程序设计模式
Java程序设计的10个设计模式

Java程序设计的10个设计模式Java程序设计的十个设计模式Java是一种广泛应用的高级编程语言,开发者们在进行Java程序设计时经常会面临重复性问题,这时候设计模式就能帮助我们解决这些问题。
设计模式是开发者们常用的解决方案,能够提供可复用的方案供开发者们使用。
接下来将介绍Java程序设计中常用的十个设计模式。
一、单例模式单例模式是最简单的模式之一,它保证类只能创建一个实例。
在Java程序设计中,单例模式非常有用,因为它可以保证一个类只会执行一次操作,并且可以在整个程序中使用这个实例对象。
二、观察者模式观察者模式是一种很有用的模式,它可以让你在一组对象中,当其中一个对象改变状态时,它就能通知其他对象。
这种设计模式在Java应用程序开发中经常使用,因为它可以确保对象之间的通信的完整性,而不需要对代码进行修改。
三、工厂模式工厂模式是一种在Java软件中非常常见的模式。
它的基本想法是,在内部类创建对象的时候不使用new关键字,而是通过一个工厂方法来创建对象。
这种模式常常用于处理对象之间的依赖关系问题。
四、装饰器模式装饰器模式是用于给类添加功能的设计模式。
通过在现有的类中添加新的方法,类的功能可以动态地扩展。
在Java程序设计中,装饰器模式不仅可以用于增加类的功能,还可以用于增加类的性能。
五、代理模式代理模式是一个很好的解决动态代理问题的模式。
在Java程序设计中,动态代理是一种非常重要的技术,因为它可以在运行时为对象添加新的方法,并在运行时进行方法绑定。
六、模板模式模板模式是一种在Java程序设计中用于定义操作步骤的非常有效的模式。
它定义了一个操作的步骤,并使它的子类可以定义任何步骤或它们的顺序。
因为我们经常需要在Java程序中执行一系列操作,所以模板模式是非常适合这种情况的。
七、命令模式命令模式是一种在Java程序设计中用于处理用户输入的非常常见的设计模式。
在这种模式中,对象直接接受命令,并执行一些操作。
23种基本的设计模式
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23种基本的设计模式设计模式指的是在软件设计过程中,面对特定问题时能够重复使用的解决方案。
设计模式可帮助开发人员更完整、更高效地解决问题,并提高代码的可读性和可维护性。
在软件开发中,有23种基本的设计模式。
1. 单例模式(Singleton Pattern):确保一个类只有一个实例,并提供全局访问点。
2. 工厂模式(Factory Pattern):通过工厂方法创建对象,而不是直接实例化。
3. 抽象工厂模式(Abstract Factory Pattern):提供一个接口,用于创建相关或依赖对象的家族,而不需要指定具体类。
4. 建造者模式(Builder Pattern):将一个复杂对象的构造与它的表示分离,使得同样的构造过程可以创建不同的表示。
5. 原型模式(Prototype Pattern):通过复制已有对象来创建新对象,而不是通过实例化。
6. 适配器模式(Adapter Pattern):将一个类的接口转换成客户希望的接口。
7. 桥接模式(Bridge Pattern):将抽象部分与它的实现部分分离,使它们可以独立变化。
9. 装饰器模式(Decorator Pattern):动态地给一个对象添加额外的职责。
10. 外观模式(Facade Pattern):为子系统中的一组接口提供统一的接口,以提供更高级别的接口。
11. 享元模式(Flyweight Pattern):通过共享已存在的对象来减少内存占用。
12. 代理模式(Proxy Pattern):为其他对象提供一个代理以控制对这个对象的访问。
13. 模板方法模式(Template Method Pattern):定义一个操作中的算法骨架,而将一些步骤延迟到子类中。
14. 策略模式(Strategy Pattern):定义一系列的算法,将其逐个封装起来,并使它们可以相互替换。
15. 观察者模式(Observer Pattern):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其中一个主题对象。
程序设计模式
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程序设计模式程序设计模式是一种被广泛应用于软件开发中的设计方法。
它提供了一套经验丰富的解决方案,用于解决特定问题或应对常见情景。
通过采用适当的设计模式,开发者能够有效地组织和管理代码,提高代码的可读性、可维护性和可扩展性。
本文将介绍几种常见的程序设计模式以及它们的应用场景。
一、单例模式单例模式是一种最简单的设计模式,它保证一个类只有一个实例,并提供一个全局访问点来获取该实例。
在需要共享资源、共享数据库连接或管理全局状态的情况下,单例模式非常有用。
例如,一个日志记录器类可以使用单例模式来确保所有的日志信息都集中在同一个实例中。
二、工厂模式工厂模式是一种用于创建对象的设计模式。
它根据不同的条件创建不同的对象,并将对象的创建过程封装起来,使得调用方无需关心对象的具体创建细节。
工厂模式可以帮助开发者实现代码的解耦,提高可扩展性。
例如,一个图形绘制应用程序中的图形工厂可以根据用户选择的图形类型创建不同的图形对象。
三、观察者模式观察者模式是一种用于解耦观察者和被观察者的设计模式。
当被观察者状态发生改变时,观察者会自动收到通知并进行相应的处理。
这种模式在事件驱动编程中特别有用,使得不同的对象可以自由地进行通信和交互。
例如,一个新闻发布系统中,订阅者可以根据自己的兴趣选择订阅不同的新闻频道,当有新的新闻发布时,订阅者会收到相应的通知。
四、策略模式策略模式是一种定义一系列算法的方法,并将其封装起来,使其可以互相替换。
它可以让算法独立于使用它的客户端而变化。
通过采用策略模式,可以提高代码的可复用性和可维护性。
