ppt课件
7
The Factory Pattern
Factory是最常见的设计模式之一，可帮 助我们组织创建对象的代码，通常用于以 下两种情况： 创建复杂的对象，并进行初始化。 根据不同的环境（输入参数），创建不
同用途的对象。一般这些对象都是实现 了相同的接口或继承于同一基类。
8
Factory模式的JDBC应用
10
更多的Factory模式应用例子
Hibernate的SessionFactory，将数据库表 和对象的映射关系写入XML格式的配置文件， 然后由SessionFactory根据它来创建Session。
EJB容器本身就是一个EJB的Factory。当客 户端调用EJB的时候，由容器创建EJB供其 使用。
重构（Refactor）专注于软件的渐进完善。通 过消除重复冗余代码，并将存在体系结构缺陷 的代码重新构建成符合设计模式的代码来达到 设计精良软件的目的。
Antiparttern与设计模式相反，是失败教训的总 结。其澄清了许多设计中经常面临的陷阱和容 易混淆的问题，能有效防止开发人员犯错误， 从而做出正确选择。
设计模式详解
1
何谓设计模式
在面向对象程序设计（OOP）过程中， 我们经常会遇到很多重复出现的问题，总 结解决这些问题的成功经验和最佳实践便 形成了设计模式（Design Pattern）。
其核心思想是将可重用的解决方案总 结出来，并分门别类。从而指导设计，减 少代码重复和优化体系结构。
2
采用设计模式的益处
重用，避免代码重复冗余 优化体系结构 提升系统的可维护性和弹性 代码更加容易测试，利于测试驱动 为性能优化提供便利 使软件质量更加有保证 增强代码可读性，便于团队交流 有助于整体提升团队水平
The Factory Pattern
Factory是最常见的设计模式之一，可帮 助我们组织创建对象的代码，通常用于以 下两种情况： 创建复杂的对象，并进行初始化。 根据不同的环境（输入参数），创建不
同用途的对象。一般这些对象都是实现 了相同的接口或继承于同一基类。
8
Factory模式的JDBC应用
10
更多的Factory模式应用例子
Hibernate的SessionFactory，将数据库表 和对象的映射关系写入XML格式的配置文件， 然后由SessionFactory根据它来创建Session。
EJB容器本身就是一个EJB的Factory。当客 户端调用EJB的时候，由容器创建EJB供其 使用。
重构（Refactor）专注于软件的渐进完善。通 过消除重复冗余代码，并将存在体系结构缺陷 的代码重新构建成符合设计模式的代码来达到 设计精良软件的目的。
Antiparttern与设计模式相反，是失败教训的总 结。其澄清了许多设计中经常面临的陷阱和容 易混淆的问题，能有效防止开发人员犯错误， 从而做出正确选择。
设计模式详解
1
何谓设计模式
在面向对象程序设计（OOP）过程中， 我们经常会遇到很多重复出现的问题，总 结解决这些问题的成功经验和最佳实践便 形成了设计模式（Design Pattern）。
其核心思想是将可重用的解决方案总 结出来，并分门别类。从而指导设计，减 少代码重复和优化体系结构。
2
采用设计模式的益处
重用，避免代码重复冗余 优化体系结构 提升系统的可维护性和弹性 代码更加容易测试，利于测试驱动 为性能优化提供便利 使软件质量更加有保证 增强代码可读性，便于团队交流 有助于整体提升团队水平
软件设计PPT课件
软件测试的目标
确保软件质量
通过测试发现软件中存在的缺陷和错误，提 高软件的质量和稳定性。
验证软件功能
验证软件是否符合需求规格，是否能够完成 预定的功能和任务。
提高软件可靠性
通过不断测试和修复，提高软件的可靠性和 可用性，降低故障率。
优化性能
通过测试发现软件的性能瓶颈，优化软件性 能，提高运行效率。
社交网络设计案例，以微信为例，介 绍其功能、特点、技术实现和用户体 验等方面的设计。
用户体验
微信注重用户体验，通过不断优化界 面设计和交互细节，提升了用户的使 用感受。
01
02
功能设计
微信作为一款社交应用，其功能设计 主要包括聊天、朋友圈、公众号等， 满足了用户社交需求。
03
特点
微信具有简洁、易用、安全等特点， 用户可以快速上手并享受优质的社交 体验。
页面布局
淘宝采用清晰的页面布局，将商品信 息、搜索框、导航栏等元素合理排布， 方便用户浏览和查找。
