软件体系结构与设计模式__策略模式
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软件体系结构与设计模式---------策略模式策略模式(别名:政策)策略模式是一个很简单的模式,也是一个很常用的模式。
它定义了一系列的算法,并将每一个算法封装起来,而且使它们还可以相互替换。
策略模式让算法独立于使用它的客户而独立变化。
策略模式应用的原则就是:找到系统中变化的部分,将变化的部分同其它稳定的部分隔开。
面向接口编程,而不要面向实现编程优先考虑使用对象组合,而不是类继承。
一、概述策略模式是处理算法的不同变体的一种成熟模式,策略模式通过接口或抽象类封装算法的标识,即在接口中定义一个抽象方法,实现该接口的类将实现接口中的抽象方法。
策略模式定义了一系列的算法,并将每一个算法封装起来,而且使它们还可以相互替换。
策略模式让算法独立于使用它的客户而独立变化。
减少了各种算法类与使用算法类之间的耦合。
在策略模式中,封装算法标识的接口称作策略,实现该接口的类称作具体策略。
二、策略模式的结构与使用(一)策略模式的结构中包括三种角色:1、抽象策略角色(Strategy)2、具体策略角色(Concrete Strategy)3、环境角色(Context)下图2-1为策略模式的UML类图表示图2-1策略模式的UML类图(二)策略模式的结构的描述与使用下面的例子利用策略模式在排序对象中封装了不同的排序算法,这样以便允许客户端动态的替换排序策略(包括Quick sort、Shell sort和Merge sort)。
1.抽象策略(Strategy) :// "Strategy"abstract class Sort Strategy{// Methodsabstract public void Sort( ArrayList list );}2.具体策略(Concrete Strategy):(1)// "ConcreteStrategy"class QuickSort : SortStrategy{// Methodspublic override void Sort(ArrayList list ){list.Sort();Console.WriteLine("QuickSorted list ");}}(2)// "ConcreteStrategy"class ShellSort : SortStrategy{// Methodspublic override void Sort(ArrayList list ){list.ShellSort();Console.WriteLine("ShellSorted list ");}}3.环境策略:public class GymnasticsGame{ComputableStrategy strategy;public void setStrategy(ComputableStrategy strategy){this.strategy=strategy;}public double getPersonScore(double [] a){if(strategy!=null)return puteScore(a);elsereturn 0;}}三、策略模式的优点提供了一种替代继承的方法,而且既保持了继承的优点(代码重用)还比继承更灵活(算法独立,可以任意扩展)。
第六章软件体系结构与设计模式软件体系结构是指通过一组组件和它们之间的关系来描述一个软件系统的结构。
它是软件开发过程中的关键环节,可帮助开发人员更好地理解系统的组织方式以及各组件之间的通信和互动方式。
设计模式则是对常见问题的解决方案的抽象和总结,是一些经过验证的最佳实践。
本章主要介绍软件体系结构和设计模式的基本概念、原则以及常见的几种设计模式。
软件体系结构主要包括四个层次:结构模式、构件和连接模式、框架和架构模式、全局属性。
结构模式主要描述系统中各组件的静态结构,如类图、对象图等。
构件和连接模式关注系统中各组件的互动方式和通信方式。
框架和架构模式描述一些场景或领域中的通用的、可复用的体系结构模式。
全局属性则是描述整个系统的重要属性,如性能、可扩展性等。
设计模式是对常见问题的解决方案的抽象和总结,是一些经过验证的最佳实践。
