软件工程设计模式基础

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软件工程中的设计模式

软件工程中的设计模式

软件工程中的设计模式在软件开发的过程中,设计模式是一种非常重要的概念。

设计模式是指在软件开发中,经过反复使用,被证明是有效的、可重用的经验总结,是程序员在软件开发中总结出来的比较好的实践方法。

设计模式让程序员能够在软件开发中更加灵活、高效地处理问题,提高了软件开发的质量和效率。

设计模式可以分为三种类型:创建型模式、结构型模式和行为型模式。

其中每种模式都有其独特的应用场景和解决方案。

一、创建型模式创建型模式主要解决对象的创建问题,提供了一种系统化的创建对象的方式,使得对象的创建过程更加灵活和高效。

创建型模式包括单例模式、工厂模式、抽象工厂模式、建造者模式和原型模式。

1. 单例模式单例模式是设计模式中最简单的模式之一,它是保证一个类只有一个实例,在全局中的唯一性。

单例模式的优点在于:1. 可以减小系统开销,避免重复创建对象。

2. 增加了灵活性,可以控制对象的生成顺序,实现对象共享等。

3. 可以和工厂模式和代理模式结合使用。

2. 工厂模式工厂模式是一种比较常见的创建型模式,它使用工厂方法来生成对象,而不是在代码中直接使用构造函数来生成对象。

工厂模式可以有多种不同的实现方式,包括简单工厂模式、工厂方法模式和抽象工厂模式。

工厂方法模式的优点在于:1. 解耦客户端和具体的产品类。

2. 扩展性好,可以增加新的产品类。

3. 可以实现多态,提高系统的灵活性。

3. 抽象工厂模式抽象工厂模式是工厂方法模式的拓展,它提供一个工厂接口用于创建一组相关或者相互依赖的对象。

抽象工厂模式的优点在于:1. 解耦客户端和具体的产品类。

2. 扩展性好,可以增加新的产品类。

3. 实现了一系列的产品族,满足客户端的需求。

4. 建造者模式建造者模式是一种用于构建复杂对象的模式,它将对象的构造和表示分离,使得同样的构建过程可以创建不同的表示方式。

建造者模式的优点在于:1. 可以对对象的构建过程进行控制,更加灵活。

2. 可以解决不同构建过程的复杂性,简化代码的编写。

软件工程概述及设计模式

软件工程概述及设计模式

软件工程概述及设计模式软件工程概述及设计模式一、引言软件工程是将工程原理、方法和经验运用于软件的开发、运行和维护的一门学科。

它涵盖了软件生命周期的各个阶段,包括需求分析、设计、编码、测试和维护等。

本文档将详细介绍软件工程的概述以及常用的设计模式。

二、软件工程概述1·软件工程定义软件工程是一门应用工程原理和方法来开发和维护高质量软件的学科,它涵盖了软件生命周期中的各个阶段。

2·软件开发生命周期软件开发生命周期是指软件从需求定义到维护结束的整个过程,包括需求分析、设计、编码、测试和维护等阶段。

3·软件需求分析软件需求分析是指定义软件系统应具备的功能和性能要求,它是软件开发过程中的一项重要任务。

4·软件设计软件设计是指根据需求分析结果,设计软件系统的结构、组件和接口。

良好的软件设计可以提高软件的可维护性和可扩展性。

5·软件编码软件编码是指根据设计结果,将软件系统的功能实现为具体的编程代码。

6·软件测试软件测试是指通过对软件系统进行各种测试,验证软件的正确性、可靠性和性能。

7·软件维护软件维护是指对已经交付使用的软件进行故障修复、性能优化和功能升级等工作。

三、设计模式概述1·设计模式定义设计模式是针对软件设计中反复出现的问题的解决方案,它提供了一套被广泛认可的最佳实践。

2·创建型设计模式●单例模式:保证一个类只有一个实例,并提供全局访问点。

●工厂方法模式:定义一个创建对象的接口,由子类决定具体实例化的类。

●抽象工厂模式:提供一个创建相关或依赖对象族的接口,而无需指定具体类。

●建造者模式:将一个复杂对象的构建过程分解为多个简单对象的构建过程。

3·结构型设计模式●适配器模式:将一个类的接口转换为客户端所期望的另一种接口。

●装饰器模式:动态地给对象添加额外职责。

●代理模式:为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。

软件工程基础知识点总结

软件工程基础知识点总结

软件工程基础知识点总结在软件工程领域,掌握一些基础知识点非常重要。

这些知识点包括软件开发生命周期、需求分析、设计模式、软件测试等。

本文将对软件工程基础知识点进行总结和梳理,以供参考。

1、软件开发生命周期1.1、瀑布模型1.2、增量模型1.3、快速原型开发模型1.4、敏捷开发模型1.5、DevOps模型2、需求分析2.1、需求获取2.2、需求分析与规格说明2.3、需求验证与确认2.4、需求管理3、设计模式3.1、创建型设计模式3.1.1、工厂模式3.1.2、单例模式3.1.3、原型模式3.1.4、建造者模式 3.2、结构型设计模式 3.2.1、适配器模式 3.2.2、装饰器模式 3.2.3、代理模式3.3、行为型设计模式 3.3.1、观察者模式 3.3.2、策略模式3.3.3、命令模式4、软件测试4.1、黑盒测试4.2、白盒测试4.3、单元测试4.4、集成测试4.5、系统测试4.6、验收测试5、软件质量保证5.1、代码规范与静态代码分析工具5.2、缺陷管理与版本控制5.3、自动化构建与持续集成5.4、负载与性能测试5.5、安全与漏洞分析附件:- 附件A:示例需求规格说明文档- 附件B:示例工厂模式代码实现- 附件C:示例单元测试代码法律名词及注释:- 著作权:指对软件的内容享有的法律权利,包括复制权、发行权等。