例如,一个排序算法类可以使用策略模式来支持不同的排序算法,使得代码更加灵活。
五、装饰器模式装饰器模式是一种在不改变原始对象的情况下,动态地给对象添加额外的职责。
它通过创建一个包装器类,将新增的功能附加在原始对象上。
装饰器模式可以提供比继承更加灵活的扩展方式,并遵循开放-封闭原则。
例如,一个文本编辑器中的字体样式功能可以使用装饰器模式来实现,用户可以根据需要选择不同的字体效果。
常见的程序设计方法
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常见的程序设计方法常见的程序设计方法=======================在软件开发过程中,程序设计是一个非常关键的环节。
良好的程序设计方法能够有效地提高程序的质量和可维护性。
下面将介绍一些常见的程序设计方法,帮助开发者在编写代码时更加高效和规范。
1. 模块化设计-模块化设计是将一个大型的程序拆分成若干个独立的模块,每个模块负责完成特定的功能。
通过模块化设计,可以降低程序的复杂度,提高代码的可读性和可维护性。
每个模块应该具有清晰的接口和功能,便于其他模块进行调用和复用。
2. 面向对象设计--面向对象设计是一种抽象和封装的思想,将现实世界中的事物抽象成对象,在程序中进行模拟和处理。
面向对象设计可以提高代码的可维护性和复用性,通过类和对象的组织结构,可以将代码划分成多个独立的模块,便于分工合作和协同开发。
3. 设计模式-设计模式是一种经过验证和实践的程序设计经验,它提供了一套通用的解决方案,用于解决特定的设计问题。
常见的设计模式包括单例模式、工厂模式、观察者模式等。
采用设计模式可以提高代码的可维护性和扩展性,降低代码的复杂度。
4. 接口设计-接口设计是指定义类或模块提供的公共接口,包括接口的方法、属性和事件等。
好的接口设计可以提高代码的可复用性和灵活性。
接口应该具有清晰的目的和功能,遵循接口隔离原则,确保每个接口的功能单一,便于修改和扩展。
5. 数据结构设计数据结构是程序中用于存储和组织数据的方式。
合理的数据结构设计可以提高代码的效率和性能。
常见的数据结构包括数组、链表、栈、队列等。
在设计数据结构时,需要考虑数据的访问方式和处理需求,选择合适的数据结构来存储和操作数据。
6. 异常处理-异常处理是指在程序运行过程中,当出现错误或异常情况时,及时地捕获并处理。
良好的异常处理可以提高程序的健壮性和可靠性。
在编写代码时,需要合理地使用异常处理机制,捕获和处理可能出现的异常情况,避免程序崩溃或出现未知错误。
编程中的设计模式:8个常见模式解析
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编程中的设计模式:8个常见模式解析设计模式是软件开发中常见的一种解决问题的思想模式,它是一种经过多次实践总结出来的在特定情境下,对特定问题的解决方案。
设计模式通过将经典的经验进行抽象,然后形成模式来指导软件开发工程师进行设计和开发。
下面将介绍8个常见的设计模式。
1.工厂模式(Factory Pattern)工厂模式是一种创建型模式,用于创建对象的过程中隐藏了具体的实现细节,只暴露了一个工厂类的接口。
工厂模式可以根据不同的参数或条件,动态地返回不同的具体对象,达到解耦的效果,提高了代码的灵活性和可维护性。
2.单例模式(Singleton Pattern)单例模式是一种创建型模式,保证一个类只有一个实例,并提供全局访问点,同时对外部隐藏了具体的创建过程。
单例模式可以用于实现全局资源的管理,例如线程池、数据库连接等,避免了资源的创建和销毁过程中的开销问题。
3.观察者模式(Observer Pattern)观察者模式是一种行为型模式,定义了一种一对多的依赖关系,使得当一个对象的状态发生变化时,其相关依赖对象都能够得到通知和更新。
观察者模式可以实现松耦合的通信方式,增加了对象之间的交互性,提高了系统的可扩展性和可维护性。
4.策略模式(Strategy Pattern)策略模式是一种行为型模式,定义了一系列算法或行为,将它们封装起来并可以相互替换。
策略模式使得算法的变化不会影响到调用算法的客户端,提高了代码的可复用性和可维护性。
5.装饰器模式(Decorator Pattern)装饰器模式是一种结构型模式,可以动态地给一个对象添加一些额外的职责,而无需对原始对象进行修改。
装饰器模式通过组合的方式,将一系列装饰器对象包裹在被装饰对象的外部,从而在运行时动态地扩展对象的功能。
6.适配器模式(Adapter Pattern)适配器模式是一种结构型模式,用于将一个类的接口转换成客户端所期望的接口。
适配器模式中,适配器类是作为两个不兼容的接口之间的桥梁,将一个类的接口转换成另一个接口,从而可以让它们能够正常地协同工作。
黑马程序员C语言教程:常见的六种设计模式
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常见的六种设计模式以及应用场景设计模式是对设计原则的具体化。
用江湖话说就是武林秘籍,总结出来的一些固定套路,可以帮助有根基的程序员迅速打通任督二脉,从此做什么都特别快。
常用的模式及其场景如下。
1) 单例模式。
单例模式是一种常用的软件设计模式。
在它的核心结构中只包含一个被称为单例类的特殊类。
通过单例模式可以保证系统中一个类只有一个实例而且该实例易于外界访问,从而方便对实例个数的控制并节约系统资源。
应用场景:如果希望在系统中某个类的对象只能存在一个,单例模式是最好的解决方案。
2) 工厂模式。
工厂模式主要是为创建对象提供了接口。
应用场景如下:a. 在编码时不能预见需要创建哪种类的实例。
b. 系统不应依赖于产品类实例如何被创建、组合和表达的细节。
3) 策略模式。
策略模式:定义了算法族,分别封装起来,让它们之间可以互相替换。
此模式让算法的变化独立于使用算法的客户。
应用场景如下。
a. 一件事情,有很多方案可以实现。