常见的设计模式包括:创建型模式(工厂方法模式、抽象工厂模式、单例模式、建造者模式、原型模式)、结构型模式(适配器模式、桥接模式、组合模式、装饰者模式、外观模式、享元模式、代理模式)、行为型模式(模板方法模式、命令模式、迭代器模式、观察者模式、中介者模式、备忘录模式、解释器模式、状态模式、策略模式、职责链模式、访问者模式)。
在实际的软件开发过程中,使用软件体系结构和设计模式可以带来一系列的好处。
首先,软件体系结构可以帮助开发人员更好地理解系统的组织方式,减少开发过程中的沟通成本。
其次,设计模式提供了一种经过验证的最佳实践,可以避免重复造轮子,提高开发效率。
再次,软件体系结构和设计模式可以提高系统的可维护性和可扩展性,降低系统的复杂度。
最后,软件体系结构和设计模式可以提高系统的重用性,减少代码的冗余。
总之,软件体系结构和设计模式是软件开发过程中非常重要的两个环节。
通过使用软件体系结构和设计模式可以提高系统的可维护性、可扩展性和重用性,降低系统的复杂度,提高开发效率。
因此,在实际的软件开发过程中,开发人员应该充分认识到软件体系结构和设计模式的重要性,并灵活应用于实际项目中。
软件设计模式与体系结构实验报告在软件开发的世界里,设计模式和体系结构就像调味料,给整个开发过程增添了无限风味。
你知道的,写代码有时候就像做饭,少了调料,味道肯定不行。
先说说设计模式吧,这可真是个绝佳的主意。
想象一下,咱们每次做个项目的时候,脑袋里总是要有个框架,知道怎么来、怎么走,这时候设计模式就像一个好老师,教我们如何优雅地解决常见问题。
说到这里,大家听说过单例模式吗?这个模式就像是“独一无二”的存在,确保你在整个应用中只有一个实例,这样可避免浪费资源,避免重复。
嘿,你敢想象要是你的冰箱里塞满了牛奶,那可真是够烦人的。
再聊聊策略模式,真是聪明的家伙。
就好比你在吃火锅,想换个口味,可以随时调换蘸料,策略模式就是给你提供了这种灵活性。
无论是要排序、计算还是处理数据,你都可以轻松切换。
这就像在生活中,不同的情况要有不同的应对方式。
生活本来就充满变化,代码也是一样嘛。
想到这里,我觉得代码和生活一样,得学会随机应变。
然后说到观察者模式,这可是个有趣的故事。
想象一下,你在看球赛,朋友们都在旁边紧盯着屏幕,眼神不离。
这就是观察者模式的精髓:一个对象变化,所有观察它的人都立刻得到通知,哇,这个效率可真高。
就像你在朋友圈发了条动态,大家立刻围过来评论点赞,简直不要太快。
这种模式让我们在编程中也能保持同步,绝对是个“跟得上”的好帮手。
再说到体系结构,嘿,这可是大事儿。
体系结构就像大楼的蓝图,如果没有好的设计,后面的施工就容易出问题。
想想看,你有没有见过那些盖得歪歪扭扭的楼?那可真是惨不忍睹。
一个好的体系结构可以让整个系统稳定运行,避免后期的各种麻烦,就像一部精密的机器,每个部分都得协同工作。
分层架构、微服务架构,这些概念都是在告诉我们,要有条理,别让代码变成“杂货铺”。
说到微服务架构,这可真是个炫酷的概念。
就好像把大块头的火锅分成一个个小锅,你想吃啥就来啥,各种口味应有尽有。
这种架构让开发变得灵活,团队可以独立开发,互不影响。
软件系统架构设计方法与策略在软件开发过程中,系统架构设计是至关重要的步骤。
一个良好的系统架构可以确保软件系统的稳定性、可扩展性和可维护性。
本文将介绍软件系统架构设计的方法与策略。
一、概述软件系统架构设计是指在软件开发过程中确定软件系统的整体结构和组织方式的活动。
它涉及到系统的各个组成部分之间的关系、模块划分和功能分配等。
一个好的系统架构设计能够提高软件系统的可靠性、安全性和性能。
二、关键原则(1)模块化:将软件系统拆分为多个独立的模块,每个模块负责一个特定的功能。
(2)松耦合:模块之间的耦合度应尽量降低,以便于修改和维护。
(3)高内聚:模块内部的各个组成部分应紧密结合,完成特定功能。
(4)分层次:将整个系统划分为多个层次,每个层次负责不同的功能。
(5)可扩展性:设计时考虑到系统的后续扩展,以方便添加新功能或进行改进。
三、常用方法(1)面向对象方法:采用面向对象的思想和设计模式来进行系统架构设计。
通过定义类和对象之间的关系,实现系统功能的划分和分配。
(2)组件化方法:将系统拆分为多个可独立使用的组件,并通过接口和消息传递来实现组件之间的通信和协作。
(3)服务化方法:将系统的各个功能封装成独立的服务,并通过服务接口来实现不同服务之间的通信和集成。
(4)分布式方法:将系统的各个模块分布在不同的节点上,通过网络来实现模块之间的通信和协作。