- 商标权:指对软件的商标标识享有的法律权利,用于区分其它软件和服务。

- 声明:指对软件功能、质量等进行明示的声明,可用于法律保护和责任追究。

- 许可证:指授予他人使用软件的特定权限和条件的法律协议。

软件工程中的设计模式

软件工程中的设计模式

软件工程中的设计模式设计模式在软件工程领域中扮演着重要的角色。

它是一套被广泛接受和应用的解决问题的方法论,能够帮助开发人员更加高效地开发和维护软件系统。

本文将深入探讨软件工程中的设计模式,介绍常见的设计模式及其应用场景。

一、设计模式的概念及作用设计模式是对软件设计中普遍存在的问题所提出的解决方案的总结和提炼,它能够帮助开发人员解决各种软件设计过程中的困难和挑战。

设计模式能够提高软件系统的可维护性、可拓展性和可重用性,使得软件系统更加稳定、灵活和易于理解。

二、常见的设计模式及其应用场景1. 创建型模式创建型模式主要用于对象的实例化过程,它涉及到创建对象的方式和时间,旨在通过使用合适的方式来创建对象,使系统更加灵活和可扩展。

常见的创建型模式包括:(1) 单例模式:用于确保一个类只有一个实例,并提供一个全局访问点。

(2) 工厂模式:用于根据不同的条件创建不同的对象。

(3) 原型模式:用于通过复制已有对象来创建新对象。

2. 结构型模式结构型模式关注的是类和对象的组合,以达到设计出灵活和可复用的结构的目的。

常见的结构型模式包括:(1) 适配器模式:用于将一个类的接口转换成客户希望的另一个接口。

(2) 装饰器模式:用于在不改变原始对象的基础上,动态地扩展其功能。

(3) 代理模式:用于控制对另一个对象的访问。

3. 行为型模式行为型模式主要关注对象之间的通信方式和协作关系,以及彼此之间的责任划分和处理方式。

常见的行为型模式包括:(1) 观察者模式:用于定义对象之间的一对多依赖关系,并支持动态地将消息发送给依赖对象。

(2) 命令模式:用于将请求封装成一个对象,从而可以进行参数化处理和日志记录。

(3) 状态模式:用于封装对象的状态以及与状态相关的行为,并通过改变状态来改变对象的行为。

三、设计模式的应用实例设计模式在实际的软件工程项目中有广泛的应用。

下面以一个在线购物系统的实现为例,介绍设计模式的应用实例。

在这个购物系统中,我们可以使用单例模式来确保购物车只有一个实例,并提供一个全局可访问的入口。

软件工程中的设计模式

软件工程中的设计模式

软件工程中的设计模式设计模式是在软件工程中,为了应对常见的设计问题,而提出的一系列可重用的解决方案。

设计模式可以帮助我们提高代码的可维护性、可扩展性和复用性。

设计模式主要分为三类:创建型、结构型和行为型。

一、创建型模式创建型模式主要关注对象的创建过程,主要有以下五种模式:1.单例模式(Singleton):确保一个类只有一个实例,并提供一个全局访问点。

2.工厂方法模式(Factory Method):定义一个接口用于创建对象,但让子类决定实例化哪个类。

3.抽象工厂模式(Abstract Factory):提供一个接口,用于创建相关或依赖对象的家族,而不需要明确指定具体类。

4.建造者模式(Builder):将一个复杂对象的构建与其表示分离,使得同样的构建过程可以创建不同的表示。

5.原型模式(Prototype):通过复制现有的实例来创建新的实例,而不是通过构造函数创建。

二、结构型模式结构型模式主要关注类和对象之间的组合,主要有以下七种模式:1.适配器模式(Adapter):将一个类的接口转换成客户端期望的另一个接口,使得原本接口不兼容的类可以一起工作。

2.桥接模式(Bridge):将抽象部分与实现部分分离,使它们可以独立地变化。

3.组合模式(Composite):将对象组合成树形结构以表示“部分-整体”的层次结构,使得客户可以统一使用单个对象和组合对象。

4.装饰器模式(Decorator):动态地给一个对象添加一些额外的职责,而不改变其接口。

5.门面模式(Facade):为一组复杂的子系统提供一个统一的接口,使得子系统更容易使用。

6.享元模式(Flyweight):运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象。

7.代理模式(Proxy):为其他对象提供一个代理以控制对这个对象的访问。

三、行为型模式行为型模式主要关注对象之间的通信,主要有以下十一种模式:1.职责链模式(Chain of Responsibility):使多个对象都有机会处理请求,从而避免了请求发送者和接收者之间的耦合关系。

软件工程师必须要知道的设计模式

软件工程师必须要知道的设计模式

软件工程师必须要知道的设计模式设计模式是指在软件开发中常用的解决方案,它们可以帮助软件开发人员快速解决一些常见的问题,提高软件的可复用性、可维护性、可扩展性和可移植性。