b. 我可以在任何时候,决定采用哪一种实现。
c. 未来可能增加更多的方案。
d. 策略模式让方案的变化不会影响到使用方案的客户。
举例业务场景如下。
系统的操作都要有日志记录,通常会把日志记录在数据库里面,方便后续的管理,但是在记录日志到数据库的时候,可能会发生错误,比如暂时连不上数据库了,那就先记录在文件里面。
日志写到数据库与文件中是两种算法,但调用方不关心,只负责写就是。
4) 观察者模式。
观察者模式又被称作发布/订阅模式,定义了对象间一对多依赖,当一个对象改变状态时,它的所有依赖者都会收到通知并自动更新。
应用场景如下:a.对一个对象状态的更新,需要其他对象同步更新,而且其他对象的数量动态可变。
b.对象仅需要将自己的更新通知给其他对象而不需要知道其他对象的细节。
5) 迭代器模式。
应用场景如下:当你需要访问一个聚集对象,而且不管这些对象是什么都需要遍历的时候,就应该考虑用迭代器模式。
其实stl容器就是很好的迭代器模式的例子。
AI开创全新程序设计模式
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AI开创全新程序设计模式随着人工智能(AI)的迅猛发展,它正逐渐改变着我们的生活方式和工作方式。
在软件开发领域,AI正逐渐开创出全新的程序设计模式,为我们带来前所未有的创新和效益。
一、AI程序设计的基本原理AI程序设计的核心原理是使用人工智能算法来实现自动化的问题求解和决策,以替代传统的手工编程方法。
AI程序设计模式可以分为以下几种:1. 机器学习(Machine Learning):通过训练模型,使其能够从数据中自动学习和提取特征,并根据学习到的知识进行预测和分类。
机器学习可以应用于各种领域,例如图像识别、自然语言处理等。
2. 深度学习(Deep Learning):深度学习是机器学习的一个分支,其核心是构建多层神经网络,通过层层抽象和训练,实现更高级别的特征提取和模式识别。
深度学习在图像、语音等领域具有显著的效果。
3. 遗传算法(Genetic Algorithms):遗传算法是一种模拟生物进化过程的优化算法,通过模拟遗传、突变和选择等操作,优化和求解复杂问题。
遗传算法可以应用于寻找最优解、优化参数等问题。
4. 专家系统(Expert Systems):专家系统基于人工智能技术和专业知识,通过模拟专家的思维和决策过程,解决复杂的专业问题。
专家系统具有较强的推理和解释能力,在医疗、金融等领域具有广泛应用。
二、AI程序设计的优势和挑战AI程序设计模式相比传统的手工编程方法,具有以下优势:1. 自动化和智能化:AI程序设计可以自动从数据中学习和提取知识,并根据学习到的知识进行决策和求解,从而实现自动化和智能化。
2. 提高效率和准确性:AI程序设计可以通过大规模数据的分析和处理,提高问题求解的效率和准确性,减少人为错误。
3. 创新和突破:AI程序设计通过创新的算法和模型,可以实现一些传统方法难以解决的问题,为领域的发展带来突破。
然而,AI程序设计也面临一些挑战:1. 数据依赖性:AI程序设计的效果很大程度上依赖于所使用的数据,如果数据存在偏差或者不足,可能影响到结果的准确性。
软件开发中的10个设计模式
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软件开发中的10个设计模式软件开发是一个需要高度专业技能和良好组织能力的领域。
每个开发人员都知道,在软件项目中,必须面对处理数据,用户交互和应用程序的核心逻辑等多方面的挑战。
为了解决这些问题,设计模式是一个非常实用的工具。
设计模式是一系列经过时间验证的解决问题的方法。
每个模式描述了一个常见问题的解决方案,并给出了一组规则和指南,使您可以在遇到类似问题时重复使用该解决方案。
以下是为您介绍了10种软件开发中实用的设计模式。
1. 单例模式单例模式是一种创建模式,它确保在整个应用程序生命周期内只有一个类的实例。
这种模式在需要控制资源和共享数据时非常有用。
2. 工厂模式工厂模式是一种创建模式,它使用工厂来生成对象。
工厂通常是一个接口,其具体实现可以生成不同类型的对象。
3. 观察者模式观察者模式是一种行为模式,它允许多个对象同时监听一个对象的状态,并在状态更改时做出相应的响应。
4. 策略模式策略模式是一种行为模式,它定义了一系列算法,并使其可以相互替换。
这种模式允许在运行时选择运行的算法。
5. 命令模式命令模式是一种行为模式,它将请求与其接收者解耦。
命令模式使请求对象的不同请求可以灵活地配置和控制。
6. 适配器模式适配器模式是一种结构模式,它将一个接口转换为另一个接口。
这允许不兼容的接口一起工作。
7. 装饰器模式装饰器模式是一种结构模式,它允许在永远不会修改原始对象的情况下将新功能添加到对象中。
8. 迭代器模式迭代器模式是一种行为模式,它提供一种对集合对象进行迭代访问的统一方式。
9. 组合模式组合模式是一种结构模式,它允许您将对象复合成树形结构,并同时处理单个对象和组合对象。
10. 模板方法模式模板方法模式是一种行为模式,它定义了一个算法框架,但允许子类在运行时重新定义其中的某些步骤。
在实际开发中,设计模式的使用与理解非常重要。
它们可以帮助您创建灵活和可重用的代码,以基于习惯模式编写的代码具有较高的可维护性和易扩展性。
常见的程序设计方法
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常见的程序设计方法在软件开发领域,程序设计是一项重要的工作。
程序设计的目标是根据需求设计出合理、高效的解决方案。
以下是几种常见的程序设计方法。
1. 结构化程序设计结构化程序设计是一种将程序分解为模块化的、易于理解和维护的方法。
它通过使用顺序、选择和循环等结构,将程序分解为较小的独立部分。
这种方法便于团队协作,并且使得程序易于阅读和修改。
2. 面向对象程序设计面向对象程序设计是一种将程序设计为对象的集合,在这种模型中,对象具有状态和行为。