四、具体策略(1)确定功能需求:在进行架构设计之前,首先明确软件系统的功能需求,以便进行合理的模块划分和功能分配。
(2)选择合适的架构风格:根据系统的性质和需求,选择适合的架构风格,如分层架构、客户端-服务器架构或者微服务架构等。
(3)制定设计规范:根据系统需求和设计目标,制定相应的设计规范和标准,以保证设计的一致性和可维护性。
(4)进行模块划分:将系统功能划分为多个模块,并定义它们之间的接口和依赖关系。
(5)选择合适的技术和工具:根据系统需求和设计目标,选择适合的技术和工具,如数据库、框架、开发语言等。
编程中的软件架构与设计模式软件架构和设计模式是软件开发中非常重要的概念。
它们能够帮助开发者构建可靠、可维护、可扩展的软件系统。
本文将探讨软件架构和设计模式在编程中的应用。
一、软件架构软件架构是指软件系统的基本结构和组织方式。
它决定了系统的各个组成部分是如何协同工作、相互交互的。
一个好的软件架构能够提高系统的可靠性、可扩展性和可维护性。
1. 分层架构(Layered Architecture)分层架构是一种常见且易于理解的软件架构模式。
它将系统划分为若干层,每一层都有明确定义的职责。
这种架构模式能够降低模块之间的耦合度,使得系统更易于维护和扩展。
2. 客户端-服务器架构(Client-Server Architecture)客户端-服务器架构是一种将应用程序分为客户端和服务器端两部分的架构模式。
客户端发送请求给服务器端,并接收服务器端返回的响应。
这种架构模式适用于多用户、分布式环境下的应用程序。
3. 发布-订阅架构(Publish-Subscribe Architecture)发布-订阅架构是一种基于事件驱动的架构模式。
它将系统中的组件分为发布者和订阅者,发布者发布事件,而订阅者订阅感兴趣的事件。
这种架构模式能够降低组件之间的依赖关系,提高系统的灵活性和可复用性。
二、设计模式设计模式是一套被广泛接受和验证的解决软件设计问题的方案。
它们是经过多年实践总结出来的经典模式,能够提供可重用的解决方案,帮助开发者构建高质量的软件系统。
1. 单例模式(Singleton Pattern)单例模式是一种保证一个类只有一个实例的设计模式。
这种模式适用于需要全局访问唯一实例的情况,比如日志记录器、数据库连接池等。
2. 工厂模式(Factory Pattern)工厂模式是一种用来创建对象的设计模式。
它将对象的创建过程封装在一个工厂类中,客户端只需要通过工厂类来创建对象,而不需要直接实例化对象。
这种模式能够将对象的创建与使用分离,提高代码的可维护性和可扩展性。
软件设计与体系结构知识点软件设计与体系结构是软件开发过程中非常重要的两个环节。
设计是指通过分析需求,确定软件系统所需的各个组成部分及其相互关系,以及确定各个组成部分的详细设计方案的过程。
体系结构是指软件系统的整体架构,包括各个组件之间的关系,以及软件系统与外部环境的交互方式。
软件设计的主要知识点包括:1.需求分析:分析用户需求,明确软件系统的功能、性能、可靠性等方面的要求。
2.设计原则:包括开放封闭原则、单一职责原则、里氏替换原则、接口分离原则等。
3.设计模式:是一套被反复使用的、经过验证的、用来解决在软件设计过程中常见问题的解决方案。
常见的设计模式有工厂模式、单例模式、观察者模式、策略模式等。
4.UML(统一建模语言):是一种用于软件系统建模的标准化语言。
包括用例图、类图、时序图、状态图等。
5.架构模式:是一种包含一组满足特定需求的技术决策,指导解决软件系统中基本设计问题的模式。
常见的架构模式有分层架构、客户端-服务器架构、发布-订阅架构等。
软件体系结构的主要知识点包括:1.分层架构:将软件系统分为若干层,每一层负责处理特定的功能或任务,层与层之间通过接口进行通信。
2.客户端-服务器架构:将软件系统分为客户端和服务器两部分,客户端向用户提供界面和交互功能,服务器处理客户端发送的请求并返回相应结果。
3.分布式架构:将软件系统的各个组件分布在不同的物理节点上,通过网络进行通信。
4.微服务架构:将软件系统拆分为若干个小型服务,每个服务负责一个特定的功能,通过接口和消息进行通信。
5.事件驱动架构:系统中的各个组件通过发布-订阅模式进行通信,一个组件发生变化时通知其他相关组件。
在实际应用中,软件设计与体系结构的知识点通常会结合起来使用,以满足软件系统的需求。