软件工程师必须要掌握设计模式,才能在开发过程中更加高效地解决问题,提高代码质量和开发效率。

一、单例模式单例模式是一种常用的创建型模式,它保证一个类只有一个实例,并提供一个全局访问点。

单例模式在实际开发中非常常见,例如数据库连接池、线程池、系统配置等。

单例模式非常实用,但也容易产生一些问题,例如多线程环境下的数据竞争问题。

二、工厂模式工厂模式是一种常用的创建型模式,它通过工厂方法来创建对象,而不是通过直接实例化。

工厂模式可以有效地解耦客户端和产品类,降低系统的耦合度。

工厂模式在实际开发中非常广泛,例如 Spring、Hibernate 框架都使用了工厂模式。

三、观察者模式观察者模式是一种常用的行为型模式,它定义了一种一对多的依赖关系,当对象状态发生改变时,所有依赖该对象的其它对象都会收到通知并自动更新。

观察者模式在实际开发中非常常见,例如GUI 开发中的事件处理机制,Android 开发中的广播机制等。

四、装饰器模式装饰器模式是一种常用的结构型模式,它可以在不改变原有对象的情况下,动态地给对象添加一些额外的功能。

装饰器模式在实际开发中非常实用,例如Java 中的IO 流就使用了装饰器模式,Spring AOP 技术也是基于装饰器模式实现的。

五、代理模式代理模式是一种常用的结构型模式,它为一个对象提供一个代理,以便控制对该对象的访问。

代理模式可以有效地降低系统的耦合度,增强系统的灵活性和扩展性。

代理模式在实际开发中非常常见,例如 Java 中的动态代理、Hibernate 中的延迟加载机制等。

六、模板方法模式模板方法模式是一种常用的行为型模式,它定义了一个操作中的算法框架,而将具体步骤延迟到子类中实现。

模板方法模式可以有效地降低系统的复杂度,提高代码的可复用性,是一种非常实用的模式。

软件工程中的设计原则与模式

软件工程中的设计原则与模式

软件工程中的设计原则与模式在软件开发领域,设计是一个至关重要的环节。

好的设计能够提高软件的可维护性、可扩展性和可读性,降低开发和维护成本。

为了达到这些目标,软件工程中有许多设计原则和设计模式被广泛应用。

本文将介绍一些常用的设计原则和模式,并解释它们在软件工程中的应用。

一、设计原则设计原则是一些通用的指导原则,它们帮助我们设计出具有良好结构和可维护性的软件。

以下是几个常用的设计原则:1. 单一职责原则(Single Responsibility Principle,SRP)单一职责原则要求一个类只负责一项职责。

这样做可以提高类的内聚性,降低类的复杂度。

当一个类负责多个职责时,一旦需求发生变化,需要修改该类的代码时,很容易引入bug或导致代码难以维护。

因此,遵循单一职责原则是很重要的。

2. 开放封闭原则(Open-Closed Principle,OCP)开放封闭原则要求软件实体(类、模块、函数等)应该对扩展开放,对修改关闭。

这意味着在进行修改时,应该尽量避免修改现有的代码,而是通过新增代码来扩展功能。

这样可以保证原有代码的稳定性和可复用性。

3. 里氏替换原则(Liskov Substitution Principle,LSP)里氏替换原则要求一个对象可以被它的子类所替代而不改变程序的正确性。

换句话说,子类必须能完全替代父类,且表现出与父类一致的行为。

遵循里氏替换原则可以提高程序的可扩展性和适应性。

4. 接口隔离原则(Interface Segregation Principle,ISP)接口隔离原则要求客户端不应该依赖它不需要的接口。

一个类不应该强迫其他类依赖它们不需要的方法或属性。

这样可以避免类之间的耦合度过高,提高系统的灵活性和可维护性。

5. 依赖倒置原则(Dependency Inversion Principle,DIP)依赖倒置原则要求高层模块不应该依赖低层模块,二者都应该依赖抽象。

抽象不应该依赖具体实现细节,具体实现细节应该依赖抽象。

软件工程概述及设计模式

软件工程概述及设计模式

软件工程概述及设计模式软件工程概述及设计模式一、概述软件工程是一门研究如何在规定的时间、预算和资源约束下,开发出高质量软件的学科。

它集合了计算机科学、数学和工程学等多个领域的知识,旨在提高软件开发过程的可控性和可靠性。

在计算机科学发展的过程中,软件工程的概念逐渐形成,并受到越来越多的关注。

人们发现,编写可维护、可复用、可扩展的软件是一项复杂的任务,需要系统性的方法和适当的工具支持。

软件工程的目标是通过使用系统化的方法,将软件开发过程变得更加可控、可预测和高效。

二、软件工程的主要活动软件工程过程是一个迭代的过程,通常包括以下几个主要活动:1. 需求分析需求分析是软件开发的第一步,目的是明确用户的需求和期望。

在这个阶段,软件工程师需要与用户进行沟通,了解用户的具体需求,然后将需求转化为可理解的语言,并记录下来。

2. 设计设计是软件工程中非常重要的一个环节,它将需求转化为实际的解决方案。

设计阶段包括系统设计和详细设计两个层次。

系统设计阶段主要确定整个软件系统的结构和模块划分,详细设计阶段则是对各个模块具体的实现进行设计。

3. 编码编码是根据设计阶段的结果,将代码实现软件系统的功能。

在编码过程中,开发人员需要遵循一些编程规范和代码风格,以提高代码的可读性和可维护性。

4.是保证软件质量的关键环节,在软件工程中占据重要地位。

可以分为单元、集成和系统等多个层次,旨在发现和修复软件中的缺陷。

5. 部署和维护部署是将软件交付给用户并进行安装和配置的过程。

维护包括对软件进行bug修复、功能升级和性能优化等操作,以保证软件的长期可用性。

三、设计模式设计模式是软件工程中常用的一种解决问题的模式,它提供了一套共享的设计原则和解决方案,可以帮助开发人员更加高效地解决一些常见的设计问题。

常见的设计模式包括:1. 单例模式单例模式保证一个类只有一个实例,并提供一个全局访问点。

它适用于需要共享资源或避免重复创建对象的场景。

2. 工厂模式工厂模式根据不同的输入条件,创建不同的对象。

软件工程中的设计模式与重构

软件工程中的设计模式与重构

软件工程中的设计模式与重构一、设计模式设计模式是在软件设计、编程过程中被反复使用的一些经验总结,它们不是直接可用于代码实现的完整设计,而是提供了一套解决方案,用以描述特定的代码组织形式、通信方式等,以解决一种特定的设计问题。

1.1 单例模式单例模式是一种最基础、最常见的设计模式之一。

它用于保证一个类只有一个唯一实例,并且提供了一种全局可访问该实例的方式。

单例模式可以提高代码的复用性和扩展性,使得代码更加安全、易于管理。

1.2 工厂模式工厂模式是一种将对象创建和使用分离的设计模式,它通过一个标准的接口来定义对象的创建,在运行时可以将具体对象的创建延迟与实现分离开来,从而提高了软件的可维护性和扩展性。