购物流程
淘宝的购物流程设计简洁明了，用户 可以轻松完成注册、登录、浏览、购 买等操作。
案例三：移动应用的设计
抖音的界面设计简洁大方，色彩搭配 合理，图标和按钮符合用户习惯，提 升了用户体验。
抖音在性能优化方面做得很好，无论 是启动速度还是运行流畅度都得到了 保障。
提高数据完整性
保证数据的准确性和可靠性，确保 数据的正确性和一致性。
04
数据库设计的基本步骤
概念设计
根据需求分析结果，设计出符 合业务需求的数据库概念模型。
物理设计
根据逻辑模型，设计出数据库 的物理结构，包括存储结构、 索引、分区等。
需求分析
了解用户需求，收集相关数据， 分析业务流程和数据流程。
软件设计模式课件 Lect0-Introduction-1
+updateCarPicture(JLabel imgLabel,ImageIcon imgIcon) //update car picture
#createImageIcon(String path): ImageIcon
二手车拍卖系统的类图设计-单独一个类的情况
CarAuctionGUI
getSelectedCar()：String getBitPrice()：String getCarList()：String[] setUpComboBox(String[] carList)：void
+setUpCarList(JComboBox cmbCarList,String[] carList) //add car list onto cmbCarList
+constructCarFileUrl(String carChosen): URL //produce an UML based on car name
Dining-room Bathroom
Studyroom
客厅(living room)
Bedroom1 Bedroom2
门
民房设计：有许多房间，每个房间都有其特定的功能
Introduction to Software Architecture
老北京四合院的架构： 由很多房屋组成，每个房屋都有其特 定的功能，房屋的位置也很主要
面 • 应用层：业务逻辑都
在这一层 • 数据库访问层：包含
所以的数据库访问方 法 b) 各层之间有调用关系
Database
Introduction to Software Architecture
二手车拍卖系统的例子
二手车拍卖系统用户图形界面
软件设计(详细设计)PPT课件
Case条件
Case1 Case2 … Casen
AB
N
c.多分支结构
循环条件 Do-While
部分
d.当型循环结构
Do-Until 部分
循环条件
e.直到型循环结构
A f.调用子程序A
图3.4 盒图的基本符号
F A
盒图例子
T B C D
A：
Case 1234 E FGH
(3) PAD图
PAD（Problem Analysis Diagram）是问题分析图。 日立公司发明和推广（1973）。
实用软件工程
第三章 软件设计 （详细设计）
第3章 软 件 设 计 软件设计通常分为两个阶段：总体设计阶段和详
细设计阶段。 总体设计
详细设计
详细3设.1计软的件基设本计任的务基本任务
详细设计是总体设计的进一步的具体化，主 要确定每个模块的具体执行过程，故也称为过程 设计。其基本任务有： (1).为每个模块进行详细的算法设计。 (2).为模块内的数据结构进行设计。 (3).对数据库进行物理设计 。 (4).界面设计。 (5).编写文档 (6).评审
打开数据库 SQL查询语句赋值 通过记录集对象打开SQL语句设定的记录
Y 记录集末端？
N 记数变量加1，输出记录字段值及图像
转跳下一记录 关闭数据库链接对象、记录集对象，并释放资源
输出记录数和提示 结束
程序流程图的缺点： 1）程序流程图本质上不是逐步求精的好工具，它诱
使程序员过早地考虑程序的控制流程，而不去考 虑程序的全局结构。
5）可用于表示程序逻辑，也可用于描绘数据结构； 6）PAD图的符号支持自顶向下、逐步求精的方法。
2）程序流程图中用箭头代表控制流，因此程序员不 受任何约束，可以完全不顾结构程序设计的精神， 随பைடு நூலகம்转移控制。
软件设计模式PPT课件