同时,不同的项目可能有不同的设计与体系结构要求,开发人员需要根据具体项目的需求来选择适合的设计和架构模式。
软件设计模式与架构软件设计模式是软件开发中的重要概念之一,它描述了在特定情境下解决问题的经验性模板。
软件设计模式不仅使得软件开发更加高效和可维护,还能提高软件系统的性能和可扩展性。
而软件架构则是软件系统的基本结构和组织方式,它决定了系统的各个组件如何协同工作和相互通信。
1. 软件设计模式软件设计模式分为三种类型:创建型、结构型和行为型。
创建型设计模式主要关注对象的创建过程,包括单例模式、工厂模式和抽象工厂模式等。
结构型设计模式则关注类和对象的组合方式,如适配器模式、代理模式和装饰器模式等。
行为型设计模式则处理对象之间的通信和协作,如观察者模式、策略模式和模板方法模式等。
2. 软件架构软件架构是系统的骨架,决定了系统的各个部分如何相互协作。
常用的软件架构包括三层架构、MVC架构和微服务架构。
三层架构将系统分为表示层、业务逻辑层和数据访问层,实现了模块化和解耦。
MVC架构则将系统分为模型、视图和控制器,实现了数据模型和视图的分离。
而微服务架构则将系统拆分为多个小型服务,每个服务独立运行和部署,实现了弹性和可扩展性。
3. 软件设计模式与架构的关系软件设计模式和架构紧密相关,它们相互支持和影响。
设计模式提供了解决特定问题的模板,而架构决定了系统的整体结构。
使用设计模式可以帮助构建具有良好架构的系统,同时良好的架构也有助于更好地应用设计模式。
4. 示例:三层架构下的设计模式在三层架构中,可以结合多种设计模式来实现系统的不同功能。
4.1. 单例模式单例模式可以用于表示层的控制器,保证每个页面只有一个控制器实例,提高性能和安全性。
4.2. 工厂模式工厂模式可以用于数据访问层,根据不同的数据源类型创建对应的数据访问对象,提供灵活性和可扩展性。
4.3. 观察者模式观察者模式可以用于业务逻辑层,当某个对象的状态发生变化时,通知其他对象进行相应操作,实现松耦合。
4.4. 策略模式策略模式可以用于表示层,根据用户的不同需求选择不同的页面展示策略,提供灵活性和可定制性。
软件工程专业的软件架构与设计模式软件工程是一门研究如何以系统化、规范化、可靠化地构建和维护软件的学科。
在软件开发过程中,软件架构和设计模式起着至关重要的作用。
本文将介绍软件工程专业中软件架构的概念以及常用的设计模式。
一、软件架构软件架构指的是软件系统的结构和组成方式,它决定了软件系统的整体性能、可靠性和可维护性。
在软件工程中,常见的软件架构包括三层架构、客户端-服务器架构、分布式架构等。
1. 三层架构三层架构是一种将软件系统划分为展示层、业务逻辑层和数据访问层的架构模式。
展示层负责与用户进行交互,业务逻辑层处理具体的业务逻辑,数据访问层用于与数据库进行交互。
三层架构能够使系统各层之间的职责清晰,易于维护和扩展。
2. 客户端-服务器架构客户端-服务器架构是一种将软件系统划分为客户端和服务器端的架构模式。
客户端负责接收用户请求并进行处理,服务器端负责处理和存储数据。
客户端和服务器端通过网络进行通信。
客户端-服务器架构能够实现系统的分布式部署,提高系统的并发性和可扩展性。
3. 分布式架构分布式架构是一种将软件系统的功能划分为多个独立的模块,在不同的计算机或服务器上进行部署和运行。
各个模块通过消息传递或远程调用进行通信,共同完成系统的功能。
分布式架构能够实现系统的高可用性和容错性。
二、设计模式设计模式是在软件设计中经常遇到的问题的解决方案,它可以提高软件的可维护性、可重用性和可扩展性。
在软件工程中,常用的设计模式包括单例模式、观察者模式、工厂模式等。
1. 单例模式单例模式是一种保证一个类只有一个实例,并提供一个全局访问点的设计模式。
通过将类的构造方法设为私有,限制了实例的个数,确保系统中只存在一个实例。
单例模式常用于需要共享资源的情况,如数据库连接池。
2. 观察者模式观察者模式是一种定义了对象之间的一对多关系的设计模式。
当一个对象的状态发生变化时,其依赖的其他对象将自动得到通知并更新。
观察者模式可以实现一种松耦合的方式,使对象之间的依赖关系更加灵活。
软件工程中的软件体系结构与设计模式软件工程是一门涉及软件开发、维护、测试和管理的学科。
在软件工程的实践中,软件体系结构和设计模式是两个重要的概念。
本文将探讨软件体系结构与设计模式在软件工程中的应用和重要性。
一、软件体系结构软件体系结构是指软件系统的整体结构和组成部分之间的关系。