1.3 观察者模式观察者模式是一种使一个对象能够在另一个对象发生某些变化时得到通知的设计模式。

它通过定义一种观察者角色和被观察者角色来实现,可以避免耦合度高、维护成本高等缺陷。

1.4 适配器模式适配器模式是一种将不兼容的接口转换为目标端可用的一种方法。

它可以让不同的系统之间进行通信和交互,从而提高了系统之间的互操作性。

二、重构重构是指在不改变软件外部行为的前提下,提高软件内部质量和可维护性的一种方法。

重构通常是在设计模式的基础上进行的,通过对代码进行修改,以改进其内部结构和代码实现方式,从而提高软件的可靠性、可维护性、可扩展性等方面的质量。

2.1 重构的原则重构的主要原则包括:尽量减少耦合,使代码易于维护;避免重复代码,提高代码的复用性;优化代码的性能,提高软件运行效率。

2.2 重构的技术重构的常用技术包括:提取方法、重命名变量和方法、封装字段、合并重复代码块等。

这些技术可以帮助软件开发人员在不改变软件外部行为的情况下,提高软件内部的质量和可维护性。

2.3 重构的作用重构可以使代码更加清晰、易读,从而加快软件的开发过程;可以提高代码的复用性,减少代码的冗余度,从而使得软件更加容易维护;可以提高代码的灵活性和可扩展性,使得软件更加具有弹性。

软件工程中的设计模式介绍(三)

软件工程中的设计模式介绍(三)

软件工程中的设计模式介绍1. 概述软件工程中的设计模式是一套被广泛认可的解决软件设计问题的经验总结和最佳实践。

设计模式不仅能够提高软件的可读性、可维护性和可扩展性,还能够提高软件开发的效率和质量。

本文将介绍几种常见的设计模式,并简要阐述它们的应用场景和实际案例。

2. 创建型模式创建型模式主要用于解决对象的创建过程,包括“单例模式”、“工厂模式”和“建造者模式”等。

单例模式通过限制类的实例化次数,确保一个类只有一个实例,并提供全局访问点。

工厂模式将对象的创建与使用分离,通过工厂类来创建对象,实现了代码的解耦。

建造者模式则是用于创建复杂对象,将对象的构建过程与表示分离,使得相同的构建过程可以创建不同的表示。

3. 行为型模式行为型模式关注对象之间的通信方式和责任分配,包括“观察者模式”、“策略模式”和“模板方法模式”等。

观察者模式定义了对象之间的一对多依赖关系,当一个对象的状态改变时,它的所有依赖者都会收到通知。

策略模式将算法封装成独立的类,并使它们可以相互替换,从而使算法的变化独立于使用它的客户端。

模板方法模式定义了一个算法的骨架,将具体的实现交给子类来完成,以实现算法的复用和扩展。

4. 结构型模式结构型模式用于描述类和对象的组合方式,包括“适配器模式”、“装饰器模式”和“代理模式”等。

适配器模式将一个类的接口转换成客户端所期望的另一种接口,使得原本不兼容的类可以一起工作。

装饰器模式通过动态地给对象添加额外的职责,实现了对对象的透明的包装。

代理模式为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。

5. 总结设计模式是软件工程领域中的宝库,它们为开发者提供了解决各种设计问题的思路和方法。

在实际的软件开发中,合理应用设计模式可以提高代码的重用性、可维护性和可升级性,减少出错的概率。

然而,设计模式并不是万能的,每个模式都有自己的适用场景和限制条件,开发者要在具体的问题和需求背景下选择合适的模式。

本文介绍了几种常见的设计模式,如创建型模式的单例模式、工厂模式和建造者模式,行为型模式的观察者模式、策略模式和模板方法模式,以及结构型模式的适配器模式、装饰器模式和代理模式。

软件工程设计模式基础

软件工程设计模式基础

软件工程及设计模式1、UML方面标准建模语言UML。

用例图,静态图(包括类图、对象图和包图),行为图,交互图(顺序图,合作图),实现图。

2. 软件开发的3、j2ee常用的设计模式?说明工厂模式。

总共23种,分为三大类:创建型,结构型,行为型我只记得其中常用的6、7种,分别是:创建型(工厂、工厂方法、抽象工厂、单例)结构型(包装、适配器,组合,代理)行为(观察者,模版,策略)然后再针对你熟悉的模式谈谈你的理解即可。

Java中的23种设计模式:Factory(工厂模式), Builder(建造模式), Factory Method(工厂方法模式),Prototype(原始模型模式),Singleton(单例模式), Facade(门面模式),Adapter(适配器模式), Bridge(桥梁模式), Composite(合成模式),Decorator(装饰模式),Flyweight(享元模式), Proxy(代理模式),Command(命令模式), Interpreter(解释器模式),Visitor(访问者模式),Iterator(迭代子模式), Mediator(调停者模式), Memento(备忘录模式),Observer(观察者模式), State(状态模式), Strategy(策略模式),Template Method(模板方法模式), Chain Of Responsibleity (责任链模式)工厂模式:工厂模式是一种经常被使用到的模式,根据工厂模式实现的类可以根据提供的数据生成一组类中某一个类的实例,通常这一组类有一个公共的抽象父类并且实现了相同的方法,但是这些方法针对不同的数据进行了不同的操作。

