设计模式-软件体系结构-实验1-创建型设计模式

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设计模式和架构

设计模式和架构是软件开发中至关重要的概念，它们对于构建可扩展、可维护和高质量的软件系统具有重要意义。本文将介绍设计模式和架构的概念、作用以及一些常见的设计模式和架构模式。

一、设计模式的概念和作用

设计模式是在软件开发中对常见问题的解决方案的总结和抽象。它们提供了一种被广泛接受的思想和方法，用于解决软件开发中常见的设计问题。设计模式帮助开发人员更好地组织和设计代码，提高代码的复用性和可维护性。通过使用设计模式，开发人员可以更加灵活地应对需求变化，减少代码的耦合性，提升软件系统的可扩展性。

二、常见的设计模式

1. 创建型设计模式

创建型设计模式主要关注对象的创建过程，包括简单工厂模式、抽象工厂模式、单例模式、建造者模式和原型模式等。简单工厂模式通过一个工厂类来创建对象，避免直接实例化对象；抽象工厂模式提供一个接口，用于创建一系列相关或相互依赖的对象；单例模式确保一个类只有一个实例对象；建造者模式将对象的构建过程和表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示；原型模式通过复制现有对象来创建新对象。

2. 结构型设计模式

结构型设计模式关注对象的组合和关联方式，包括适配器模式、装

饰者模式、代理模式、外观模式、桥接模式、组合模式和享元模式等。适配器模式将一个类的接口转换成客户端期望的另一个接口；装饰者

模式动态地将责任附加到对象上，扩展其功能；代理模式通过代理对

象控制访问，可以在不改变原始对象的情况下增加额外的逻辑；外观

模式提供一个统一的接口，用于访问子系统的一组接口；桥接模式将

抽象部分和实现部分解耦，使得它们可以独立变化；组合模式将对象

体系结构设计模式

设计模式分为三类，每个设计模式都属于这三类模式中的⼀种：创建型，处理对象创建中的相关问题；结构型，为组织系统中的类与对象提供⽅法；⾏为型，为设计系统中对象间的协作提供策略。

体系结构设计模式，帮助设计者将功能分配给系统中各个⼦系统的设计模式。

设计模式使得开发⼈员可以设计系统的具体部分，⽐如讲对象实例化抽象或将类聚集成更⼤的结构。设计模式还促进了对象之间的松散耦合。体系结构模式促进了系统之间的松散耦合。这些模式规定了系统中的所有⼦系统，以及彼此交互的⽅式。这⾥讨论流⾏的模型--视图--控制器MVC和层次体系结构模式。

MVC

考虑⼀个简单的⽂本编辑器的设计。在这个程序中，⽤户从键盘输⼊⽂本，使⽤⿏标格式化⽂本。我们的程序将这些⽂本和格式信息存储进⼀系列的数据结构，然后将它们显⽰在屏幕⼀共⽤户阅读。这个程序遵循模型--视图--控制器体系结构模式，该模式将应⽤程序数据（包含在模式中）与图形化呈现组件（视图）和输⼊处理逻辑（控制器）这三者分开。它们三者的关系是，控制器修改模型，模型通知视图做出改变。

控制器实现处理⽤户输⼊的逻辑。模型包含应⽤程序数据、视图显⽰存储在模型中的数据。当⼀个⽤户提供某些输⼊，控制器使⽤这些输⼊修改模型。⾄于这个⽂本编辑器的例⼦，模型也许只包含构成⽂档的字符。当模型发⽣变化时，它向视图通知这些变化，从⽽视图可以⽤以改变的视图来更新它的显⽰。字处理程序中的视图也许会以特定的字体和特定的⼤⼩来显⽰字符。

MVC并不将应⽤程序局限于单⼀视图和单⼀控制器。在更复杂的程序（⽐如字处理程序）中，⼀个⽂档模型可能具有两个视图。⼀个视图可能显⽰⽂档的缩略图，另⼀个视图可能显⽰完整的⽂档。字处理程序还实现了多控制器----⼀个处理键盘输⼊，另⼀个处理⿏标选择。只要任⼀控制器做了改变，那么当模型把变化通知给所有视图的时候，缩略图和打印预览窗⼝都将⽴刻显⽰出这个变化。