面向对象程序设计强调封装、继承和多态等特性。
这种方法提高了代码的可重用性,也提高了程序的可维护性和扩展性。
3. 响应式程序设计响应式程序设计是一种将程序设计为对外界事件作出快速响应的方法。
在这种模型中,程序会对输入事件作出相应的反应,并展示相应的输出。
响应式程序设计在用户界面和实时系统等领域得到广泛应用。
4. 并行程序设计并行程序设计是一种将程序设计为执行多个任务的方法。
在多核处理器和分布式系统中,利用并行程序设计可以提高程序的性能和效率。
并行程序设计需要考虑任务的划分、通信和同步等问题。
5. 领域驱动设计领域驱动设计是一种将程序设计与领域知识密切结合的方法。
在这种模型中,程序的设计和实现反映了领域的概念和规则。
领域驱动设计可以提高程序的可理解性,并且更好地满足业务需求。
6. 设计模式设计模式是一种常见的程序设计方法,它提供了在特定情境下解决常见问题的通用解决方案。
设计模式可以提高代码的重用性、可读性和可维护性。
常见的设计模式包括单例模式、工厂模式和观察者模式等。
7. 函数式编程函数式编程是一种将程序设计为一系列函数组合的方法。
在函数式编程中,函数是一等公民,可以作为参数传递和返回。
函数式编程强调无状态、不可变性和引用透明等特性。
函数式编程可以简化程序的逻辑,并提高程序的可测试性。
常见的程序设计方法包括结构化程序设计、面向对象程序设计、响应式程序设计、并行程序设计、领域驱动设计、设计模式和函数式编程等。
面向对象程序设计中的设计模式
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面向对象程序设计中的设计模式面向对象程序设计(Object-Oriented Programming,简称OOP)中的设计模式,是指在软件设计过程中,通过经验总结,提取出的一些解决特定问题的通用解决方案。
设计模式在软件开发领域中广泛应用,可以提高程序的可重用性、可维护性、可扩展性等。
本文将介绍常用的几种设计模式及其应用场景。
一、单例模式单例模式是一种保证只存在一个实例对象的设计模式。
在需要创建一个全局唯一、可共享的对象时,可以使用单例模式。
单例模式在工厂模式中常常被用到,以保证工厂类只被实例化一次,并且在整个系统中只能存在一个实例。
二、工厂模式工厂模式是一种将对象的创建工作交给专门的工厂类来完成的设计模式。
工厂模式将对象的创建与使用分离,客户端只需要知道需要创建哪种对象,而不需要知道对象的具体实现细节。
工厂模式分为三种,分别为简单工厂模式、工厂方法模式和抽象工厂模式。
三、建造者模式建造者模式是一种将复杂对象的构建与表示分离的设计模式。
通过建造者模式,可以将一个复杂对象的构建过程分解成一系列简单的构建步骤,使得不同的构建步骤可以灵活组合,从而创建出不同的对象。
建造者模式常常被用在需要创建大量相似对象的场景中。
四、适配器模式适配器模式是一种将一个对象的接口转换成另一个客户端所需要的接口的设计模式。
当一个类的接口与现有系统接口不一致时,可以使用适配器模式将其进行转换。
适配器模式常被用在系统扩展、接口升级等场景中。
五、观察者模式观察者模式是一种在对象之间定义一对多的依赖关系,使得当一个对象状态发生改变时,所有依赖它的对象都能够收到通知并自动更新的设计模式。
观察者模式常被用在图形界面、事件驱动、消息通讯等场景中。
六、装饰器模式装饰器模式是一种在不改变原有对象结构的情况下,动态地给一个对象添加更多的职责的设计模式。
装饰器模式通过继承或者组合的方式,动态地为对象添加新的行为,从而扩展了原有对象的功能。
装饰器模式常被用在对现有系统进行增量开发、功能扩展等场景中。
程序常见设计模式
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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。
计算机编程中的设计模式
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计算机编程中的设计模式作为计算机编程的重要组成部分,设计模式是程序员们共同关注的话题。
设计模式是一种被广泛使用的软件设计技术,它为程序员们提供了一种标准化的方法,以减少软件复杂度和代码重复。
设计模式通常包括三种类型:创建型、结构型和行为型。
接下来,我们将介绍每个类型及其相关模式。
一、创建型设计模式创建型设计模式涉及到对象创建的机制,它们旨在通过控制对象实例化的方式,优化应用程序性能、代码复用性和可扩展性。
1.简单工厂模式简单工厂模式是最基本的创建型模式。
此模式中,将对象的创建过程封装到一个单独的类中,而不是将其分散在整个应用程序中。
2.工厂方法模式工厂方法模式通过定义一个创建对象的接口,让子类决定实例化哪个类。
这样类的实例化是由子类来完成的,从而将类的实例化推迟到子类中进行。
3.抽象工厂模式抽象工厂模式提供了一个创建一系列相关或依赖对象的接口,而无需指定它们具体的类。
这样的设计模式可以更灵活地实现对象的创建,而且可以通过更改配置文件或运行时参数来更改应用程序的行为。
4.单例模式单例模式确保一个类只有一个实例,并提供了一个全局访问点,使得任何地方的代码均可以访问该类的唯一实例。
二、结构型设计模式结构型设计模式关心如何将对象和类组合成大型的更复杂的结构,从而形成易于理解和维护的代码。
1.代理模式代理模式是指提供了一个占位符,以便在不修改已有代码的情况下添加适当的协议和新代码。
代理对象可以控制对其封装对象的访问及其相关的逻辑。
2.外观模式外观模式是指将现有的服务包装起来,以提供更简化的接口,从而使得代码更容易维护和使用。
3.适配器模式适配器模式旨在解决接口不兼容的情况。
通过将类型或接口进行转换,适配器模式可以帮助现有的代码与新的库和框架进行协作。
装饰器模式可以动态地添加或删除类的行为,而无需更改类的功能或者结构。