✓原型（Prototype）模式：通过“复制”一个已经存在的实 例来返回新的实例,而不是新建实例。被复制的实例就是我 们所称的“原型”，这个原型是可定制的。原型模式多用于 创建复杂的或者耗时的实例，因为这种情况下，复制一个已 经存在的实例使程序运行更高效；或者创建值相等，只是命 名不一样的同类数据
14
16
行为型设计模式
✓着力解决的是类实体之间的通讯关系，希望以面向对象的方 式描述一个控制流程
✓模版方法（Template Method）：定义了一个算法步骤，并 允许子类别为一个或多个步骤提供其实现方式。让子类别在 不改变算法架构的情况下，重新定义算法中某些步骤 ✓观察者（Observer）模式：定义了对象之间一对多的依赖， 当这个对象的状态发生改变的时候，多个对象会接受到通知， 有机会做出反馈 ✓迭代子（Iterator）模式：提供一种方法顺序访问一个聚合 对象中各个元素, 而又不需暴露该对象的内部表示
✓抽象工厂（Abstract Factory）：为一个产品族提供统一的 创建接口。当需要这个产品族的某一系列的时候，可以从抽 象工厂中选出相应的系列创建一个具体的工厂类
13
创建型设计模式
✓生成器（Builder）模式：将复杂对象的构建与它的表示分 离，同样的构建过程可以创建不同的表示。允许用户可以只 通过指定复杂对象的类型和内容就可以构建它们，用户不知 道内部的具体构建细节
✓桥梁（Bridge）模式：桥梁模式的用意是将问题的抽象和 实现分离开来实现，通过用聚合代替继承来解决子类爆炸性 增长的问题
✓适配器(Adapter)模式：将一个类的接口适配成用户所期待 的接口。一个适配器允许通常因为接口不兼容而不能在一起 工作的类工作在一起，做法是将类自己的接口包装在一个已 存在的类中
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行为型设计模式
✓着力解决的是类实体之间的通讯关系，希望以面向对象的方 式描述一个控制流程
✓模版方法（Template Method）：定义了一个算法步骤，并 允许子类别为一个或多个步骤提供其实现方式。让子类别在 不改变算法架构的情况下，重新定义算法中某些步骤 ✓观察者（Observer）模式：定义了对象之间一对多的依赖， 当这个对象的状态发生改变的时候，多个对象会接受到通知， 有机会做出反馈 ✓迭代子（Iterator）模式：提供一种方法顺序访问一个聚合 对象中各个元素, 而又不需暴露该对象的内部表示
✓抽象工厂（Abstract Factory）：为一个产品族提供统一的 创建接口。当需要这个产品族的某一系列的时候，可以从抽 象工厂中选出相应的系列创建一个具体的工厂类
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创建型设计模式
✓生成器（Builder）模式：将复杂对象的构建与它的表示分 离，同样的构建过程可以创建不同的表示。允许用户可以只 通过指定复杂对象的类型和内容就可以构建它们，用户不知 道内部的具体构建细节
✓桥梁（Bridge）模式：桥梁模式的用意是将问题的抽象和 实现分离开来实现，通过用聚合代替继承来解决子类爆炸性 增长的问题
✓适配器(Adapter)模式：将一个类的接口适配成用户所期待 的接口。一个适配器允许通常因为接口不兼容而不能在一起 工作的类工作在一起，做法是将类自己的接口包装在一个已 存在的类中
软件设计模式ppt课件
*
* @author Administrator
*
*/
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创建型模式之一（工厂方法模式)
package com.demo.factory;
import com.demo.factory.itf.ISwordFactory; import com.demo.factory.model.AbstractSword; import com.demo.factory.model.object.QixingSword;
实例二（多文档）
精选ppt
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接口的作用
接口的定义方面来说,接口其实就是类和类之间的一种 协定,一种约束（安全性）.
方便统一管理.另一个是方便调用
提高模块内的内聚性，降低模块间的耦合性.