首先需要定义一个基类,该类的子类通过不同的方法实现了基类中的方法。

然后需要定义一个工厂类,工厂类可以根据条件生成不同的子类实例。

当得到子类的实例后,开发人员可以调用基类中的方法而不必考虑到底返回的是哪一个子类的实例。

软件工程中的设计模式及应用

软件工程中的设计模式及应用

软件工程中的设计模式及应用一、前言在软件开发过程中,设计模式是指在面向对象编程中,经常使用的一些反应出设计经验的典型结构。

这些典型结构经常出现的问题,通常也有相对应的解决方法,这些解决方法就是设计模式。

设计模式是一种可重用的知识,它是对软件设计中普遍存在性的困难问题的描述。

本文将从工厂模式、单例模式、代理模式和门面模式四个方面分别介绍设计模式及其应用。

二、工厂模式在工厂模式中,我们不需要创建对象时调用 new,而是调用工厂中的方法来创建实例对象。

工厂模式用于创建对象,该模式提供了更好的方式来封装创建实例对象的代码。

工厂模式可以帮助我们减小由 new 操作符带来的耦合。

举个例子,我们要从一个键入的文件中获取数据,我们可以使用XML 和JSON 两种格式来存储数据。

如果传递的数据为XML,则返回 XMLParser 类对象实例,否则返回 JSONParser 类对象实例。

在这种情况下,我们可以将工作委托给一个工厂类,该工厂类可依据传递给它的参数,在运行时动态创建类的对象。

三、单例模式当我们只需要一个对象实例并需要在整个应用程序中使用时,就可以使用单例模式。

我们只需使用一个类来创建对象实例,并确保该类只有一个对象。

单例模式通过提供一种节省内存,同时保证所有其他对象都能访问该对象的方法。

当我们实例化一个类时,就会为该类创建一个新的对象,每次我们创建新的对象时,都会占用内存。

为了避免这种情况,我们需要使用单例模式来确保只创建一个对象。

四、代理模式代理模式是软件开发中的一种常见设计模式。

当一个类的某些功能需要额外的处理时,可以使用代理模式。

代理模式允许我们在不改变原有类的代码时增加它的功能。

代理设计模式通常使用在需要控制和管理某些对象时,以提高实施的效率。

该模式分为静态和动态代理两个部分,其中静态代理使用较多。

静态代理在编译时已经知道代理类与被代理类的类型,因此在程序运行时效率高。

具体应用场景,例如电影票购票时的代理,代理类可以提供优惠券、打折等服务。

软件工程第8章 设计基础

软件工程第8章 设计基础
9
3、模块的独立性(module independence)
模块的独立性是指软件系统中每个模块只 涉及软件要求的具体的子功能,而和软件系统 中其他模块的接口是简单的。 耦合
模块之间的 相对独立性 的度量。
内聚
模块功能强 度的度量。
10
模块间的耦合
11
• 非直接耦合(Nondirect Coupling)
32
软件深度和宽度
• 软件深度:表示软件结构控制的层数,它往往能粗略地 标志一个系统的大小和复杂程度. • 深度和程序长度之间应该有粗略的对应关系,当然这个 对应关系是在一定范围内变化的.如果层数过多,则应 该考虑是否有许多管理模块过分简单了,能否适当合并.
• 软件宽度:在同一个层次上的模块总数的最大值.一般 说来,宽度越大系统越复杂. • 对宽度影响最大的因素是模块的扇出.
考虑使用设备的制约和效率,尽可能与读写单位匹配,并尽 可能减少处理过程中内外存交换次数 数据项的顺序:对于可变长记录,应在记录的开头记入 长度信息;对于关键字项,应尽量按级别高低,顺序配置; 联系较密切的数据项,应归纳在一起进行配置。 数据项的属性:属性相同的数据项,应尽量归纳在一起 配置;数据项应按双字长,全字长,半字长和字节的属性, 顺序配置。 预留空间:考虑到将来可能的变更或扩充,应当预先留 一些空闲空间。不必统一地预留,可在有可能变更或扩充的 项旁边,在相邻接处预留。
模块化设计与信息隐藏
奇妙的数字 7+2,人类 信息处理能力的限度
1、分解(decomposition)
G.A. Miller
Magical Number Seven,Plus or Minus Two,Some Limits on Our Capacity for Processing Information The Psychological Review,1956

软件工程中的设计模式介绍(八)

软件工程中的设计模式介绍(八)

软件工程中的设计模式介绍引言:在软件工程的开发中,设计模式被广泛应用于解决一系列常见问题,提高代码可复用性、易读性和可维护性。

设计模式是开发人员根据过去的经验总结出来的一套最佳实践,可以帮助我们更好地组织和设计代码。

一、单例模式单例模式是指在整个系统中只能存在一个对象实例,所有的访问都必须通过这个实例进行。

单例模式可以用于控制全局资源的访问,比如数据库连接池、线程池等。

通过保证只有一个对象实例,可以避免资源的多次创建和销毁,提高性能和资源利用率。

二、工厂模式工厂模式是一种创建型设计模式,用于将对象的创建和使用相分离。

通过使用工厂模式,我们可以将对象的具体创建过程隐藏起来,只提供一个工厂类,使得客户端无需关心对象的创建细节。

这样可以降低耦合性,提高代码的可维护性和可扩展性。

三、装饰器模式装饰器模式提供了一种动态地给对象添加新的行为的方式,不需要修改原始类的结构。

通过使用装饰器模式,我们可以在不改变对象原始类的情况下,为对象添加额外的功能。

比如,我们可以用装饰器模式来给一个文本编辑器添加撤销、重做、保存等功能,而不需要修改原始的文本编辑器类。

四、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变化时,所有依赖于它的对象都会收到通知并自动更新。

观察者模式可以用于实现事件驱动的编程模型,比如GUI框架和消息队列系统。

它可以在不同的模块之间实现解耦,使得系统更加灵活和可扩展。

五、模板方法模式模板方法模式定义了一个操作中的算法框架,将具体的步骤延迟到子类中实现。

模板方法模式可以用于在不同的子类之间实现共同的算法,而不需要重复编写相同的代码。

通过将变化的部分抽象成接口,我们可以实现代码的复用,并提高系统的可维护性和可扩展性。

六、策略模式策略模式定义了一系列的算法,并将其封装成独立的对象,使得它们可以相互替换。

通过使用策略模式,我们可以在运行时动态地改变一个对象的行为,而不需要修改对象的结构。

软件工程中的设计模式介绍(七)