它描述了软件系统的组织方式、模块划分和模块之间的通信方式。
软件体系结构的设计对于软件系统的可维护性、可扩展性和可重用性具有重要影响。
在软件体系结构的设计中,常用的模式包括层次结构、客户端-服务器模式和发布-订阅模式等。
层次结构将软件系统划分为多个层次,每个层次都有特定的功能。
客户端-服务器模式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,服务器处理请求并返回结果。
发布-订阅模式中,发布者发布消息,订阅者接收消息。
软件体系结构的设计需要考虑多个因素,如系统的可靠性、性能、安全性和可维护性等。
一个好的软件体系结构应该能够满足系统的需求,并且易于理解和维护。
二、设计模式设计模式是在软件设计中常见问题的解决方案。
它们是经过验证的、可重用的设计思想,可以提高软件的可维护性和可扩展性。
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。
创建型模式用于对象的创建,包括工厂模式、单例模式和原型模式等。
结构型模式用于对象之间的组合,包括适配器模式、装饰器模式和代理模式等。
行为型模式用于对象之间的通信,包括观察者模式、策略模式和命令模式等。
设计模式的应用可以提高软件系统的灵活性和可维护性。
通过使用设计模式,开发人员可以将系统的不同部分解耦,使其更易于修改和扩展。
此外,设计模式还可以提高代码的可读性,减少重复代码的编写。
三、软件体系结构与设计模式的关系软件体系结构和设计模式是紧密相关的概念。
软件体系结构提供了软件系统的整体框架,而设计模式提供了解决具体问题的方法。
在软件体系结构的设计中,设计模式可以用于解决不同层次和模块之间的通信问题。
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。
软件架构与设计模式软件架构与设计模式是现代软件开发中非常关键的概念。
通过合理的软件架构和恰当的设计模式,可以提高软件系统的可维护性、可扩展性和可复用性,从而降低开发和维护成本,提高软件的质量和效率。
一、软件架构软件架构是指软件系统的整体结构,包括各个模块之间的关系、数据流向、功能划分等。
一个好的软件架构可以确保系统的稳定性和可靠性,并且方便维护和扩展。
1. 分层架构分层架构是一种常见的软件系统结构,将系统划分为不同的分层(如展示层、业务逻辑层和数据访问层),每一层都有明确的职责,各层之间通过接口进行通信。
这样可以实现各层的解耦,方便修改和扩展单独的层而不影响整体系统。
2. 客户端-服务器架构客户端-服务器架构是一种常见的分布式系统结构,将系统划分为客户端和服务器端两个部分。
客户端负责用户界面和用户交互,服务器端则负责处理业务逻辑和数据存储。
这种架构可以实现资源共享和负载均衡,提高系统的性能和可扩展性。
3. 领域驱动设计领域驱动设计是一种以领域模型为核心的软件架构方法,强调将软件系统划分为多个领域,并且在每个领域中定义明确的职责和行为。
通过清晰的领域边界和领域模型,可以更好地反映业务需求和规则,提高系统的可理解性和可维护性。
二、设计模式设计模式是一套被广泛应用于软件开发中的解决问题的套路、方法和思想。
它提供了一种结构良好、可复用的解决方案,帮助开发人员避免重复设计和开发,提高开发效率和软件质量。
1. 创建型设计模式创建型设计模式关注对象的创建和实例化过程,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。
这些模式可以帮助我们根据不同的需求和场景选择合适的创建方式,并且降低对象的耦合度和复杂度。
2. 结构型设计模式结构型设计模式关注对象之间的组合和关系,包括适配器模式、装饰器模式、代理模式、桥接模式、组合模式、外观模式和享元模式等。
这些模式通过定义清晰的接口和关系,可以更好地实现系统的灵活性和可扩展性。
软件工程中的软件架构与设计模式在软件开发过程中,软件架构和设计模式是两个非常重要的概念。
它们可以帮助开发人员构建可靠、可维护和可扩展的软件系统。
本文将探讨软件架构和设计模式在软件工程中的作用和应用。
一、软件架构的定义与作用软件架构是指软件系统的基本结构和组织方式,它决定了系统的整体性能、可靠性和可扩展性。
一个好的软件架构可以提高开发效率,降低维护成本,并且能够适应未来的需求变化。
软件架构包括三个方面的内容:结构、行为和交互。