扩展性
使用方便，可读性强，结构清晰的特点。
interface IBark { void Bark(); }
够有静态的不能被修改的数据成员（也就是必须 是static final的，不过在 interface中一般不定义 数据成员），所有的成员方法都是abstract的。
abstract class和interface所反映出的设计理念不
同。其实abstract class表示的是"is-a"关系，
精选ppt
精选ppt
3
设计模式的基本概念-软件危 机
软件危机的产生原因
✓ 与软件本身的特点有关。软件不同于硬件，它是计算机 系统中的逻辑部件而不是物理部件；软件不会因使用时 间过长而“老化”或“用坏”；在写出程序代码并在计 算机上试运行之前，软件开发过程的进展情况较难衡量， 软件质量也较难评价，因此管理和控制软件开发过程十 分困难；软件质量不是根据大量制造的相同实体的质量 来度量，而是与每一个组成部分的不同实体的质量紧密 相关，因此，在运行时所出现的软件错误几乎都是在开 发时期就存在而一直未被发现的，改正这类错误通常意 味着改正或修改原来的设计，这就在客观上使得软件维 护远比硬件维护困难；软件是一种信息产品，具有可延 展性，属于精柔选p性pt 生产，与通用性强的硬件相比，软件更 4
软件设计模式 ppt课件
不同的内部表象的产品对象。建造模式使得产品内部表象可以独立的变化，客户不必知道
产品内部组成的细节。建造模式可以强制实行一种分步骤进行的建造过程。
ppt课件
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概述
Builder模式是一种创建型模式，它主要是应对项目中一些复杂对 象的创建工作。
ppt课件
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抽象工厂模式定义
对象创建型模式，又称Kit模式。 在<<设计模式>>中对Abstract Factory的意图是这
样描述的：为了创建一组相关或相互依赖的对象提供 一个接口，而且无需指定它们的具体类。
有时候，几个对象需要一种协调的方式实例化。例如 ，在处理用户界面时，系统可能在一个操作系统上用 一组对象，在另一个系统上用另一组对象。Abstract
• 抽象产品(Abstract Product)角色： 担任这个角色的类是工厂方法模式所创建的对象的父类，或它们共同拥有的 接口。通常使用接口或者抽象类来实现这一角色。
• 具体产品(Concrete Product)角色: 抽象工厂模式所创建的任何产品对象都是某一个具体产品类的实例。通常使 用具体JAVA类来实现。
ppt课件
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懒汉式 VS 饿汉式
饿汉式：静态初始化方式，在启动加载单例类时就实例化 对象，只实例化一次，以后用到的时候就不需要再去实例 化了，加载类的时候速度比较慢，但以后获得对象时的速 度比较快，该对象从加载到应用结束一直占用资源。
懒汉式：相当于一个延迟加载机制，即你需要这个对象时 候才去实例化，加载类的时候速度比较快，但以后获得对 象时的速度比较慢，该对象在整个应用的生命周期只有一 部分时间占用资源。面临多线程访问的安全性问题，需要 做双重锁定处理才可以保证安全。
《软件设计模式》课件
优点： 降低耦合度、提高可维护性和可扩展性、支持多种数据库访问技术。
应用场景： 适用于需要管理对象生命周期的系统，如数据库访问、对象池管理等。
事件处理与通知
设计模式的总结与展望
提高软件设计质量
设计模式是经过实践验证的最佳实践，可以提高软件设计的质量和稳定性。
要点一
要点二
减少代码冗余
设计模式有助于减少重复的代码，提高代码复用性，降低维护成本。
适用场景
当需要创建多个相似或相关的对象时，或者当对象的创建与使用耦合度较高时。
实现方式
定义一个抽象工厂接口和多个具体工厂实现类，每个具体工厂实现类负责创建特定类型的对象。
总结词：定义对象之间的依赖关系，当一个对象改变状态时，其相关依赖对象都会收到通知并自动更新。
设计模式的最佳实践
单一职责原则
提高开发效率：使用设计模式可以加速软件设计和开发过程，提高开发效率。
学习曲线陡峭
设计模式需要深入理解，学习曲线较陡峭，需要投入大量时间和精力。
不适用于小型项目
对于小型项目，过度使用设计模式可能导致过度设计和代码复杂化。
难以适应需求变化
设计模式往往针对特定问题设计，难以适应不断变化的需求。
微服务架构的兴起
总结词
单例模式是一种创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。这种类型的设计模式属于创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。在单例模式中，一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。这种设计模式确保某个类只有一个实例，而且自行实例化并向整个系统提供这个实例。
详细描述
当需要频繁创建和销毁同一对象时，或者当一个类只能有一个实例时。
随着微服务架构的兴起，设计模式在服务间通信、服务治理等方面将发挥更大作用。
软件体系结构设计模式ppt课件
意图:将一个类的接口转换成客户希望的另外一个接口。此模式使得原本由于接 口不兼容而不能一起工作的那些类可以一起工作。
问题: 你想使用一个已经存在的类，而它的接口不符合你的需求。 你想创建一个可以复用的类，该类可以与其他不相关的类或不可预见的类 （即那些接口可能不一定兼容的类）协同工作。
17
类的适配器(Adapter)模式
4
设计原则
面向接口编程的原则
面向接口编程，而不是面向实现编程。
可变性封装的原则
在设计时应当考虑系统中什么可能会发生变化，或者什 么特性具备多变的特征。这种变化不应该散落在代码中 的各个角落，而是应该被适当的封装起来，以便于维护 以及扩展；
开－闭原则
软件中的实体（包括类，模块，函数等等）应当是可扩 展的（开），而不应被修改（闭）。
9
工厂方法
10
抽象工厂
11
抽象工厂
意图:为特定的客户(或情况)提供特定系列的对象。提供一个创建一系列相关或相 互依赖对象的接口，而无需指定它们具体的类。
问题:一系列相关的对象需要被实例化。