设计模式分类（创建型模式、结构型模式、行为型模式）

设计模式分类（创建型模式、结构型模式、⾏为型模式）1．创建型模式

前⾯讲过，社会化的分⼯越来越细，⾃然在软件设计⽅⾯也是如此，因此对象的创建和对象的使⽤分开也就成为了必然趋势。因为对象的创建会消耗掉系统的很多资源，所以单独对对象的创建进⾏研究，从⽽能够⾼效地创建对象就是创建型模式要探讨的问题。这⾥有6个具体的创建型模式可供研究，它们分别是：

简单⼯⼚模式（Simple Factory）

⼯⼚⽅法模式（Factory Method）

抽象⼯⼚模式（Abstract Factory）

创建者模式（Builder）

原型模式（Prototype）

单例模式（Singleton）

说明：严格来说，简单⼯⼚模式不是GoF总结出来的23种设计模式之⼀。

2．结构型模式

在解决了对象的创建问题之后，对象的组成以及对象之间的依赖关系就成了开发⼈员关注的焦点，因为如何设计对象的结构、继承和依赖关系会影响到后续程序的维护性、代码的健壮性、耦合性等。对象结构的设计很容易体现出设计⼈员⽔平的⾼低，这⾥有7个具体的结构型模式可供研究，它们分别是：

外观模式/门⾯模式（Facade门⾯模式）

适配器模式（Adapter）

代理模式（Proxy）

装饰模式（Decorator）

桥梁模式/桥接模式（Bridge）

组合模式（Composite）

享元模式（Flyweight）

3．⾏为型模式

在对象的结构和对象的创建问题都解决了之后，就剩下对象的⾏为问题了，如果对象的⾏为设计的好，那么对象的⾏为就会更清晰，它们之间的协作效率就会提⾼，这⾥有11个具体的⾏为型模式可供研究，它们分别是：

面向对象软件体系结构与设计模式

一、前言

面向对象软件体系结构与设计模式是软件开发的重要组成部分，具有广泛的应用价值和产业意义。本文将从面向对象软件体系结

构和设计模式两个方面进行阐述，探讨其基本原理、实现方法以

及应用效果。

二、面向对象软件体系结构

面向对象软件体系结构是一种针对现代软件开发的设计和开发

方法，其基本思想是以对象为基本单位进行系统分析和设计。在

面向对象软件体系结构中，软件系统被抽象为由各种不同类型的

对象组成的集合，每个对象都具有自己的属性和方法，这些对象

之间通过接口进行交互，形成一个统一的系统体系结构。

面向对象软件体系结构的优劣

面向对象软件体系结构主要优势包括：

1. 可复用性高：面向对象的程序设计可以高度重复使用，通过

类和对象的复用，可以快速构建复杂的软件系统。

2. 易维护性高：由于面向对象的程序设计是基于类和对象的，

代码的修改只需要修改相关类和对象，而不会影响系统的其他部分，从而提高了程序的可维护性。

3. 增强软件的可扩展性：面向对象开发模式下，程序员可以根

据需要进行新的对象创建，从而实现弹性分层。

4. 更贴近对象的本质：程序员能够以更自然的方式来刻画问题

本身中的对象。

面向对象软件体系结构的主要缺陷包括：

1. 复杂度高：由于面向对象的软件系统需要对各种类型的对象

进行抽象，存在相当大的复杂度，从而导致开发成本高。

2. 性能不佳：由于对多个对象的频繁交互需要进行额外的处理，面向对象软件系统在性能方面较差。

三、设计模式

设计模式是一种基于面向对象编程技术的重要概念，用于解决

软件设计过程中的一些常见问题。设计模式可以被视为一个经过

软件工程中的软件设计和开发模式

软件工程中的软件设计和开发模式随着计算机技术的飞速发展，软件工程在当代社会中的重要性变得越来越突出，因为软件工程可以帮助我们解决很多实际的问题。软件工程主要包括四个方面：软件需求、软件设计、软件开发和软件测试。在这四个方面中，软件设计和开发是软件工程的核心环节，因为软件设计和开发是完成一项软件工程项目的前提和基础。