结构表示系统的组成部分和它们之间的关系,行为表示系统的功能和操作,交互表示系统与外界的接口和通信。
软件架构可以分为多种类型,常见的有三层架构、MVC架构、微服务架构等。
不同的架构类型适用于不同的应用场景和需求。
选择合适的架构类型可以提高系统的可维护性和可扩展性。
二、常用的软件设计模式软件设计模式是一套被广泛接受和使用的解决方案,它可以帮助开发人员解决常见的设计问题。
设计模式可以提高代码的可读性和可重用性,并且能够降低系统的耦合度。
常见的软件设计模式包括单例模式、工厂模式、观察者模式、策略模式等。
每个设计模式都有自己的特点和适用场景。
开发人员可以根据实际需求选择合适的设计模式来解决问题。
三、软件架构与设计模式的关系软件架构和设计模式是相互关联的。
软件架构提供了一个框架和结构,而设计模式则是在这个框架和结构下的具体实现方式。
在软件开发过程中,首先需要确定系统的整体架构,选择合适的架构类型。
然后,在这个架构下,根据具体需求选择合适的设计模式来实现系统的功能和操作。
一个好的软件架构可以为设计模式的选择提供指导。
例如,在三层架构中,可以使用工厂模式来创建对象,使用观察者模式来实现事件通知。
而在微服务架构中,可以使用策略模式来实现不同服务的业务逻辑。
四、软件架构与设计模式的应用实例下面以一个在线商城系统为例,介绍软件架构和设计模式的应用。
在这个系统中,可以选择三层架构作为整体架构。
前端展示层负责与用户的交互,中间业务层负责处理业务逻辑,后端数据层负责数据的存储和访问。
操作系统的软件架构与设计模式解析操作系统是计算机系统中的核心组件,负责管理和控制计算机硬件资源,提供给用户和其他软件程序一个友好、高效的环境。
在操作系统的实现过程中,软件架构和设计模式起着至关重要的作用。
本文将详细分析操作系统的软件架构和设计模式,探讨其在操作系统实现中的应用。
一、软件架构软件架构是指软件系统的总体结构,它决定了系统的组织方式和各个组成部分之间的关系。
在操作系统的软件架构中,有几个常见的架构模式:1. 单体架构单体架构是最简单的软件架构模式,整个系统由一个单一的模块组成。
在操作系统中,单体架构可以理解为整个操作系统由一个单一的内核模块组成。
单体架构优点在于实现简单,但是由于所有功能都集中在一个模块中,扩展性和维护性较差。
2. 分层架构分层架构将系统划分为多个层次,每个层次承担不同的责任。
在操作系统中,分层架构常见的分为硬件层、内核层、系统调用层和用户层等。
分层架构的优点在于模块化程度高,易于理解和维护,但是层次过多可能导致性能损失。
3. 微内核架构微内核架构将操作系统的核心功能尽量精简,将其他功能模块剥离到用户层。
这样可以提高系统的稳定性和可扩展性,同时也增加了系统的复杂性和开销。
二、设计模式设计模式是在软件开发过程中对普遍存在问题的一种解决方案。
在操作系统的设计中,也有一些常用的设计模式:1. 工厂模式工厂模式是一种创建型模式,它将对象的创建和使用分离,通过工厂类来创建对象。
在操作系统中,可以使用工厂模式来创建不同类型的进程或线程。
2. 观察者模式观察者模式是一种行为型模式,当对象间存在一对多的关系时,一方的状态发生改变时,会自动通知其他依赖它的对象。
在操作系统中,可以使用观察者模式来实现进程或线程的调度机制。
3. 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,并提供一个全局访问接口。
在操作系统中,一些核心模块,如内存管理模块、文件系统模块等,可以使用单例模式来确保全局唯一性。
软件设计模式三⼤类创建型⼯⼚模式与抽象⼯⼚模式(Factory Pattern)(Abstract Factory Pattern)单例模式(Singleton Pattern)建造者模式(Builder Pattern)原型模式(Prototype Pattern)1、⼯⼚⽅法模式⼯⼚⽅法模式的创建是因为简单⼯⼚模式有⼀个问题,在简单⼯⼚模式中类的创建依赖⼯⼚类,如果想要拓展程序,必须对⼯⼚类进⾏修改,这违背了开闭原则,所以就出现了⼯⼚⽅法模式,只需要创建⼀个⼯⼚接⼝和多个⼯⼚实现类。
⼦类可以⾃⼰决定实例化哪⼀个⼯⼚类,client类针对抽象接⼝进⾏编程,如果需要增加新的功能,继承⼯⼚接⼝,直接增加新的⼯⼚类就可以了,创建过程延迟到⼦类中进⾏,不需要修改之前的代码,满⾜了开闭原则,达到灵活地⽣产多种对象。