12
建造模式
13
建造模式
14
单例/单子模式
15
单例/单子模式
16
类的适配器(Adapter)模式
22
桥梁(Bridge)/柄体(Handle and Body)模式
当具有抽象的层次结构和相应的实现层次结构时， Bridge模式是非常有用的。除了可以将抽象和实现组 合成许多不同的类，该模式还可以动态组合的独立类 的形式实现这些抽象和实现。
优点： (1)可以将接口与现实相分离 (2)提高了可扩展性 (3)对客户端隐藏了实现的细节
设计模式使人们可以更加简单方便地复用成功的设计和体 系结构。
问题: 你想使用一个已经存在的类，而它的接口不符合你的需求。 你想创建一个可以复用的类，该类可以与其他不相关的类或不可预见的类 （即那些接口可能不一定兼容的类）协同工作。
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类的适配器(Adapter)模式
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设计原则
面向接口编程的原则
面向接口编程，而不是面向实现编程。
可变性封装的原则
在设计时应当考虑系统中什么可能会发生变化，或者什 么特性具备多变的特征。这种变化不应该散落在代码中 的各个角落，而是应该被适当的封装起来，以便于维护 以及扩展；
开－闭原则
软件中的实体（包括类，模块，函数等等）应当是可扩 展的（开），而不应被修改（闭）。
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工厂方法
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抽象工厂
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抽象工厂
意图:为特定的客户(或情况)提供特定系列的对象。提供一个创建一系列相关或相 互依赖对象的接口，而无需指定它们具体的类。
问题:一系列相关的对象需要被实例化。
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建造模式
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建造模式
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单例/单子模式
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单例/单子模式
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类的适配器(Adapter)模式
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桥梁(Bridge)/柄体(Handle and Body)模式
当具有抽象的层次结构和相应的实现层次结构时， Bridge模式是非常有用的。除了可以将抽象和实现组 合成许多不同的类，该模式还可以动态组合的独立类 的形式实现这些抽象和实现。
优点： (1)可以将接口与现实相分离 (2)提高了可扩展性 (3)对客户端隐藏了实现的细节
设计模式使人们可以更加简单方便地复用成功的设计和体 系结构。
软件设计模式一PPT课件
– Patterns document existing, well-proven design experience. – Patterns provide a common vocabulary and understanding
for design principles. – Patterns are a means of documenting software architectures. – Patterns support the construction of software with define
patterns
• 定义：
– A physical arrangement of elements – Repeating;with some degree of correspondence in successive trials or
observations – 典范、范例，事物的标准样式 – In the book “Design Patterns”, the design patterns are descriptions of
• frameworks are often said to abide by the Hollywood Principle ("Don't call us, we'll call you.")
• 比较：
– Design patterns are more abstract than frameworks – Design patterns are smaller architectural elements than frameworks – Design patterns are less specialized than frameworks
for design principles. – Patterns are a means of documenting software architectures. – Patterns support the construction of software with define
patterns
• 定义：
– A physical arrangement of elements – Repeating;with some degree of correspondence in successive trials or
observations – 典范、范例，事物的标准样式 – In the book “Design Patterns”, the design patterns are descriptions of
• frameworks are often said to abide by the Hollywood Principle ("Don't call us, we'll call you.")