软件设计模式

软件设计模式是软件工程中一个非常重要的概念。软件设计模式是指通过观察现实世界中已有的系统和对象，将其归纳成一些通用的设计模式，以此来解决某些软件工程问题。软件设计模式的出现，使得软件设计变得更加简单、清晰、高效，可以提高软件的可维护性、可重用性和可扩展性。软件设计模式通常可以分为三类：创建型模式、结构型模式和行为型模式。

1. 创建型模式

创建型模式是指用于创建对象的模式，包括单例模式、简单工

厂模式、工厂方法模式、抽象工厂模式、建造者模式、原型模式等。这些设计模式能够帮助我们更加灵活地创建对象。

2. 结构型模式

结构型模式是指用于组合类和对象以形成更大的结构的模式，

包括适配器模式、桥接模式、装饰器模式、组合模式、外观模式、享元模式、代理模式等。这些设计模式能够帮助我们更好地设计

和组合不同的类和对象。

3. 行为型模式

行为型模式是指用于组织类和对象之间的通信的模式，包括责

任链模式、命令模式、解释器模式、迭代器模式、中介者模式、

备忘录模式、观察者模式、状态模式、策略模式、模板方法模式、访问者模式等。这些设计模式能够帮助我们更好地组织和管理不

同类和对象之间的通信。

软件开发模式

软件设计模式的概念和实现方法

软件设计模式的概念和实现方法软件设计模式是指在软件开发过程中，经过多次实践的总结，抽象出来的可重用的设计方式，它可以有效地提高软件开发的效率，降低软件维护的成本。