三、行为型设计模式行为型设计模式关心对象之间的相互作用,以及对象如何通过协作完成复杂的任务。
23种编程设计模式
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23种编程设计模式编程设计模式是在软件开发过程中经过实践验证的解决问题的方案,它们是解决常见问题的模板。
在设计模式的指导下,开发人员可以更加高效地开发出可维护、可扩展的软件。
本文将介绍23种常见的编程设计模式。
1.创建型模式:-工厂方法模式:当需要创建复杂对象时,通过工厂方法来解决对象的创建问题,将具体对象的创建延迟到子类中。
-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,而不需要指定具体类。
-单例模式:确保类只有一个实例,并提供一个全局访问点。
-原型模式:通过复制现有对象的方式,创建新的对象。
2.结构型模式:-适配器模式:将一个类的接口转换成客户期望的另一个接口,使得原本因接口不兼容而无法工作的类可以一起工作。
-桥接模式:将抽象部分与它们的实现部分分离,以便二者可以独立地变化。
-组合模式:将对象组合成树形结构以表示“整体-部分”层次结构。
-装饰器模式:动态地给对象添加一些额外的职责,而不需要修改其原始类的代码。
-外观模式:提供一个统一的接口,用于访问子系统中一群接口的功能。
-享元模式:通过共享对象来减少内存使用量。
-代理模式:为其他对象提供一个代理,以控制对这个对象的访问。
3.行为型模式:-责任链模式:将请求的发送者和接收者解耦。
-命令模式:将请求封装成一个对象,从而允许参数化对客户端不同的请求、排队或记录请求日志,以及支持可撤消的操作。
-解释器模式:定义一个语言的文法,并且建立一个解释器来解释该语言中的句子。
-迭代器模式:提供一种顺序访问聚合对象中各个元素的方法,而又不暴露聚合对象的内部表示。
-中介者模式:用一个中介对象来封装一系列的对象交互。
-备忘录模式:在不违背封装原则的前提下,保存对象内部状态的快照,以便在将来需要时恢复到该状态。
-观察者模式:定义对象间的一种一对多的依赖关系,以便当一个对象的状态发生变化时,所有依赖它的对象都得到通知。
-状态模式:允许对象在其内部状态改变时改变它的行为。
面向对象程序设计中的设计模式
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面向对象程序设计中的设计模式随着软件开发的不断发展,面向对象程序设计已经成为了主流。
在软件开发过程中,一个重要的目标就是使代码具有可重用性和可维护性。
为了达到这个目标,极其重要的是在程序设计过程中充分利用已有的、经过实践证明有效的设计模式。
本文将介绍面向对象程序设计中的设计模式。
1. 什么是设计模式在面向对象程序设计中,设计模式是指在解决软件开发中经常遇到的一些问题时,通过总结经验和实践提出的一些通用的解决办法。
设计模式不是一种具体的编程语言或框架,而是一种涵盖了设计思想和具体方法的概念。
设计模式不是为了让程序员编写出复杂的代码,而是为了在可重用性、可扩展性、可维护性、可读性等方面提供一种通用、可行的解决方案。
使用设计模式可以极大地提高程序员编写代码的效率,并且降低软件开发过程中出现错误的概率。
2. 常见的设计模式在面向对象程序设计中,有很多种设计模式。
下面将介绍一些常见的设计模式。
2.1 工厂模式工厂模式是一种创建型模式,用于创建对象的过程需要由一个工厂类来完成。
工厂模式有两种实现方式:简单工厂模式和工厂方法模式。
在简单工厂模式中,工厂类负责创建所有对象,客户端只需告诉工厂类需要哪种类型的对象即可。
而在工厂方法模式中,工厂类的方法是一个抽象方法,具体的工厂类需要实现该方法以创建对象。
2.2 单例模式单例模式是一种创建型模式,用于确保在应用程序中只有一个实例对象。
单例模式通常是在应用程序的启动过程中创建的,而且在整个应用程序的生命周期中都存在。
在单例模式中,只有一个实例对象,它可以被其他对象访问。
2.3 原型模式原型模式是一种创建型模式,用于创建对象。
在原型模式中,通过复制现有对象来创建新的对象。
这种方法可以大大提高对象的创建效率,特别是在创建复杂对象时,更加明显。
2.4 观察者模式观察者模式是一种行为型模式,用于在对象之间建立一对多的依赖关系,即一个对象的状态发生改变时,其它对象都能够收到通知,并能够及时地作出相应的处理。
面向对象程序设计模式分析
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面向对象程序设计模式分析随着计算机技术的不断发展,面向对象程序设计已经成为现代软件开发的标准工具。
面向对象程序设计的核心是对象和类的概念,而设计模式则是面向对象程序设计中一个非常重要的概念。
本文将对面向对象程序设计模式进行分析。
设计模式的定义设计模式是指在软件开发过程中,反复出现的问题和解决方法。
这些问题和解决方法被抽象化,形成了一套通用的解决方案。
在软件开发中,可以通过设计模式来解决一些常见的问题,从而提高软件的可维护性、可扩展性和可重用性。
设计模式的分类根据其目的和功能,设计模式可以分为三类:创建型模式、结构型模式和行为型模式。
创建型模式用于描述如何创建对象,包括简单工厂模式、工厂方法模式、抽象工厂模式、建造者模式和单例模式。
结构型模式用于描述如何将类或对象组合成更大的结构,包括适配器模式、桥接模式、组合模式、装饰模式、外观模式、享元模式和代理模式。
行为型模式用于描述对象之间的通信和协作,包括责任链模式、命令模式、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、模板方法模式和访问者模式。
设计模式的使用设计模式虽然很重要,但并不是每一个软件都必须采用设计模式。
在实际开发中,需要根据实际情况来选择合适的设计模式。
一般来说,以下几条原则可以作为参考:首先,不要过早地优化。