• 比较：
– Design patterns are more abstract than frameworks – Design patterns are smaller architectural elements than frameworks – Design patterns are less specialized than frameworks
相关主题
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Software Design Pattern
1
第一讲 软件设计模式概述
设计模式的基本概念
✓ 软件危机 ✓ 软件设计模式的定义 ✓ 软件设计模式的必要性与作用 ✓ 软件设计的基本原则 ✓ 软件设计模式学习的前提基础
软件设计模式的主要分类
✓ 创建型模式 ✓ 结构型模式 ✓ 行为型模式
工厂方法模式
3
设计模式的基本概念-软件危机
软件危机的产生原因
✓ 与软件本身的特点有关。软件不同于硬件，它是计算机系统 中的逻辑部件而不是物理部件；软件不会因使用时间过长而 “老化”或“用坏”；在写出程序代码并在计算机上试运行 之前，软件开发过程的进展情况较难衡量，软件质量也较难 评价，因此管理和控制软件开发过程十分困难；软件质量不 是根据大量制造的相同实体的质量来度量，而是与每一个组 成部分的不同实体的质量紧密相关，因此，在运行时所出现 的软件错误几乎都是在开发时期就存在而一直未被发现的， 改正这类错误通常意味着改正或修改原来的设计，这就在客 观上使得软件维护远比硬件维护困难；软件是一种信息产品， 具有可延展性，属于柔性生产，与通用性强的硬件相比，软 件更具有多样化的特点。
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设计模式的基本概念-设计模式
所谓设计模式是对于某一类软件设计问题的可重用的 解决方案。
设计模式的最终目标就是帮助人们利用成功软件设计 师们的集体经验，来设计出更加优秀的软件，解决软 件危机的问题。
引入软件设计模式将成为企业或者个人可持续发展 的必然选择。只有专业，才能在这个领域做得最 好，为社会、企业和个人带来更多的价值
10
设计模式的基本概念-设计模式的特 点
设计模式的特点
✓名称 每个设计模式都有一个名称。
✓可传授性 问题反复出现，解决问题的方案相同，大家都 接受改方案。
✓可重用性 问题反复出现，尽管问题出现的 环境有不同， 但解决方案 要性与作用
✓ 重用设计 重用设计比重用代码更有意义，它会自动带来代码 重 用；
方案，无需重复相同的工作。 通用定义：
模式是一种问题的解决思路，它已经适用于一种实践 环境，并可以使用于其他环境。
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设计模式的基本概念-生活中的模 式
古人在遇到生活问题时，能通过不断的思考、实 践、总结，最后得到许多解决生活困难的方法。
后人遇到相同问题的时候，也会采用同样的方法， 这些方法就被称为模式。 ✓烤肉-取火 ✓取水-打井 ✓耕田-耕牛
✓ 多用组合少用继承 在面向对象的软件设计中，对于类的扩展，首先想到的是使用类的继承来 实现，由子类继承父类，从而完成对子类功能的扩展。继承的好处是可以 尽量让相同的属性或者功能复用，但是随着项目越来越大，需求的不断变 化，继承就会变得越来越臃肿，后期难以控制和维护。最重要的是，继承 会不分青红皂白地把父类的公有和受保护的方法统统继承下来，而这些方 法可能是子类不需要的功能，会对子类产生一些危害。
4
设计模式的基本概念-软件危机
软件危机的产生原因
✓ 来自于软件开发人员的弱点。其一，软件产品是人的思 维结果，因此软件生产水平最终在相当程度上取决于软 件人员的教育、训练和经验的积累；其二，对于大型软 件往往需要许多人合作开发，甚至要求软件开发人员深 入应用领域的问题研究，这样就需要在用户与软件人员 之间以及软件开发人员之间相互通讯，在此过程中难免 发生理解的差异，从而导致后续错误的设计或实现，而 要消除这些误解和错误往往需要付出巨大的代价；其三， 由于计算机技术和应用发展迅速，知识更新周期加快， 软件开发人员经常处在变化之中，不仅需要适应硬件更 新的变化，而且还要涉及日益扩大的应用领域问题研究。
✓“开-闭”原则,即“对扩展开放，对修改关闭”
13
设计模式的基本概念-设计模式的分类
目前设计模式可以分为两大类：
GOF(Gang of Four)
✓ GOF 是由四位(Erich GAMMA, Richarc Helm, Ralph Johnson, John Vlissides) 具有丰富的面向对象设计经验的大师 给出的，所以被称为“四人帮”模式； ✓GOF设计模式常用的有23种； ✓着重考虑设计的实现，类的交互和软件的质量；
5