一般来说，软件设计模式可以从四个方面来划分：创建型模式、结构型模式、行为型模式和J2EE模式。

1.创建型模式：

创建型模式主要是解决对象实例化的问题，包括单例模式、工厂模式、抽象工厂模式、建造者模式和原型模式。

单例模式是指保证一个类只有唯一的一个实例，可以用于保存全局状态，比如配置文件对象、线程池对象等等。

工厂模式主要是通过一个工厂来创建对象，可以简化客户端的操作，提供更好的封装性。

抽象工厂模式是对工厂模式的补充，它是一种提供接口来创建一系列相关对象的方式，可以方便地进行对象间的组合。

建造者模式主要是通过一个指挥者来协调各个部件的构造，使得

对象的构造过程更加灵活和可控。

原型模式主要是通过克隆现有的对象来创建新的对象，可以避免

耗时的初始化过程。

2.结构型模式：

结构型模式主要是解决类与类之间的关系问题，包括适配器模式、装饰器模式、代理模式、外观模式、桥接模式、组合模式和享元模式。

适配器模式是指将一个类的接口转换成客户希望的另一个接口，

使得原本不兼容的类可以合作。

装饰器模式是指在不改变原有对象的基础上，通过包装对象来增

强对象的功能或者增加行为。

代理模式是指在访问对象时引入一定程度的间接性，以便更好地

控制访问的过程和结果。

外观模式是指为一组复杂的子系统提供一个简单的入口，以便客

户端能够更方便地访问这些子系统。

桥接模式是指将抽象部分与实现部分分离，以便二者可以独立地

Java中的设计模式和架构模式详解

Java中的设计模式和架构模式详解设计模式和架构模式是软件开发中非常重要的概念，它们可以帮

助开发人员更好地设计和构建高质量的软件系统。在Java中，设计模

式和架构模式被广泛应用，许多经典的设计模式和架构模式都有对应

的Java实现。

一、设计模式

设计模式是针对软件设计中常见问题的解决方案的模板。它们提

供了一种通用的设计方法，可以帮助开发人员更好地组织和管理代码。在Java中，最常用的设计模式包括：

1.工厂模式（Factory Pattern）：工厂模式是一种创建型设计模式，用于创建对象而不暴露创建逻辑。它可以帮助我们将对象的创建

和使用解耦，使系统更加灵活和可维护。

2.单例模式（Singleton Pattern）：单例模式是一种创建型设计

模式，用于确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。在

Java中，单例模式通常通过私有化构造函数、静态变量和静态方法实现。

3.观察者模式（Observer Pattern）：观察者模式是一种行为设

计模式，用于实现对象之间的一对多依赖关系。在Java中，观察者模

式通常通过Java内置的Observer接口和Observable类实现。

4.策略模式（Strategy Pattern）：策略模式是一种行为设计模式，用于定义一系列算法，并将每个算法封装起来，使它们可以互相

替换。在Java中，策略模式常常通过接口和实现类实现。

5.适配器模式（Adapter Pattern）：适配器模式是一种结构设计

模式，用于将一个类的接口转换成客户端所期望的另一个接口。在

Java中，适配器模式通常通过接口实现或类继承实现。

软件架构的设计模式

软件架构设计模式

随着面向对象技术的发展和广泛应用，设计模式不再是一个新兴的名词，它已逐步成为系统架构人员、设计人员、分析人员以及程序开发人员所需掌握的基本技能之一。设计模式已广泛应用于面向对象的设计和开发，成为面向对象领域的一个重要组成部分。设计模式通常可分为三类：创建型模式、结构型模式和行为型模式。

1.创建型模式概述

创建型模式(CreationalPattern)对类的实例化过程及对象的创建过程进行了抽象，能够使软件模块做到与对象的创建和组织无关。创建型模式隐藏了对象的创建细节，通过隐藏对象如何被创建和组合在一起达到使整个系统独立的目的。在掌握创建型模式时，需要回答以下三个问题：创建什么(What)、由谁创建(Who)和何时创建(When)。创建型模式主要包括简单工厂模式、工厂方法模式、抽象工厂模式、建造者模式、原型模式、单例模式。以下介绍其中使用频率较高的几种模式，包括简单工厂模式、工厂方法模式、抽象工厂模式、单例模式。

1.1简单工厂模式

简单工厂模式(SimpleFatoryPattern)，又称静态工厂方法模式(StaticFactotyMethodPattern)，属于类创建型模式。在简单工厂模式中，定义一个类,可以根据参数的不同返回不同的类的实例，这些类具有公共的父类和一些公共的方法。简单工厂模式不属于GoF设计模式，它是最简单的工厂模式。简单工厂模式专门定义一个类来负责创建其他类的实例，这个类称为工厂类，被创建的实例通常都具有共同的父类。

在简单工厂模式中，工厂类包含必要的判断逻辑，决定在什么时候创建哪一个产品类实例，客户端可以免除直接创建产品对象的责任，而仅仅“消费”产品，简单工厂模式通过这种方式实现了对责任的划分。但是由于工厂类集中了所有产品创建逻辑，一旦不能正常工作，整个系统都要受到影响；同时系统扩展较为困难，一旦添加新产品就不得不修改工厂逻辑，违反了开闭原则，并造成工厂逻辑过于复杂。