当出现问题时,可以考虑采用设计模式来解决。
如果没有问题,就没有必要使用设计模式。
其次,不要盲目地复制。
每个软件都有自己的特点和需求,即使是同样的问题,也有可能需要不同的解决方法。
因此,在采用设计模式时,需要根据实际情况进行调整和改变。
最后,不要过于复杂化。
虽然设计模式可以提高软件的可维护性、可扩展性和可重用性,但是如果使用不当,也可能会导致代码冗余、难以维护的问题。
范例分析下面以单例模式为例,简要分析其用法:在实际开发中,单例模式应用比较广泛。
例如,当需要保证一个全局对象只有一个实例时,就可以采用单例模式。
单例模式有多种实现方式,其中最常见的方式是饿汉式单例和懒汉式单例。
程序设计中的设计模式与最佳实践
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程序设计中的设计模式与最佳实践程序设计是一门既艺术又科学的领域,能够有效地利用设计模式与最佳实践是成为一名优秀的程序员所必备的技能。
设计模式是设计与开发过程中的一种经验总结,它提供了一种可重用的解决方案,用于常见的软件设计问题。
而最佳实践则是指在具体的编程和系统设计实践中,所采取的一些被广泛认可和证实有效的方法和技巧。
本文将重点介绍程序设计中的设计模式与最佳实践,并探讨它们对软件开发的重要性。
1. 设计模式的概念与分类设计模式是反复出现的问题的解决方案的形式化描述。
根据《设计模式:可复用面向对象软件的基础》一书,设计模式分为三类:创建型模式、结构型模式和行为型模式。
1.1 创建型模式创建型模式关注对象的创建过程,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等。
它们旨在提供灵活性和复用性,并隐藏对象的具体创建过程。
1.2 结构型模式结构型模式关注对象的组合与关联方式,包括:适配器模式、装饰器模式、代理模式、外观模式和桥接模式等。
它们通过对象的不同组合方式,实现了更加灵活和可维护的代码结构。
1.3 行为型模式行为型模式关注对象之间的交互和职责分配,包括:观察者模式、策略模式、模板方法模式、迭代器模式和命令模式等。
它们通过定义对象之间的通信方式,增强了系统的可维护性和扩展性。
2. 最佳实践与代码质量在程序设计过程中,遵循最佳实践有助于提高代码的质量,并减少错误的发生。
以下是一些常见的最佳实践:2.1 遵循编码规范编码规范是一组规范和准则,旨在提高代码的可读性和可维护性。
例如,使用有意义的变量名、正确缩进和注释,可以使代码更易于理解和调试。
2.2 模块化设计模块化设计将系统分解为相互独立的模块,每个模块负责一个特定的功能。
这种设计方式使得代码更易于开发、测试和维护,并且能够提高代码的可重用性。
2.3 异常处理机制良好的异常处理机制可以更好地应对意外情况,并提供友好的错误信息。
合理地使用异常处理,可以使代码更加健壮和可靠。
七种程序设计模式
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七种程序设计模式管理软件中的常见代码设计模式,来⾃于业务上的需要,有不恰当的地⽅欢迎批评指正。
1 RE-TRY 重试模式场景:在连接数据库服务器时,如果SQL Server数据库没有启动或正在启动,我们需要有⼀个连接重试的策略。
发送邮件通知时,我们也需要在发送失败后,多次的尝试发送以保证邮件能到达⽬的⽤户。
代码参考:int maxRetry = 30;int retryInterval = 10000;for (int i = 1; i <= maxRetry; i++){try{//connect to the database server}catch (Exceptions exception){if (i < maxRetry)Thread.Sleep(retryInterval);elsereturn; //返回或停⽌重试操作}}这种模式的主要是有⼀个重试⾏为,直到执⾏完成或是超过了约定的时间或次数则放弃。
2 Before-Perform-After 检查-执⾏-传送模式场景:在做⼀项业务操作前,⼦类为了重写(override)基类的⾏为必须先做条件或环境检查,然后执⾏相应的业务操作,之后还可以将此次操作的结果继续传送到其它业务单元中。
以打印报表为例⼦,业务窗体需要先检查当前登录⽤户是否具备打印权限,如⽆权限则取消本次操作。
代码例⼦:protected internal virtual bool DoPerformPrint(){CancelableRecordPrintEventArgs e = new CancelableRecordPrintEventArgs(this.CurrentEntity, selectionForumlas, formulaFields, parameterFields);this.OnBeforePrint(e);if (this._beforePrint != null)this._beforePrint(this, e);if (e.Cancel)return false;this.Print(ref selectionForumlas, ref formulaFields, ref parameterFields);EventArgs args = new EventArgs();this.OnAfterPrint(args);if (this._afterPrint != null)this._afterPrint(this, args);}通过这段代码应该容易理解我说的这种设计模式,第⼀段是条件检查,如果我们在⼦类中传⼊参数e.Cancel=true,则此⽅法返回,不再执⾏Print⽅法。
程序设计模式
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Android 设计模式简介项目开发中发现问题、解决问题这个过程中会出现很多问题,比如重复出现、某个问题的遗留,这些问题的本质就是设计模式。