设计模式的基本概念-软件危机
软件危机 软件危机主要有以下一些典型表现：1.对软件开发成本 和进度的估计常常很不准确。2.用户对“已完成的”软 件系统不满意的现象经常发生。3.软件产品的质量往往 靠不住。4.软件常常是不可维护的。5.软件通常没有适 当的文档资料。6.软件成本在计算机系统总成本中所占 的比例逐年上升。7.软件开发生产率提高的速度，远远 跟不上计算机应用迅速普及深入的趋势。
一个软件系统要有一个稳定的架构，不会随需求的改变而发生巨大的变动。
因此，高内聚、低耦合是一个软件系统设计中必须遵循的基本原则。
✓ 面向抽象编程 在面向过程的软件开发中，上层组件调用下层组件，就意味着上层组件依 赖于下层组件，当下层组件发生剧烈变化时，上层组件也要跟着一起发生 变动，这将导致软件组件模块的复用性大大降低，从而增加软件开发成本， 使软件结构设计上存在一定的臃肿性，不利于后期系统维护工作。
✓ 为设计提供共同的词汇 每个模式名就是一个设计词汇，其概念使得程序员 间的交流更加 方便；编写开发文档更加容易；
✓重构系统更加容易
设计模式从最初的设计就考虑到变化，因此当需求发生变化时， 一般不会改变整体设计；
✓节约设计时间 ✓可采用任何编程语言实现
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设计模式的基本概念-设计模式基本原则
✓ 高内聚、低耦合
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设计模式的基本概念
模式 设计模式 软件设计模式的必要性与作用 设计模式的分类
7
设计模式的基本概念
设计模式的概念最早起源于Christopher Alexander. 每个模式描述了一个在我们的环境中不断出现的问题
以及该问题解决方案的核心。 通过使用模式，我们可以无限次使用那些已有的解决
2
设计模式的基本概念-软件危机
软件危机的含义 软件危机是指在计算机软件的开发和维护过程中所遇到 的一系列严重问题。这些问题不仅仅是不能正常运行的 软件才具有的，实际上，几乎所有软件都不同程度的存 在这些问题。软件危机包含下属两方面的问题：如何开 发软件，以满足对软件日益增长的需求；如何维护数量 不断膨胀的已有软件。
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第一讲 软件设计模式概述
设计模式的基本概念
✓ 软件危机 ✓ 软件设计模式的定义 ✓ 软件设计模式的必要性与作用 ✓ 软件设计的基本原则 ✓ 软件设计模式学习的前提基础
软件设计模式的主要分类
✓ 创建型模式 ✓ 结构型模式 ✓ 行为型模式
工厂方法模式
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设计模式的基本概念-软件危机
软件危机的产生原因
✓ 与软件本身的特点有关。软件不同于硬件，它是计算机系统 中的逻辑部件而不是物理部件；软件不会因使用时间过长而 “老化”或“用坏”；在写出程序代码并在计算机上试运行 之前，软件开发过程的进展情况较难衡量，软件质量也较难 评价，因此管理和控制软件开发过程十分困难；软件质量不 是根据大量制造的相同实体的质量来度量，而是与每一个组 成部分的不同实体的质量紧密相关，因此，在运行时所出现 的软件错误几乎都是在开发时期就存在而一直未被发现的， 改正这类错误通常意味着改正或修改原来的设计，这就在客 观上使得软件维护远比硬件维护困难；软件是一种信息产品， 具有可延展性，属于柔性生产，与通用性强的硬件相比，软 件更具有多样化的特点。
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设计模式的基本概念-设计模式
所谓设计模式是对于某一类软件设计问题的可重用的 解决方案。
设计模式的最终目标就是帮助人们利用成功软件设计 师们的集体经验，来设计出更加优秀的软件，解决软 件危机的问题。
引入软件设计模式将成为企业或者个人可持续发展 的必然选择。只有专业，才能在这个领域做得最 好，为社会、企业和个人带来更多的价值
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设计模式的基本概念-设计模式的特 点
设计模式的特点
✓名称 每个设计模式都有一个名称。
✓可传授性 问题反复出现，解决问题的方案相同，大家都 接受改方案。
✓可重用性 问题反复出现，尽管问题出现的 环境有不同， 但解决方案 要性与作用
✓ 重用设计 重用设计比重用代码更有意义，它会自动带来代码 重 用；
方案，无需重复相同的工作。 通用定义：
模式是一种问题的解决思路，它已经适用于一种实践 环境，并可以使用于其他环境。
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设计模式的基本概念-生活中的模 式