软件工程中的设计模式介绍(七)

软件工程中的设计模式介绍引言:设计模式是软件工程中的重要概念,在软件开发过程中发挥着重要作用。

本文将介绍一些常见的设计模式,讨论它们的应用场景和优缺点,以帮助读者更好地理解和运用这些模式。

一、创建型设计模式1. 单例模式单例模式是一种常用的创建型设计模式,它确保一个类只有一个实例,并提供一个全局访问点。

单例模式适用于需要全局唯一性和集中控制的情况,比如数据库连接池、线程池等。

然而,单例模式可能引起全局状态的混乱,并且对单元测试不友好。

2. 工厂模式工厂模式是一种常见的创建型设计模式,它通过工厂类来创建其他对象,而不直接调用类的构造函数。

工厂模式可以根据需求创建不同类型的对象,提高代码的灵活性和可维护性。

然而,工厂模式增加了类的数量,降低了代码的可读性。

3. 原型模式原型模式是一种创建型设计模式,它通过复制已有对象的原型来创建新的对象,而不是通过构造函数。

原型模式在创建对象时可以避免重复的初始化过程,提高了对象的创建效率。

然而,原型模式可能会导致对象的深拷贝问题,需要注意对象状态的一致性。

二、结构型设计模式1. 适配器模式适配器模式是一种结构型设计模式,它将一个类的接口转换成客户端所期望的另一个接口。

适配器模式可以解决接口不兼容的问题,提高代码的复用性。

然而,适配器模式会增加代码的复杂性和运行开销。

2. 装饰器模式装饰器模式是一种结构型设计模式,它通过在不改变原始对象的基础上,动态地给对象添加新的功能。

装饰器模式可以实现对对象的扩展,而无需修改原始代码。

然而,装饰器模式可能会使代码变得复杂,且过度使用装饰器可能导致类的膨胀。

3. 外观模式外观模式是一种结构型设计模式,它提供了一个统一的接口,用来访问子系统中的一组接口。

外观模式可以简化复杂系统的接口,提高代码的可读性和可维护性。

然而,外观模式可能隐藏了子系统的复杂性,增加了对外部变化的敏感性。

三、行为型设计模式1. 观察者模式观察者模式是一种行为型设计模式,它定义了对象之间的一对多依赖关系,使得当一个对象状态改变时,其相依对象会自动被通知并更新。

软件工程概述及设计模式

软件工程概述及设计模式

软件工程概述及设计模式软件工程概述及设计模式软件工程概述软件工程是一门涵盖了软件开发全过程的学科。

它包括了软件需求分析、设计、编码、和维护等阶段,并且重点关注如何以系统化、规范化的方式进行软件开发工作,以达到高质量、高效率的软件开发目标。

软件工程的目标是开发出符合用户需求、具有高质量、易于维护和可靠性的软件系统。

为了达到这个目标,软件工程引入了许多原则、概念和方法,帮助开发团队更好地组织工作、管理项目,并建立合适的开发流程。

设计模式设计模式是软件工程中用于解决常见设计问题的经验。

它提供了在特定情境下,可重复使用的解决方案,有助于提高代码的可读性、可维护性和可扩展性。

使用设计模式可以有效地避免重复造轮子,并且提高软件的灵活性和可扩展性。

常见的设计模式包括:1. 创建型模式:包括工厂模式、抽象工厂模式、单例模式等,用于创建对象的过程。

2. 结构型模式:包括适配器模式、装饰器模式、代理模式等,用于组织和管理对象之间的关系。

3. 行为型模式:包括观察者模式、策略模式、模板方法模式等,用于描述对象之间的交互和协作方式。

设计模式能够提高软件的可维护性和可复用性,使得代码更易理解和扩展。

熟练掌握各种设计模式,并在合适的场景下正确应用它们,是每个软件工程师的必备技能。

,软件工程是关注软件开发全过程的学科,通过采用系统化、规范化的工作方式来实现高质量软件的开发。

设计模式是软件工程中的经验,可以提高代码的可读性、可维护性和可扩展性。

熟练掌握软件工程概念和设计模式,并合理应用它们,是每个软件工程师必不可少的基本能力。

软件工程中的设计模式与技术要点

软件工程中的设计模式与技术要点

软件工程中的设计模式与技术要点在现代的软件开发中,设计模式的概念已经越来越重要。

在软件工程中,设计模式的使用可以提高开发的效率和软件的质量。

本文将探讨软件工程中的设计模式与技术要点,以及如何运用它们来开发高质量的软件。

一、软件工程中的设计模式1.1 什么是设计模式?设计模式可以理解为是解决某个软件问题的最佳实践。

设计模式主要包括三个部分:问题、解决方案和效果。

设计模式可以帮助软件开发者快速发现和解决问题,并且提高代码的复用性、可读性和可维护性。

1.2 设计模式的分类设计模式可以分为三类:(1)创建型模式:这些模式涉及到对象的创建机制,包括单例模式、工厂模式和原型模式等。

(2)结构型模式:这些模式涉及到对象间的组合,包括适配器模式、桥接模式和装饰器模式等。

(3)行为型模式:这些模式涉及到对象之间的通信,包括观察者模式、状态模式和策略模式等。

1.3 部分设计模式的应用(1)单例模式单例模式是一种创建型模式,它可以确保一个类只有一个实例,并提供一个全局访问点。

在实际开发中,这种模式经常被用作配置文件、日志记录器和数据库连接等。

(2)适配器模式适配器模式是一种结构型模式,它可以将不兼容的接口转换成兼容的接口。

在实际开发中,这种模式经常被用作应对不同版本的接口或者应对不同格式的数据等。

(3)策略模式策略模式是一种行为型模式,它可以定义一系列的算法,将每个算法封装起来,并且使它们可以相互替换。

在实际开发中,这种模式经常被用作应对用户操作的多种可能性。

二、软件工程中的技术要点2.1 面向对象编程面向对象编程是软件开发中最重要的技术之一。

面向对象编程的三个核心概念是继承、封装和多态。

在实际开发中,面向对象编程可以帮助我们设计清晰、可复用和可维护的代码。

2.2 异常处理异常处理是软件开发中一个不可忽略的环节。

在实际开发中,异常处理可以帮助我们更好地控制程序的运行流程,并且更好地处理错误。

异常处理的关键点是避免不必要的异常和细致地处理必要的异常。

软件架构与设计模式基础