设计模式常用的设计模式及其应用场景

软件设计中，设计模式被广泛应用于不同领域的系统开发。设计模

式是对设计问题的解决方案的描述。设计模式提供了一种结构化方式，用于描述和解决常见的软件设计问题。

本文将介绍一些常用的设计模式及其应用场景。这些设计模式可以

提供对软件设计的结构化解决方案。

1. 工厂模式

工厂模式是一种常见的创建型模式，它将对象的创建过程抽象出来，并将这个过程委托给子类实现。在工厂模式中，一个工厂对象负责创

建其他对象。这些对象可以是类的实例，也可以是接口的实现。

应用场景：

- 当我们需要使用某个类的对象，但不知道该如何创建时，可以使

用工厂模式；

- 当所有需要使用的类对象都属于同一个类或接口的子类，但需要

使用的具体子类在运行时才能确认时，可以使用工厂模式；

2. 单例模式

单例模式是一种创建型模式，它保证一个类只有一个实例，并提供

全局访问点。单例模式通常在需要不间断或共享访问资源的情况下使用。

应用场景：

- 当一个类的实例只能存在一个时，可以使用单例模式；

- 当某个对象需要频繁地创建和销毁，但实例化过程很慢或者需要

大量的资源时，可以使用单例模式；

3. 建造者模式

建造者模式是一种创建型模式，它将一个复杂的对象构建过程分解

为多个简单对象的构建过程。建造者模式可以使得创建过程更加简单

和灵活。

应用场景：

- 当一个复杂的对象需要按部就班地创建时，可以使用建造者模式；

- 当需要创建某个复杂对象的各个部件中的任意部分时，可以使用

建造者模式；

4. 适配器模式

适配器模式是一种结构型模式，用于将两个不兼容的接口转换为兼

软件架构与设计模式实训课程学习总结应用设计模式构建可扩展软件系统的经验分享

软件架构与设计模式实训课程学习总结应用设计模式构建可扩展软件系统的经验分享为了提高软件开发的效率和质量，学习软件架构和设计模式是非常重要的。在软件架构与设计模式实训课程中，我深入学习了各种设计模式，并通过实际项目的实践掌握了如何应用设计模式来构建可扩展的软件系统。在本文中，我将分享我在学习这门课程过程中所积累的经验和总结。

一、简介

在软件开发领域，架构和设计模式被广泛应用于构建复杂的软件系统。软件架构定义了整个系统的结构和组织方式，而设计模式则提供了一套可复用的解决方案来应对常见的设计问题。通过在项目中应用适当的设计模式，可以提高代码的可读性、可维护性和可扩展性。

二、软件架构与设计模式实训课程学习

在软件架构与设计模式实训课程中，我首先学习了常见的软件架构模式，如分层架构、面向服务架构（SOA）和微服务架构等。然后，我深入学习了各种设计模式，包括创建型模式、结构型模式和行为型模式。

1. 创建型模式

创建型模式可以帮助我们以适当的方式创建对象，而不是直接实例化。其中，工厂模式、抽象工厂模式和单例模式是我在实践中应用最多的创建型模式。工厂模式通过一个工厂类来创建对象，可以根据需

求动态地选择具体的实现类。抽象工厂模式则提供一套接口来创建一

组相关的对象，通过切换具体的工厂类可以创建不同的对象。而单例

模式则确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。

2. 结构型模式

结构型模式可以帮助我们构建不同对象之间的关系，以形成一个更

大的结构。其中，适配器模式、装饰器模式和组合模式是我在实践中

较为常用的结构型模式。适配器模式可以将一个类的接口转换为客户

24种设计模式的定义和使用场合

一.创建型模式(Creational):

简单工厂模式(simpleFactory)发音:['simpl] ['fækt(ə)rɪ]

定义:

提供一个创建对象实例的功能,而无须关心其具体实现.被创建实例的类型可以是接口,抽象类,也可以是具体的类.

1.抽象工厂(AbstractFactory)发音: ['æbstrækt]

定义:

提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口,而无需指定他们具体的类.

使用场合:

1.如果希望一个系统独立于它的产品的创建,组合和表示的时候,换句话书,希望一个系统只是知道产品的接口,而不关心实现的时候.

2.如果一个系统要由多个产品系列中的一个来配置的时候.换句话说,就是可以,就是可以动态地切换产品簇的时候.

3.如果强调一系列相关产品的接口,以便联合使用他们的时候

2.建造者模式(Builder)发音: ['bɪldə]

定义:

将复杂对象的构建与它的表示分离,使得同样的构建过程可以创建不同的表示.