古人在遇到生活问题时，能通过不断的思考、实 践、总结，最后得到许多解决生活困难的方法。
后人遇到相同问题的时候，也会采用同样的方法， 这些方法就被称为模式。 ✓烤肉-取火 ✓取水-打井 ✓耕田-耕牛
✓ 多用组合少用继承 在面向对象的软件设计中，对于类的扩展，首先想到的是使用类的继承来 实现，由子类继承父类，从而完成对子类功能的扩展。继承的好处是可以 尽量让相同的属性或者功能复用，但是随着项目越来越大，需求的不断变 化，继承就会变得越来越臃肿，后期难以控制和维护。最重要的是，继承 会不分青红皂白地把父类的公有和受保护的方法统统继承下来，而这些方 法可能是子类不需要的功能，会对子类产生一些危害。
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设计模式的基本概念-软件危机
软件危机的产生原因
✓ 来自于软件开发人员的弱点。其一，软件产品是人的思 维结果，因此软件生产水平最终在相当程度上取决于软 件人员的教育、训练和经验的积累；其二，对于大型软 件往往需要许多人合作开发，甚至要求软件开发人员深 入应用领域的问题研究，这样就需要在用户与软件人员 之间以及软件开发人员之间相互通讯，在此过程中难免 发生理解的差异，从而导致后续错误的设计或实现，而 要消除这些误解和错误往往需要付出巨大的代价；其三， 由于计算机技术和应用发展迅速，知识更新周期加快， 软件开发人员经常处在变化之中，不仅需要适应硬件更 新的变化，而且还要涉及日益扩大的应用领域问题研究。
✓“开-闭”原则,即“对扩展开放，对修改关闭”
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设计模式的基本概念-设计模式的分类
目前设计模式可以分为两大类：
GOF(Gang of Four)
✓ GOF 是由四位(Erich GAMMA, Richarc Helm, Ralph Johnson, John Vlissides) 具有丰富的面向对象设计经验的大师 给出的，所以被称为“四人帮”模式； ✓GOF设计模式常用的有23种； ✓着重考虑设计的实现，类的交互和软件的质量；
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设计模式的基本概念-软件危机
软件危机 软件危机主要有以下一些典型表现：1.对软件开发成本 和进度的估计常常很不准确。2.用户对“已完成的”软 件系统不满意的现象经常发生。3.软件产品的质量往往 靠不住。4.软件常常是不可维护的。5.软件通常没有适 当的文档资料。6.软件成本在计算机系统总成本中所占 的比例逐年上升。7.软件开发生产率提高的速度，远远 跟不上计算机应用迅速普及深入的趋势。
一个软件系统要有一个稳定的架构，不会随需求的改变而发生巨大的变动。
因此，高内聚、低耦合是一个软件系统设计中必须遵循的基本原则。
✓ 面向抽象编程 在面向过程的软件开发中，上层组件调用下层组件，就意味着上层组件依 赖于下层组件，当下层组件发生剧烈变化时，上层组件也要跟着一起发生 变动，这将导致软件组件模块的复用性大大降低，从而增加软件开发成本， 使软件结构设计上存在一定的臃肿性，不利于后期系统维护工作。
✓ 为设计提供共同的词汇 每个模式名就是一个设计词汇，其概念使得程序员 间的交流更加 方便；编写开发文档更加容易；
✓重构系统更加容易
设计模式从最初的设计就考虑到变化，因此当需求发生变化时， 一般不会改变整体设计；
✓节约设计时间 ✓可采用任何编程语言实现
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设计模式的基本概念-设计模式基本原则
✓ 高内聚、低耦合
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设计模式的基本概念
模式 设计模式 软件设计模式的必要性与作用 设计模式的分类
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设计模式的基本概念
设计模式的概念最早起源于Christopher Alexander. 每个模式描述了一个在我们的环境中不断出现的问题
以及该问题解决方案的核心。 通过使用模式，我们可以无限次使用那些已有的解决
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设计模式的基本概念-软件危机
软件危机的含义 软件危机是指在计算机软件的开发和维护过程中所遇到 的一系列严重问题。这些问题不仅仅是不能正常运行的 软件才具有的，实际上，几乎所有软件都不同程度的存 在这些问题。软件危机包含下属两方面的问题：如何开 发软件，以满足对软件日益增长的需求；如何维护数量 不断膨胀的已有软件。