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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；组合模式将对象组合成树形结构，表示“整体-部分”的层次关系；享元模式通过共享对象来减少内存使用。
3. 行为型设计模式行为型设计模式主要关注对象之间的通信和协作方式，包括观察者模式、策略模式、模板方法模式、迭代器模式、命令模式、备忘录模式、中介者模式、访问者模式和状态模式等。
观察者模式定义对象之间的一对多依赖关系，使得当一个对象状态发生变化时，所有依赖于它的对象都会得到通知和更新；策略模式定义一族算法，分别封装起来，使得它们可以互相替换；模板方法模式定义一个算法的框架，而将一些步骤延迟到子类中实现；迭代器模式提供一种顺序访问集合对象元素的方法，而无需暴露其内部表示；命令模式将请求封装成对象，以便可以用不同的请求对客户进行参数化；备忘录模式在不破坏封装的前提下，捕获一个对象的内部状态，并在该对象之外保存这个状态；中介者模式用一个中介对象来封装一系列对象之间的交互；访问者模式将算法与基础数据结构分离，使得算法可以独立变化；状态模式允许一个对象在其内部状态改变时改变其行为。
软件设计模式与软件体系结构实验报告《软件体系结构》大作业（1）学院：软件学院课程名称：软件体系结构专业班级：学生姓名：学号：学生姓名：学号：指导教师：完成时间：年月日评分表1、叙述各小组成员完成本题目的分工协作情况。
小组中的每个成员都先理解题目要求及涉及的设计模式，并一起完成代码编写。
另外，组长负责文档制作。
2、评分表作业正文需要包括以下内容：1、作业题目内容的详细描述。
2、完成本题目所采用的软件设计模式名称及画出相应的类图，或者是所采用的软件体系结构名称及画出相应的体系结构图。
3、画出完成本题目所设计程序的设计类图；如还有其它图，也一并画出。
4、完成本题目所设计的程序代码。
5、程序运行的典型界面截图1、作业题目内容的详细描述。
【作业2.1-1】例2.3为使用工厂方法模式设计的汽车保险管理应用程序实例。
现在需要扩展例2.3的设计图，添加一个名为LuxuryCarInsurance 的类，而且需要编写此类和其它需要添加的类的代码，详细要求参见光盘的相应作业部分。
【作业 2.1-1】在例 2.4中，设计而且实现了豪华（Super）和中等（Medium）别墅（House）与公寓（Condo）的查询。
要求在该设计的基础上，增加一个新的类SemiDetacher（半独立式楼宇），而且编写代码，实现相应的查询功能，详细要求参见光盘的相应作业部分。
2、完成本题目所采用的软件设计模式名称及画出相应的类图，或者是所采用的软件体系结构名称及画出相应的体系结构图。
【作业2.1-1】采用的是工厂方法模式【作业2.1-2】采用的是抽象方法模式3、画出完成本题目所设计程序的设计类图；如还有其它图，也一并画出。
【作业2.1-1】采用的是工厂方法模式。
一、选择题(每题2分，共24分)1.以下关于构造函数的说法，其中错误的是（ B ）A.构造函数的函数名必须与类名相同B.构造函数可以指定返回类型C.构造函数可以带有参数D.构造函数可以重载2.类的构造函数是在（ B ）调用的。
A. 类创建时B. 创建对象时C. 删除对象时D. 不自动调用3.在以下关于方法重载的说法，其中错误的是（ D ）A.方法可以通过指定不同的返回值类型实现重载B.方法可以通过指定不同的参数个数实现重载C.方法可以通过指定不同的参数类型实现重载D.方法可以通过指定不同的参数顺序实现重载4.在定义类时，如果希望类的某个方法能够在派生类中进一步进行改进，以处理不同的派生类的需要，则应该将该方法声明为（ D ）A.sealedB.publicC.virtualD.override5.（ D ）表示了对象间的is-a的关系。
A. 组合B. 引用C. 聚合D. 继承6.关于单一职责原则，以下叙述错误的是（ C ）。
A.一个类只负责一个功能领域中的相应职责B.就一个类而言，应该有且权有一个引起它变化的原因C.一个类承担的职责越多，越容易复用，被复用的可能性越大D.一个类承担的职责过多时需要将职责进行分离，将不同的职责封装在不同的类中7.某系统通过使用配置文件，可以在不修改源代码的情况下更换数据库驱动程序，该系统满足（ B ）A. 里氏代换原则B. 接口隔离原则C. 单一职责原则D. 开闭原则8.一个软件实体应尽可能少地与其他软件实体发生相互作用，这样，当一个模块修改时，就会尽量少的影响其他模块，扩展会相对容易。
这是（ A ）的定义。
A. 迪米特法则B. 接口隔离原则C. 里氏代换原则D. 合成复用原则9.当我们想创建一个具体的对象而又不希望指定具体的类时，可以使用（ A ）模式。
A.创建型B.结构型 C行为型 D.以上都可以10.在观察者模式中，表述错误的是（ C ）A.观察者角色的更新是被动的。
软件工程领域的软件设计与架构技术研究黑龙江省哈尔滨市 150431摘要：随着信息科技的飞速进步，软件工程领域中软件设计和架构技术的研究变得越来越关键。
为了满足不断变化的需求，软件厂商必须对现有软件开发方法进行改进以适应新的应用环境。
此项研究的目标是为用户提供既有效又持久的软件解决策略，并确保所开发的软件系统在可读性、稳定性和维护性方面都表现出色。
在当今时代，软件开发已经成为了一项十分重要的工作内容，并且逐渐朝着更加自动化的方向不断地发展。
关键词：软件工程；软件设计；架构技术引言随着信息技术的飞速进步，软件项目开发、管理过程变的越来越重要。