软件架构与设计模式基础

软件架构与设计模式基础软件架构是指在软件系统开发过程中,对软件进行整体结构、组织和分解的过程,而设计模式是指在软件开发中常用的可重用解决方案。

软件架构和设计模式是构建高质量、可维护、可扩展软件系统的重要基础。

本文将介绍软件架构和设计模式的基本概念与原则。

一、软件架构概述软件架构是指软件系统的基本结构、组成和之间的关系,是软件系统的蓝图。

一个好的软件架构能够满足系统的可靠性、可扩展性、可维护性等需求。

常见的软件架构有分层架构、客户端-服务器架构、微服务架构等。

1. 分层架构分层架构是将软件系统划分为若干层次,每个层次有不同的职责,实现了功能的分离,提高了系统的可维护性和可扩展性。

常见的分层有表现层、业务逻辑层、数据访问层等。

2. 客户端-服务器架构客户端-服务器架构将软件系统划分为客户端和服务器两个部分,客户端发送请求,服务器提供服务并返回响应。

这种架构可以实现任务的分发和资源的集中管理。

3. 微服务架构微服务架构是一种将软件系统拆分为小而独立的服务来构建系统的方法。

每个微服务都有自己的数据存储和独立的部署。

微服务架构可以提高系统的可伸缩性和可维护性。

二、设计模式概述设计模式是在软件设计过程中对常见问题的解决方案的总结和抽象。

设计模式可以提高代码的可读性、重用性和可维护性。

常见的设计模式有单例模式、观察者模式、工厂模式等。

1. 单例模式单例模式是一种只允许创建一个实例的模式。

通过限制实例的个数,可以保证系统中的某些类只有一个实例。

这在一些需要共享资源或控制资源访问的场景中非常有用。

2. 观察者模式观察者模式是一种对象间的一对多依赖关系,当一个对象发生改变时,所有依赖它的对象都会得到通知并自动更新。

这种模式可以实现松耦合,使对象之间的交互更加灵活。

3. 工厂模式工厂模式是一种通过工厂类来创建对象的模式,通过将对象的创建和使用分离,可以提高系统的灵活性和可维护性。

工厂模式常用于创建复杂对象或需要隐藏对象创建细节的场景。

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软件工程与设计模式1、UML方面标准建模语言UML。

用例图,静态图(包括类图、对象图和包图),行为图,交互图(顺序图,合作图),实现图。

2. 软件开发的3、j2ee常用的设计模式?说明工厂模式。

总共23种,分为三大类:创建型,结构型,行为型我只记得其中常用的6、7种,分别是:创建型(工厂、工厂方法、抽象工厂、单例)结构型(包装、适配器,组合,代理)行为(观察者,模版,策略)然后再针对你熟悉的模式谈谈你的理解即可。

Java中的23种设计模式:Factory(工厂模式), Builder(建造模式), Factory Method(工厂方法模式),Prototype(原始模型模式),Singleton(单例模式),Facade(门面模式),Adapter(适配器模式), Bridge(桥梁模式), Composite(合成模式),Decorator(装饰模式), Flyweight(享元模式), Proxy(代理模式),Command(命令模式), Interpreter(解释器模式), Visitor(访问者模式),Iterator(迭代子模式), Mediator(调停者模式), Memento(备忘录模式),Observer(观察者模式),State(状态模式),Strategy(策略模式),Template Method(模板方法模式), Chain Of Responsibleity(责任链模式)工厂模式:工厂模式是一种经常被使用到的模式,根据工厂模式实现的类可以根据提供的数据生成一组类中某一个类的实例,通常这一组类有一个公共的抽象父类并且实现了相同的方法,但是这些方法针对不同的数据进行了不同的操作。

首先需要定义一个基类,该类的子类通过不同的方法实现了基类中的方法。

然后需要定义一个工厂类,工厂类可以根据条件生成不同的子类实例。

当得到子类的实例后,开发人员可以调用基类中的方法而不必考虑到底返回的是哪一个子类的实例。

4、开发中都用到了那些设计模式?用在什么场合?每个模式都描述了一个在我们的环境中不断出现的问题,然后描述了该问题的解决方案的核心。

通过这种方式,你可以无数次地使用那些已有的解决方案,无需在重复相同的工作。

主要用到了MVC的设计模式。

用来开发JSP/Servlet或者J2EE的相关应用。

简单工厂模式等。

流行的框架与新技术1、谈谈你对Struts的理解。

答: 1. struts是一个按MVC模式设计的Web层框架,其实它就是一个大大的servlet,这个Servlet名为ActionServlet,或是ActionServlet的子类。

我们可以在web.xml文件中将符合某种特征的所有请求交给这个Servlet处理,这个Servlet再参照一个配置文件(通常为/WEB-INF/struts-config.xml)将各个请求分别分配给不同的action去处理。

一个扩展知识点:struts的配置文件可以有多个,可以按模块配置各自的配置文件,这样可以防止配置文件的过度膨胀;2. ActionServlet把请求交给action去处理之前,会将请求参数封装成一个formbean对象(就是一个java类,这个类中的每个属性对应一个请求参数),封装成一个什么样的formbean对象呢?看配置文件。

3.要说明的是, ActionServlet把formbean对象传递给action的execute方法之前,可能会调用formbean的validate方法进行校验,只有校验通过后才将这个formbean对象传递给action的execute方法,否则,它将返回一个错误页面,这个错误页面由input属性指定,(看配置文件)作者为什么将这里命名为input属性,而不是error属性,我们后面结合实际的运行效果进行分析。