使用场合:

1.如果创建对象的算法,应该独立于该对象的组成部分以及它们的装配方式时

2.如果同一个构建过程有着不同的表示时

3.工厂方法模式(Factory Method)

定义:

为创建对象定义一个接口,让子类决定实例化哪个类.工厂方法让一个类的实例化延迟到了子类.

使用场景:

1.客户类不关心使用哪个具体类,只关心该接口所提供的功能.

2.创建过程比较复杂,例如需要初始化其他关联的资源类,读取配置文件等.

3.接口有很多具体实现或者抽象类有很多具体子类时,

4.不希望给客户程序暴露过多的此类的内部结构,隐藏这些细节可以降低耦合度.

设计模式与软件体系结构知到章节答案智慧树2023年天津农学院

设计模式与软件体系结构知到章节测试答案智慧树2023年最新天津农学院

第一章测试

1.以下对开闭原则的描述错误的是（）。

参考答案:

开闭原则与“对可变形的封装原则”没有相似性

2.常用的基本设计模式可分为（）。

参考答案:

创建型、结构型和行为型

3.对违反里氏替换原则的两个类，可以采用的候选解决方案正确的是（）。

参考答案:

尽量将一些需要扩展的类或者存在变化的类设计为抽象类或者接口，并将

其作为基类，在程序中尽量使用基类对象进行编程。

4.下列属于面向对象基本原则的是（）。

参考答案:

里氏替换

5.软件设计模式的最关键的元素包括（）。

参考答案:

问题;参与者和协作者;名称 ;解决方案

6.常用的描述设计模式的格式有（）。

参考答案:

适用性;动机;结构;意图

7.“不要和陌生人说话”是迪米特原则的通俗表述。

参考答案:

对

8.依据设计模式思想，程序开发中应优先使用的是创建。

参考答案:

错

9.设计模式一般用来解决同一问题的不同表相。

参考答案:

对

10.学习设计模式可以缩短软件的开发周期。

参考答案:

对

第二章测试

1.以下关于创建型模式说法正确的是（）。

参考答案:

创建型模式关注的是对象的创建

2.当创建一个具体的对象而不希望制定具体的类时，可以使用（）模式。

参考答案:

创建型

3.当需要在项目中定制自己的元素时，可使用（）模式来定制。

参考答案:

创建型

4.当应用工厂方法（Factory Method）模式时要考虑（）。

参考答案:

特定语言的变化和问题;使用模板以避免创建子类;参数化工厂方法;主要有两种不同的情况

5.工厂模式分为（）3种类型。

软件开发过程中的设计模式

软件开发过程中的设计模式设计模式是软件开发中经典的解决问题的方法和思想。它们提供了一种结构化的方式来设计和组织代码，以解决各种软件开发中的常见问题。本文将介绍软件开发中常用的几种设计模式，并探讨其在实际开发中的应用。