而在软件研发过程中，出色的软件架构和软件功能设计可以提高软件系统的质量、降低项目开发成本、增强软件可维护性、提升用户体验。
因此，在软件开发过程中，良好的软件设计和架构的设计是确保软件系统的成功的关键。
此项研究对于促进软件产业的创新与进步起到了至关重要的作用。
1.软件工程概述随着信息技术不断发展，软件已经深入渗透到日常生活的各个层面，无论是在商业环境还是在个人的日常生活中，软件都发挥了不可或缺的角色。
但是，在软件开发的过程中，经常会遇到如预算超出、交付延误、功能不足等问题，这些问题严重影响着软件产品质量、效率以及用户满意度，甚至会威胁软件产业的健康发展。
为了解决这些问题，按照软件工程的理论指导软件项目开发至关重要。
软件工程是将系统的规范的可度量的方法应用于软件的开发、运行和维护过程，以及对上述方法的研究。
目前，许多公司都采用了一些工具或框架来提高软件产品的质量，以保证软件能够被用户接受。
在软件开发的过程中，经常会遇到各种复杂的商业需求和技术难题，因此开发团队需要一个系统化的策略来推动整个开发流程。
软件设计是软件开发过程中至关重要的部分，它的结果直接影响到最终的软件质量。
在软件开发的早期，软件设计曾被狭隘地认为是“编程序”或“写代码”，致使软件设计的方法学采用一般工程设计标准衡量，也就显得缺乏深度和各种量化性质。
实验七、文件共享器11. 实验目的：①学习C/S软件设计思想；②了解C/S方式的简单实现；③掌握C/S方式的核心思想，认识其优缺点。
2. 实验内容：设计一个文件共享系统，分为服务器和客户端。
服务器需要的功能有：添加共享文件（或目录）；删除共享文件（或目录）；打开一个端口可以供客户端连接/选择文件/下载文件；接受客户端共享的文件（传文件给服务器）并保存在服务器，供客户端下载。
客户端的功能有：连接服务器；从服务器获取文件列表；从服务器下载指定文件；上传文件给服务器。
3.c/s设计思想：C/S结构，即Client/Server(客户机/服务器)结构，（Client/Server或客户/服务器模式）：Client和Server常常分别处在相距很远的两台计算机上，Client程序的任务是将用户的要求提交给Server程序，再将Server程序返回的结果以特定的形式显示给用户；Server程序的任务是接收客户程序提出的服务请求，进行相应的处理，再将结果返回给客户程序。
传统的C/S体系结构虽然采用的是开放模式，但这只是系统开发一级的开放性，在特定的应用中无论是Client端还是Server端都还需要特定的软件支持。
由于没能提供用户真正期望的开放环境，C/S结构的软件需要针对不同的操作系统开发不同版本的软件，加之产品的更新换代十分快，已经很难适应百台电脑以上局域网用户同时使用。
而且代价高，效率低。
4.c/s工作模式：C/S 结构的基本原则是将计算机应用任务分解成多个子任务，由多台计算机分工完成，即采用“功能分布”原则。
客户端完成数据处理，数据表示以及用户接口功能；服务器端完成DBMS（数据库管理系统）的核心功能。
这种客户请求服务、服务器提供服务的处理方式是一种新型的计算机应用模式。
5.优缺点：优点：1，数据安全性比较。
由于C/S结构软件的数据分布特性，客户端所发生的火灾、盗抢、地震、病毒、黑客等都成了可怕的数据杀手。
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。
实验3 设计模式实验二实验学时： 4每组人数： 1实验类型： 3 （1：基础性2：综合性3：设计性4：研究性）实验要求： 1 （1：必修2：选修3：其它）实验类别： 3 （1：基础2：专业基础3：专业4：其它）一、实验目的熟练使用和任意一种面向对象编程语言实现几种常见的行为型设计模式，包括职责链模式、命令模式、观察者模式和策略模式，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。
二、实验内容1. 某企业的( ，供应链管理)系统中包含一个采购审批子系统。
该企业的采购审批是分级进行的，即根据采购金额的不同由不同层次的主管人员来审批，主任可以审批5万元以下（不包括5万元）的采购单，副董事长可以审批5万元至10万元（不包括10万元）的采购单，董事长可以审批10万元至50万元（不包括50万元）的采购单，50万元与以上的采购单就需要开董事会讨论决定。
如下图所示：试使用职责链模式设计并模拟实现该系统。
2. 房间中的开关是命令模式的一个实例，现用命令模式来模拟开关的功能，可控制对象包括电灯和电风扇，绘制相应的类图并编程模拟实现。
3. 某软件公司欲开发一个基于平台的公告板系统。
系统提供一个主菜单()，在主菜单中包含了一些菜单项()，可以通过类的()方法增加菜单项。
菜单项的主要方法是()，每一个菜单项包含一个抽象命令类，具体命令类包括(打开命令)，(新建命令)，(编辑命令)等，命令类具有一个()方法，用于调用公告板系统界面类()的()、()、()等方法。
现使用命令模式设计该系统，使得类与类的耦合度降低，绘制类图并编程实现。
4. 某实时在线股票软件需要提供如下功能：当股票购买者所购买的某支股票价格变化幅度达到5%时，系统将自动发送通知（包括新价格）给购买该股票的所有股民。
试使用观察者模式设计并实现该系统，要求绘制相应的类图并编程模拟实现。
5. 某公司欲开发一套机房监控系统，如果机房达到某一指定温度，温度传感器()将自动传递信号给各种响应设备，例如警示灯()将闪烁(())、报警器()将发出警报(())、安全逃生门()将自动开启(())、隔热门()将自动关闭(())等，每一种响应设备的行为由专门的程序来控制。