4.action执行完后要返回显示的结果视图,这个结果视图是用一个ActionForward对象来表示的,actionforward对象通过struts-config.xml配置文件中的配置关联到某个jsp页面,因为程序中使用的是在struts-config.xml配置文件为jsp页面设置的逻辑名,这样可以实现action程序代码与返回的jsp页面名称的解耦。

你对struts可能还有自己的应用方面的经验,那也要一并说出来。

2、谈谈你对Hibernate的理解。

答:1. 面向对象设计的软件内部运行过程可以理解成就是在不断创建各种新对象、建立对象之间的关系,调用对象的方法来改变各个对象的状态和对象消亡的过程,不管程序运行的过程和操作怎么样,本质上都是要得到一个结果,程序上一个时刻和下一个时刻的运行结果的差异就表现在内存中的对象状态发生了变化。

2.为了在关机和内存空间不够的状况下,保持程序的运行状态,需要将内存中的对象状态保存到持久化设备和从持久化设备中恢复出对象的状态,通常都是保存到关系数据库来保存大量对象信息。

从Java程序的运行功能上来讲,保存对象状态的功能相比系统运行的其他功能来说,应该是一个很不起眼的附属功能,java采用jdbc来实现这个功能,这个不起眼的功能却要编写大量的代码,而做的事情仅仅是保存对象和恢复对象,并且那些大量的jdbc代码并没有什么技术含量,基本上是采用一套例行公事的标准代码模板来编写,是一种苦活和重复性的工作。

3.通过数据库保存java程序运行时产生的对象和恢复对象,其实就是实现了java对象与关系数据库记录的映射关系,称为ORM(即Object Relation Mapping),人们可以通过封装JDBC代码来实现了这种功能,封装出来的产品称之为ORM框架,Hibernate就是其中的一种流行ORM框架。

使用Hibernate框架,不用写JDBC代码,仅仅是调用一个save方法,就可以将对象保存到关系数据库中,仅仅是调用一个get方法,就可以从数据库中加载出一个对象。

4.使用Hibernate的基本流程是:配置Configuration对象、产生SessionFactory、创建session对象,启动事务,完成CRUD操作,提交事务,关闭session。

5.使用Hibernate时,先要配置hibernate.cfg.xml文件,其中配置数据库连接信息和方言等,还要为每个实体配置相应的hbm.xml文件,hibernate.cfg.xml文件中需要登记每个hbm.xml文件。

6.在应用Hibernate时,重点要了解Session的缓存原理,级联,延迟加载和hql查询。

3、AOP的作用。

4、你对Spring的理解。

1.Spring实现了工厂模式的工厂类(在这里有必要解释清楚什么是工厂模式),这个类名为BeanFactory(实际上是一个接口),在程序中通常BeanFactory的子类ApplicationContext。

Spring相当于一个大的工厂类,在其配置文件中通过<bean>元素配置用于创建实例对象的类名和实例对象的属性。

2. Spring提供了对IOC良好支持,IOC是一种编程思想,是一种架构艺术,利用这种思想可以很好地实现模块之间的解耦。

IOC也称为DI(Depency Injection),什么叫依赖注入呢?譬如,Class Programmer{Computer computer = null;public void code(){//Computer computer = new IBMComputer();//Computer computer = beanfacotry.getComputer();computer.write();}public void setComputer(Computer computer){puter = computer;}}另外两种方式都由依赖,第一个直接依赖于目标类,第二个把依赖转移到工厂上,第三个彻底与目标和工厂解耦了。

在spring的配置文件中配置片段如下:<bean id=”computer” class=”puter”></bean><bean id=”programmer” class=”cn.itcast.interview.Programmer”><property name=”computer”ref=”computer”></propert y></bean>3. Spring提供了对AOP技术的良好封装, AOP称为面向切面编程,就是系统中有很多各不相干的类的方法,在这些众多方法中要加入某种系统功能的代码,例如,加入日志,加入权限判断,加入异常处理,这种应用称为AOP。

实现AOP功能采用的是代理技术,客户端程序不再调用目标,而调用代理类,代理类与目标类对外具有相同的方法声明,有两种方式可以实现相同的方法声明,一是实现相同的接口,二是作为目标的子类在,JDK中采用Proxy类产生动态代理的方式为某个接口生成实现类,如果要为某个类生成子类,则可以用CGLI B。

在生成的代理类的方法中加入系统功能和调用目标类的相应方法,系统功能的代理以Advice对象进行提供,显然要创建出代理对象,至少需要目标类和Advice类。

spring提供了这种支持,只需要在spring配置文件中配置这两个元素即可实现代理和aop功能,例如,<bean id=”proxy” type=”org.spring.framework.aop.ProxyBeanFactory”><property name=”target” ref=””></property><property name=”advisor” ref=””></property></bean>5、谈谈Struts中的Action servlet。

6、Struts优缺点优点:1. 实现MVC模式,结构清晰,使开发者只关注业务逻辑的实现.2.有丰富的tag可以用 ,Struts的标记库(Taglib),如能灵活动用,则能大大提高开发效率3. 页面导航使系统的脉络更加清晰。

通过一个配置文件,即可把握整个系统各部分之间的联系,这对于后期的维护有着莫大的好处。

尤其是当另一批开发者接手这个项目时,这种优势体现得更加明显。

4. 提供Exception处理机制 .5. 数据库链接池管理6. 支持I18N缺点一、转到展示层时,需要配置forward,如果有十个展示层的jsp,需要配置十次struts,而且还不包括有时候目录、文件变更,需要重新修改forward,注意,每次修改配置之后,要求重新部署整个项目,而tomcate这样的服务器,还必须重新启动服务器二、二、 Struts 的Action必需是thread-safe方式,它仅仅允许一个实例去处理所有的请求。

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