C++程序设计 第八章 设计模式

创建模式

Singleton（单例模式）


Factory （工厂模式）
Abstract Factory（抽象工厂） Builder（生成器） Prototype（原型）
The Factory Pattern （工厂模式）
学习问题

随着经济的全球化，一个软件可能要在全球销售。因此， 我们设计的软件应该能够通过简单的配置就可以适应不同 的国家。 本讲所学的知识将能提供一种有助于解决此问题的方法。

创建模式

Singleton（单例模式）


Factory （工厂）
Abstract Factory（抽象工厂） Builder（生成器） Prototype（原型）
The Singleton Pattern （单例模式）
学习问题

在许多场合，我们希望某个类只能有一 个实例。因为如果该类有多个实例同时 存在可能会导致一些问题的出现。如： 一个计算机系统可以有多台打印机，但 打印机管理器只能有一个运行，每台打 印机也只能有一个实例对象，以防止多 个打印作业同时使用一台打印机。 现在请大家思考，如何设计一个类 Printer，这个类仅能存在一个实例。
pizza->prepare(); pizza->bake(); pizza->cut(); pizza->box(); return pizza; }

怎么办呢？
再回忆我们前面提出的面向对象设计的原则 识别应用的变化部分，并将之与固定的部分相分离。 怎样区分变化的部分？ 下面我们来看一个例子——Pizza店
orderPizza()中的一段代码-订做pizza
Pizza* orderPizza() { Pizza* pizza = new Pizza(); 真希望这是一个 抽象类或者接口， 可惜抽象类或接 口都不能被实例 化

单例模式的关键特征

参与者与协作者：客户对象只能通过getInstance()方法创 建单例类的实例。 效果：客户对象无需操心是否存在单例类的实例，实例化 有单例类自己控制。 实现：




一个引用单例对象的静态私有成员变量
一个公共静态方法，负责实现一次性的实例化并 返回对单例对象的引用 设置为保护或私有的构造方法

意义：
懂了设计模式，你就懂了面向对象分析和设计（OOA/D）的精要。

学习方法：
只有通过实践去体验才能真正掌握。道可道，非常道。道不可言。 设计模式亦然如此。
什么是设计模式？

例子： mvc模式
MVC 模式效果
控制器1
控制器2
控制器3
设计模式的分类

分类一：模式完成什么样的工作?


创建型 ： 与对象的创建有关 结构型： 处理类和对象的组合和结构 对象行为型： 类和对象怎么样交互，如果分配职 能的。
}

那么，是不是有另一种实例化一个对象的方法呢？
实例化一个对象
class MyClass { private: static MyClass* uniqueInstance; MyClass() {…} public: static MyClass* getInstance() { if (uniqueInstance==null) uniqueInstance =new MyClass(); return uniqueInstance } //其他成员声明 }
pizza->prepare();
pizza->bake(); pizza->cut(); pizza->box(); return pizza; } //… 而且，我们有许多种pizza， 所以我们增加一些代码， 来确定合适的pizza种类， 然后进行制作。
}
修改后的代码
Pizza* orderPizza(string type) { Pizza* pizza=null; if (type == “cheese”){ pizza = new CheesePizza(); } else if (type == greek”){ pizza = new GreekPizza(); } else if (type == pepperoni”){ pizza = new PepperoniPizza(); } pizza->prepare(); pizza->bake(); pizza->cut(); pizza->box(); return pizza; }
设计模式
目录

什么是设计模式？


创建型模式
结构型模式 对象行为型模式
什么是设计模式？

Hale Waihona Puke 模式：描述在我们身边重复发生的问题，以及解决这些问题 的方案和核心内容。每个模式，通过一种可以让你无数次使 用这一解决方案、而不必再次重复同样工作的方式。 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。 设计模式产生于建筑学和人类学，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，如 同大厦的一块块砖石一样。 设计模式4要素: 名称 :记录这个模式相关的问题和解决方案等。 问题的描述: 具体的问题的描述。 解决方案: 如何解决这类问题，包括设计涉及的组成成分， 已经这些部分的职责和相互关系。 效果 :模式应用的效果以及应用过程中应该权衡的问题。


什么是设计模式？

四人帮
设计模式四人组,GoF（“四人帮”，又称Gang of Four，即Erich Gamma, Richard Helm, Ralph Johnson & John Vlissides四人）的《设计模式》，原 名《Design Patterns: Elements of Reusable ObjectOriented Software》（1995年出版），第一次将设计 模式提升到理论高度，并将之规范化。该书提出了23 种基本设计模式。时至今日，在可复用面向对象软件 的发展过程中，新的设计模式仍然不断出现。

单例模式通用结构图
Singleton
-static uniqueInstance -otherVariable
-Singleton() +static getInstance() +otherMethods()
creates
单例模式通用结构图
进一步思考的问题

如何编写一个最多实例化指定个数（如2个）实例的类？
问题…

当你拥有一组相关的具体类时，你常 常被迫写出类似下面的代码：
Duck* duck; If (picnic) { duck=new MallardDuck(); } else if (hunting) { duck=new DecoyDuck(); } else if (inBathTub) { duck=new RubberDuck(); }


于是。。。
改！改！改！
Pizza* orderPizza(string type) { Pizza* pizza; if (type == “cheese”){ pizza = new CheesePizza(); } else if (type== “greek”){ pizza = new GreekPizza(); } else if (type == “pepperoni”){ pizza = new PepperoniPizza(); } else if (type == “veggie”){ pizza = new VeggiePizza(); }
设计模式的分类
目录

什么是设计模式？


创建型模式
结构型模式 对象行为型模式
创建模式
解决了一个系统中如何创建、组合和表示其中的对象。 类创建模式改变被实例化的类，对象创建模式改变具体 实例化的对象。 模式的封装性，整个系统关心的只是相应的接口： 把系统中使用哪些具体的类的信息封装起来 隐藏了系统中这些类是如何被创建和组合在一起的 细节 类别 Singleton（单例模式） Abstract Factory（抽象工厂） Builder（生成器） Factory Method （工厂方法） Prototype（原型）

p1和p2是两个不同的对象！
如何创建一个对象

你可不可以这样做？
class MyClass { private : MyClass() {…} … }
讨论：这个类能被实例化吗？new MyClass() 讨论：有没有对象可以调用构造方法MyClass()？

如何创建一个对象

下面的代码意味着什么？

类MyClass是不是只能有一个实例对象？
抽象一下
class LazySingleton { private: static MyClass* uniqueInstance; LazySingleton() {…} public: static MyClass getInstance() { if (uniqueInstance==null) uniqueInstance=new LazySingleton(); return uniqueInstance } //其他成员声明 }
类模式处理类与之类的关系，这个关系通过继承 关系建立，是静态的，在编译的时候就确定了 对象模式处理对象间的关系，这些关系时刻在变 化 比如：创建型类模式把创建的过程延迟到子类， （Factory Method），而创建型对象模式把创建 的过程交给其他的对象等