今天记录设计模式的知识点。
内容在java以及其他的面向对象设计模式中,类与类之间主要有6种关系,他们分别是:依赖、关联、聚合、组合、继承、实现。
它们的耦合度依次增强。
依赖关系:对于两个相对独立的对象,当一个对象负责构造另一个对象的实例,或者依赖另一个对象的服务时,这两个对象之间主要体现为依赖关系。
关联关系:分为单向关联和双向关联。
在java中,单向关联表现为:类A当中使用了类B,其中类B是作为类A的成员变量。
双向关联表现为:类A当中使用了类B作为成员变量;同时类B中也使用了类A作为成员变量。
聚合关系:是关联关系的一种,耦合度强于关联,他们的代码表现是相同的,仅仅是在语义上有所区别:关联关系的对象间是相互独立的,而聚合关系的对象之间存在着包容关系,他们之间是“整体-个体”的相互关系。
组合关系:是一种耦合度更强的关联关系。
存在组合关系的类表示“整体-部分”的关联关系,“整体”负责“部分”的生命周期,他们之间是共生共死的;并且“部分”单独存在时没有任何意义。
继承:表示类与类(或者接口与接口)之间的父子关系。
实现:表示一个类实现一个或多个接口的方法。
设计原则要点定义描述单一职责原则不要存在多于一个导致类变更的原因。
通俗的说,即一个类只负责一项职责。
问题由来:类T负责两个不同的职责:职责P1,职责P2。
当由于职责P1需求发生改变而需要修改类T时,有可能会导致原本运行正常的职责P2功能发生故障。
解决方案:遵循单一职责原则。
分别建立两个类T1、T2,使T1完成职责P1功能,T2完成职责P2功能。
这样,当修改类T1时,不会使职责P2发生故障风险;同理,当修改T2时,也不会使职责P1发生故障风险。
里氏替换原则定义1:如果对每一个类型为T1的对象 o1,都有类型为 T2的对象o2,使得以 T1定义的所有程序 P 在所有的对象 o1都代换成 o2时,程序 P 的行为没有发生变化,那么类型T2 是类型 T1的子类型。
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解释大三律(Rule of Three)?
大三律(Rule of Three)
只有经过3个以上不同类型(或不同领域)的系统的校验,一个解决方案才能从候选模式升格为模式
解释设计模式(Design Pattern)?
设计模式(Design Pattern)
一套被反复使用的、多数人知晓的、经过分类编目的、代码设计经验的总结
客户程序与多个子系统之间存在很大的依赖性。引入外观类将子系统与客户以及其他子系统解耦,可以提高子系统的独立性和可移植性。
在层次化结构中,可以使用外观模式定义系统中每一层的入口,层与层之间不直接产生联系,而通过外观类建立联系,降低层之间的耦合度
外观模式与迪米特法则的关系?
外观模式又称为门面模式,它是一种对象结构型模式。外观模式是迪米特法则的一种具体实现,通过引入一个新的外观角色可以降低原有系统的复杂度,同时降低客户类与子系统的耦合度
请用装饰模式设计变形金刚。
变形金刚在变形之前是一辆汽车,它可以在陆地上移动。当它变成机器人之后除了能够在陆地上移动之外,还可以说话;如果需要,它还可以变成飞机,除了在陆地上移动还可以在天空中飞翔。
半透明装饰模式能否实现对同一个对象的多次装饰?为什么?
不能,因为半透明装饰模式是用具体装饰类型来定义装饰之后的对象,是确定的
在软件开发中如何将多个变化维度分离?
桥接模式。
如果系统中存在两个以上的变化维度,是否可以使用桥接模式进行处理?如果可以,系统该如何设计?
可以 使用两次 桥接模式
如何一致地对待容器对象和叶子对象?
使用组合模式,组合模式通过一种巧妙的设计方案使得用户可以一致性地处理整个树形结构或者树形结构的一部分,它描述了如何将容器对象和叶子对象进行递归组合,使得用户在使用时无须对它们进行区分,可以一致地对待容器对象和叶子对象。
模式缺点
类适配器模式:(1) 一次最多只能适配一个适配者类,不能同时适配多个适配者;(2) 适配者类不能为最终类;(3) 目标抽象类只能为接口,不能为类对象适配器模式:在适配器中置换适配者类的某些方法比较麻烦
模式适用环境
系统需要使用一些现有的类,而这些类的接口不符合系统的需要,甚至没有这些类的源代码
为了使对象可以共享,享元模式需要将享元对象的部分状态外部化,而读取外部状态将使得运行时间变长
几种常见的代理模式有哪几种?并解释。
远程代理(Remote Proxy):为一个位于不同的地址空间的对象提供一个本地的代理对象,这个不同的地址空间可以在同一台主机中,也可以在另一台主机中,远程代理又称为大使(Ambassador)
使得设计方案更加灵活,且易于修改
将提高软件系统的开发效率和软件质量,且在一定程度上节约设计成本
有助于初学者更深入地理解面向对象思想,方便阅读和学习现有类库与其他系统中的源代码,还可以提高软件的设计水平和代码质量
构造注入?
在实现依赖倒转原则时,我们需要针对抽象层编程,而将具体类的对象通过依赖注入(DependencyInjection, DI)的方式注入到其他对象中,依赖注入是指当一个对象要与其他对象发生依赖关系时,通过抽象来注入所依赖的对象。常用的注入方式有三种,分别是:构造注入,设值注入(Setter注入)和接口注入
模式缺点
使用装饰模式进行系统设计时将产生很多小对象,大量小对象的产生势必会占用更多的系统资源,在一定程度上影响程序的性能比继承更加易于出错,排错也更困难,对于多次装饰的对象,调试时寻找错误可能需要逐级排查,较为烦琐
模式适用环境
在不影响其他对象的情况下,以动态、透明的方式给单个对象添加职责当不能采用继承的方式对系统进行扩展或者采用继承不利于系统扩展和维护时可以使用装饰模式
迪米特法则分析
不要和“陌生人”说话 (Don't talk to strangers.)
只与你的直接朋友通信 (Talk only to your immediate friends.)