2、抽象⼯⼚模式抽象⼯⼚模式是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。
区别于⼯⼚⽅法模式的地⽅,⼯⼚⽅法模式是创建⼀个⼯⼚,可以实现多种对象;⽽抽象⼯⼚模式是提供⼀个抽象⼯⼚接⼝,⾥⾯定义多种⼯⼚,每个⼯⼚可以⽣产多种对象。
前者的重点在于"怎么⽣产",后者的重点在于"⽣产哪些";前者是⼀个抽象产品类,可以派⽣出多个具体产品类,后者是多个抽象产品类,每个抽象产品类可以派⽣出多个具体产品类。
3、单例模式单例模式能保证⼀个类仅有⼀个实例,并提供⼀个访问它的全局访问点,同时在类内部创造单⼀对象,通过设置权限,使类外部⽆法再创造对象。
单例对象能保证在⼀个JVM中,该对象只有⼀个实例存在。
在创建的时候,省去了new操作符,降低了系统内存的使⽤频率,减轻了系统的压⼒。
同时单例模式保证在⼀个jvm中仅存在⼀个实例的好处就在于好⽐⼀个军队当中只会存在⼀个最⾼级别的军官来指挥整个军队,这样才能保证独⽴控制整个过程,否则如果出现多个,肯定会杂乱⽆序。
四川省考研软件工程复习资料软件体系结构与设计模式概念梳理四川省考研软件工程复习资料:软件体系结构与设计模式概念梳理软件工程是指将工程原则和方法应用于软件的开发、维护和管理过程,旨在提高软件质量和开发效率。
而软件体系结构和设计模式是软件工程中的重要概念,对软件系统的结构和设计起到关键作用。
本文将围绕软件体系结构和设计模式展开讨论,旨在对这两个概念进行深入梳理,以供四川省考研软件工程专业的学生参考。
一、软件体系结构软件体系结构是指一个软件系统的大致组织结构,包括系统中各个组件之间的关系和相互作用方式。
软件体系结构的好坏直接影响着软件系统的性能、可维护性和可扩展性。
下面是几个常见的软件体系结构模式:1. 分层体系结构:将软件系统划分为若干层次,每个层次都有明确定义的功能和任务。
例如,常见的三层架构模式包括表示层、业务逻辑层和数据访问层。
2. 客户端-服务器体系结构:将软件系统划分为客户端和服务器两部分,客户端负责向用户提供界面,服务器负责处理业务逻辑和数据存储。
这种体系结构适用于需要多个用户同时访问的系统。
3. 单一实例体系结构:整个软件系统只有一个实例,所有用户共享该实例。
这种体系结构适用于小型系统或资源受限的环境。
二、设计模式设计模式是指在软件设计过程中,针对常见问题的解决方案。
它们是经过多年经验总结出来的一些最佳实践和设计原则,能够提高软件的可重用性、可扩展性和可维护性。
下面是几个常见的设计模式:1. 创建型模式:包括工厂模式、抽象工厂模式、建造者模式和原型模式等。
这些模式关注对象的创建过程,帮助解耦对象的创建和使用。
2. 结构型模式:包括适配器模式、装饰器模式、组合模式和代理模式等。
这些模式关注类和对象的组合,帮助解耦不同类之间的依赖关系。
3. 行为型模式:包括观察者模式、命令模式、策略模式和迭代器模式等。
这些模式关注对象之间的交互,帮助解耦对象之间的耦合关系。
三、软件体系结构与设计模式的关系软件体系结构和设计模式有着密切的联系。
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变化时,所有依赖它的对象都会收到通知并自动更新。
2. 策略模式策略模式定义了一系列的算法,并将每个算法封装成一个独立的类。
客户端可以根据需求选择不同的策略来进行操作。
3. 命令模式命令模式将请求封装成对象,以便在不同的上下文中使用。
它可以将请求的发送者和接收者解耦,使得系统更加灵活。
总结:设计模式是软件开发中的重要概念,它们提供了一种结构化的方式来解决各种开发中的问题。
软件体系结构与设计模式
---------策略模式策略模式(别名:政策)
策略模式是一个很简单的模式,也是一个很常用的模式。
它定义了一系列的算法,并将每一个算法封装起来,而且使它们还可以相互替换。
策略模式让算法独立于使用它的客户而独立变化。
策略模式应用的原则就是:
找到系统中变化的部分,将变化的部分同其它稳定的部分隔开。
面向接口编程,而不要面向实现编程
优先考虑使用对象组合,而不是类继承。
一、概述
策略模式是处理算法的不同变体的一种成熟模式,策略模式通过接口或抽象类封装算法的标识,即在接口中定义一个抽象方法,实现该接口的类将实现接口中的抽象方法。
策略模式定义了一系列的算法,并将每一个算法封装起来,而且使它们还可以相互替换。