一、创建型设计模式

创建型设计模式关注对象的创建机制，提供了一种实例化对象的灵活方法。

1. 工厂模式

工厂模式是最常用的创建型设计模式之一，它通过一个工厂类来创建对象，而不是直接调用构造函数。它隐藏了对象的创建细节，使得代码更加灵活、可维护。

2. 抽象工厂模式

抽象工厂模式是一种提供一组相关或相互依赖对象创建的接口，而不需要指定具体实现类的创建逻辑。它适用于需要生成一组具有相同主题的对象的场景。

3. 单例模式

单例模式确保一个类只有一个实例，并提供全局访问点来获取该实例。它在需要共享资源或控制某些独特操作的场景中很有用。

二、结构型设计模式

结构型设计模式关注对象之间的组合关系，以实现更大型的结构。

1. 适配器模式

适配器模式用于将一个接口转换为另一个客户端所期望的接口。它

可以让不兼容的接口进行合作。

2. 装饰器模式

装饰器模式可以在不改变原有对象的情况下，通过包装对象来添加

新的功能。它是一种动态地向对象添加额外的职责的方法。

3. 组合模式

组合模式将对象组织成树形结构，以表示"部分-整体"的层次结构。

它可以使客户端以一致的方式处理单个对象和对象组合。

三、行为型设计模式

行为型设计模式关注对象之间的交互方式，以及对象如何分配职责。

1. 观察者模式

观察者模式定义了一种一对多的依赖关系，当一个对象的状态发生

java设计模式ppt课件

设计模式的分类
要点一
总结词
设计模式可以根据不同的角度进行分类，如创建型、结构型和行为型等。
要点二
详细描述
根据不同的角度，设计模式可以分为多种类型。其中常见的分类方式包括创建型、结构型和行为型。创建型设计模式关注对象的创建和实例化过程，如工厂模式、单例模式等；结构型设计模式关注对象之间的结构关系，如适配器模式、装饰器模式等；行为型设计模式关注对象的行为和交互方式，如策略模式、观察者模式等。
Java设计模式PPT 课件
目录
• 设计模式概述 • 创建型设计模式 • 结构型设计模式 • 行为型设计模式 • 设计模式的最佳实践 • 设计模式的未来发展
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01
设计模式概述
设计模式的定义
总结词
设计模式是一种针对特定问题的解决方案模板，它描述了如何解决常见的设计问题。
详细描述
设计模式是一种经过验证和总结的设计经验，它提供了一种通用的、可复用的解决方案，用于解决软件开发中常见的问题。设计模式不是具体的代码实现，而是一种抽象的设计思想，用于指导开发者更好地设计和实现软件系统。
迭代器模式是一种行为型设计模式，它提供了一种遍历一个聚合对象中的各个元素而不需要知道其底层表
示的方法。
输入标题
详细描述
迭代器模式的主要优点在于它能够简化聚合对象的遍历操作，使得客户端代码只需要关心遍历过程，而不需要了解聚合对象的内部结构。

创建型设计模式

创建型设计模式实验

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UML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

+ ini t () :void + setColor () :void + fill () :void + setSize () :void + display () :void

Trian gle

+ in it () : void

+ setColor () : void

+ fill () : void

+ setSize () : void

+ display () : void

Recta ngle

+ in it () :

void

+ setColor () :

void

+ fill () :

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

创建型的设计模式

创建型设计模式是软件设计中常用的一种设计思想，它们提供了一种可重复使用的解决方案，用于解决对象的创建过程。本文将介绍几种常见的创建型设计模式，包括工厂模式、抽象工厂模式、单例模式、建造者模式和原型模式。

1. 工厂模式

工厂模式是最常用的创建型设计模式之一。它通过定义一个创建对象的接口，但具体的对象创建工作由子类来实现。工厂模式可以隐藏对象创建的细节，提供一种统一的方式来创建对象，使得代码更加灵活和可扩展。常见的工厂模式包括简单工厂模式、工厂方法模式和抽象工厂模式。

2. 抽象工厂模式

抽象工厂模式是一种创建型设计模式，它提供了一种创建一系列相关或相互依赖对象的接口，而无需指定具体的类。抽象工厂模式通过将产品的创建封装在一个工厂类中，使得客户端代码与具体产品的实现细节解耦。抽象工厂模式适用于需要创建多个产品族的场景。

3. 单例模式

单例模式是一种创建型设计模式，它保证一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。单例模式常用于需要共享资源的场景，例如数据库连接、线程池等。单例模式可以保证在整个应用程序中只存

在一个实例，避免了资源的浪费。

4. 建造者模式

建造者模式是一种创建型设计模式，它将一个复杂对象的构建过程与其表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。建造者模式将对象的构建过程委派给一个独立的建造者对象，通过一步步地构建对象，最终返回一个完整的对象。建造者模式适用于构建复杂对象的场景，可以将构建过程进行灵活组合，创建出不同的对象。

5. 原型模式

原型模式是一种创建型设计模式，它通过复制现有对象来创建新对象，而无需调用构造函数。原型模式需要实现一个原型接口或者继承一个抽象原型类，通过clone方法复制对象。原型模式适用于创建对象成本较大、初始化过程复杂的场景，通过复制现有对象可以提高创建对象的效率。