(1) 当前对象本身(this)
(2) 以参数形式传入到当前对象方法中的对象
(3) 当前对象的成员对象
类适配器一次最多只能适配一个适配者类,而且目标抽象类只能为抽象类,不能为具体类,其使用有一定的局限性,不能将一个适配者类和它的子类都适配到目标接口
在什么情况下可以使用外观模式?
在什么情况下可以使用外观模式?
当要为一个复杂子系统提供一个简单接口时可以使用外观模式。该接口可以满足大多数用户的需求,而且用户也可以越过外观类直接访问子系统。
类之间的关系有几种?请列举
关联关系 双向关联 单向关联 自关联 重数性关联 聚合关系 组合关系 依赖关系 泛化关系 接口与实现关系
重数性关联关系的定义?
接口之间也可以有与类之间关系类似的继承关系和依赖关系,但是接口和类之间还存在一种实现关系(Realization),在这种关系中,类实现了接口,类中的操作实现了接口中所声明的操作。
解释 0..* ,0..1,m..n,1..1,1..*?
1..1 表示另一个类的一个对象只与一个该类对象有关系
0..* 表示另一个类的一个对象与零个或多个该类对象有关系
1..* 表示另一个类的一个对象与一个或多个该类对象有关系
0..1 表示另一个类的一个对象没有或只与一个该类对象有关系
构造注入:通过构造函数来传入具体类的对象
设值注入:通过Setter方法来传入具体类的对象
接口注入:通过在接口中声明的业务方法来传入具体类的对象
不要和“陌生人”说话 (Don't talk to strangers.),怎么理解?
迪米特法则:每一个软件单位对其他的单位都只有最少的知识,而且局限于那些与本单位密切相关的软件单位。
虚拟代理(Virtual Proxy):如果需要创建一个资源消耗较大的对象,先创建一个消耗相对较小的对象来表示,真实对象只在需要时才会被真正创建
保护代理(Protect Proxy):控制对一个对象的访问,可以给不同的用户提供不同级别的使用权限
缓冲代理(Cache Proxy):为某一个目标操作的结果提供临时的存储空间,以便多个客户端可以共享这些结果
创建一个可以重复使用的类,用于和一些彼此之间没有太大关联的类,包括一些可能在将来引进的类一起工作
在对象适配器中,一个适配器能否适配多个适配者?如果能,应该如何实现?如果不能,请说明原因?如果是类适配器呢?
一个对象适配器可以把多个不同的适配者适配到同一个目标,也就是说,同一个适配器可以把适配者类和它的子类都适配到目标接口。
(4) 如果当前对象的成员对象是一个集合,那么集合中的元素也都是朋友
(5) 当前对象所创建的对象
任何一个对象,如果满足上面的条件之一,就是当前对象的“朋友”,否则就是“陌生人”
在应用迪米特法则时,一个对象只能与直接朋友发生交互,不要和“陌生人”发生直接交互,这样做可以降低系统的耦合度,一个对象的改变不会给太多其他对象带来影响
创建型模式主要用于创建对象
结构型模式主要用于处理类或对象的组合
行为型模式主要用于描述类或对象如何交互和怎样分配职责
根据范围,即模式主要是处理类之间的关系还是处理对象之间的关系,可分为类模式和对象模式两种:
类模式处理类和子类之间的关系,这些关系通过继承建立,在编译时刻就被确定下来,是一种静态关系
m..n 表示另一个类的一个对象与最少m、最多n个该类对象有关系 (m<=n)
顺序图中,消息的 种类?
在顺序图中,有的消息对应于激活,表示它将会激活一个对象,这种消息称为调用消息(Call Message);如果消息没有对应激活框,表示它不是一个调用消息,不会引发其他对象的活动,这种消息称为发送消息(Send Message);如果对象的一个方法调用了自己的另一个方法时,消息是由对象发送给自身,这种消息称为自身消息(Self Call Message)。
在组合模式的结构图中,如果聚合关联关系不是从Composite到Component的,而是从Composite到Leaf,如下图所示,会产生怎样的结果?
组合模式的关键是定义了一个抽象构件类,它既可以代表叶子,又可以代表容器,而客户端针对该抽象构件类进行编程,无须知道它到底表示的是叶子还是容器,可以对其进行统一处理。同时容器对象与抽象构件类之间还建立一个聚合关联关系,在容器对象中既可以包含叶子,也可以包含容器,以此实现递归组合,形成一个树形结构。如果不使用组合模式,客户端代码将过多地依赖于容器对象复杂的内部实现结构,容器对象内部实现结构的变化将引起客户代码的频繁变化,带来了代码维护复杂、可扩展性差等弊端。感觉不影响结果
如果一个软件系统在运行时所创建的相同或相似对象数量太多,将导致运行代价过高,带来系统资源浪费、性能下降等问题,如何避免系统中出现大量相同或相似的对象,同时又不影响客户端程序通过面向对象的方式Leabharlann 这些对象进行操作呢 享元模式
享元模式缺点是什么?
使得系统变得复杂,需要分离出内部状态和外部状态,这使得程序的逻辑复杂化
是一种用于对软件系统中不断重现的设计问题的解决方案进行文档化的技术
是一种共享专家设计经验的技术
目的:为了可重用代码、让代码更容易被他人理解、提高代码可靠性
设计模式:根据目的(模式是用来做什么的)可分为?根据范围,即模式主要是处理类之间的关系还是处理对象之间的关系,可分为?
根据目的(模式是用来做什么的)可分为创建型(Creational),结构型(Structural)和行为型(Behavioral)三类:
解释外观模式(Facade Pattern)?
外观模式(Facade Pattern):外部与一个子系统的通信必须通过一个统一的外观对象进行,为子系统中的一组接口提供一个一致的界面,外观模式定义了一个高层接口,这个接口使得这一子系统更加容易使用。外观模式又称为门面模式,它是一种对象结构型模式