策略模式让算法独立于使用它的客户而独立变化。
减少了各种算法类与使用算法类之间的耦合。
在策略模式中,封装算法标识的接口称作策略,实现该接口的类称作具体策略。
二、策略模式的结构与使用
(一)策略模式的结构中包括三种角色:
1、抽象策略角色(Strategy)
2、具体策略角色(Concrete Strategy)
3、环境角色(Context)
下图2-1为策略模式的UML类图表示
图2-1策略模式的UML类图
(二)策略模式的结构的描述与使用
下面的例子利用策略模式在排序对象中封装了不同的排序算法,这样以便允许客户端动态的替换排序策略(包括Quick sort、Shell sort和Merge sort)。
1.抽象策略(Strategy) :
// "Strategy"
abstract class Sort Strategy
{
// Methods
abstract public void Sort( ArrayList list );
}
2.具体策略(Concrete Strategy):
(1)
// "ConcreteStrategy"
class QuickSort : SortStrategy
{
// Methods
public override void Sort(ArrayList list )
{
list.Sort();
Console.WriteLine("QuickSorted list ");
}
}
(2)
// "ConcreteStrategy"
class ShellSort : SortStrategy
{
// Methods
public override void Sort(ArrayList list )
{
list.ShellSort();
Console.WriteLine("ShellSorted list ");
}
}
3.环境策略:
public class GymnasticsGame
{
ComputableStrategy strategy;
public void setStrategy(ComputableStrategy strategy)
{
this.strategy=strategy;
}
public double getPersonScore(double [] a)
{
if(strategy!=null)
return puteScore(a);
else
return 0;
}
}
三、策略模式的优点
提供了一种替代继承的方法,而且既保持了继承的优点(代码重用)还比继承更灵活(算法独立,可以任意扩展)。
避免程序中使用多重条件转移语句,使系统更灵活,并易于扩展。
遵守大部分GRASP原则和常用设计原则,高内聚、低偶合。
由于每个具体策略类都会产生一个新类,所以会增加系统需要维护的类的数量。
上下文(Context)和具体策略(Concrete Strategy)是松耦合关系。
因此上下文只知道它要使用某一个实现Strategy接口类的实例,但不需要知道具体是哪一个类。
策略模式满足“开-闭原则”。
当增加新的具体策略时,不需要修改上下文类的代码,上下文就可以引用新的具体策略的实例。
四、适合使用策略模式的情景
一个类定义了多种行为,并且这些行为在这个类中以多个条件语句的形式出现,可以使用策略模式避免在类中使用大量的条件语句。
程序不需要暴露复杂的、与算法相关的数据结构,可以使用策略模式封装算法,需要使用一个算法的不同变体。
在下面的情况下应当考虑使用策略模式:
1. 如果在一个系统里面有许多类,它们之间的区别仅在于它们的行为,那么使用策略模式可以动态地让一个对象在许多行为中选择一种行为。
2. 一个系统需要动态地在几种算法中选择一种。
那么这些算法可以包装到一个个的具体算法类里面,而这些具体算法类都是一个抽象算法类的子类。
换言之,这些具体算法类均有统一的接口,由于多态性原则,客户端可以选择使用任何一个具体算法类,并只持有一个数据类型是抽象算法类的对象。
3. 一个系统的算法使用的数据不可以让客户端知道。
策略模式可以避免让客户端涉及到不必要接触到的复杂的和只与算法有关的数据。
4. 如果一个对象有很多的行为,如果不用恰当的模式,这些行为就只好使用多重的条件选择语句来实现。
此时,使用策略模式,把这些行为转移到相应的具体策略类里面,就可以避免使用难以维护的多重条件选择语句,并体现面向对象设计的概念。