设计模式的探讨与研究
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设计模式在软件架构中的应用研究第一章引言软件架构是指在软件开发过程中,根据项目需求和设计目标,对软件系统进行整体结构规划和组织安排。
设计模式是软件开发中常用的一种解决方案,它提供了可复用且经过验证的设计原则和方法。
本文将研究设计模式在软件架构中的应用,探讨这种方法对于构建高效可靠的软件系统的重要性。
第二章设计模式概述设计模式是指在软件开发中针对常见问题,提出的一套可复用的解决方案。
它们是经过验证的设计方法,可以帮助开发者构建灵活、可维护和可扩展的软件系统。
设计模式通常包含:1. 创建型模式,用于处理对象的创建机制,常见的有工厂方法、抽象工厂、建造者、原型和单例模式。
2. 结构型模式,用于组织类和对象的组合方式,常见的有适配器、桥接、装饰、外观、享元和代理模式。
3. 行为型模式,用于描述对象间的通信和协作方式,常见的有责任链、命令、解释器、迭代器、中介者、备忘录、观察者、状态、策略、模板方法和访问者模式。
通过理解和应用这些设计模式,开发者可以避免重复造轮子,提高开发效率,同时确保软件系统的可靠性和可维护性。
第三章设计模式在软件架构中的应用3.1 架构模式架构模式是一种更高级别的设计模式,它用于指导和组织一个软件系统的整体结构和交互方式。
架构模式通常包括了多个设计模式的组合应用。
3.2 单一职责原则单一职责原则是指一个类应该只有一个引起它变化的原因。
在软件架构中,我们可以使用单一职责原则通过合理的模块划分和接口设计,解耦系统中不同模块之间的依赖,提高系统的灵活性和可维护性。
3.3 开放封闭原则开放封闭原则是指一个软件实体应该对扩展开放,对修改封闭。
在软件架构中,我们可以通过应用设计模式,如装饰器模式和策略模式,将变化和不变的部分分离,使系统更易于扩展和维护。
3.4 依赖倒转原则依赖倒转原则是指依赖于抽象而不是具体实现。
在软件架构中,我们可以使用依赖注入框架来实现依赖倒转原则,将不同模块之间的依赖关系交由框架自动处理,降低模块间的耦合度,提高可测试性和可扩展性。
软件开发中的设计模式和重构技术研究软件开发中的设计模式和重构技术研究为了满足市场的需求和开发中的复杂性,软件开发人员不断寻求高效的开发方法和设计模式。
设计模式是一套通用解决方案,可以帮助开发人员解决特定的问题,提高代码的可复用性和可维护性。
另一方面,重构技术则是为了改进现有代码的结构和性能,使其更加清晰、灵活和可扩展。
本文将介绍一些常见的设计模式和重构技术,并探讨它们在软件开发中的应用。
设计模式是一种解决常见问题的可重用的设计思想集合。
其中,单例模式是最常见的设计模式之一,它保证一个类只有一个实例,并提供一个全局访问点。
单例模式在多线程环境中具有良好的可伸缩性和性能,适用于日志记录器、数据库连接池等场景。
另一个常见的设计模式是工厂模式,它通过一个工厂类来创建对象。
工厂模式在代码结构灵活性和可扩展性方面表现出色,特别适用于大型系统中的对象创建过程。
它可以将对象的创建和使用分离,减少代码的耦合性,提高代码的可测试性和可维护性。
除此之外,观察者模式也是一个重要的设计模式。
观察者模式定义了一种一对多的依赖关系,使多个观察者对象同时监听某一个主题对象。
当主题对象发生变化时,所有的观察者对象都会得到通知并更新。
观察者模式在事件驱动系统和消息订阅系统中具有广泛的应用,能够提高系统的灵活性和可扩展性。
重构技术是一种改进现有代码的方法,目的是提高代码的可读性、可维护性和性能。
重构技术可以分为结构性重构和行为性重构。
结构性重构主要是通过修改代码的结构来提升代码的质量,包括类的拆分和合并、继承关系的调整和接口的提取等。
行为性重构则是通过修改代码的逻辑来改善代码的质量,包括函数的提取和内联、条件的简化和循环的替换等。
重构技术的应用可以提高代码的可读性和可维护性。
例如,通过拆分大类来创建更小、更专一的类,可以降低类的复杂度和理解成本。
另一个例子是提取函数和方法来减少重复代码,提高代码的可读性和可测试性。
此外,行为性重构技术还可以通过简化复杂的条件和循环来提高代码的性能。
基于BIM技术的多专业联合毕业设计模式的探索研究与实践1. 引言1.1 研究背景随着建筑行业的不断发展和技术的不断进步,传统的单一专业设计模式已经难以满足复杂建筑项目的需求。
传统的设计模式存在着专业之间信息孤岛的问题,造成设计过程中信息传递不畅、协作困难等影响设计效率和设计质量的问题。
为了解决这些问题,多专业联合设计模式逐渐被引入到建筑设计领域中。
多专业联合设计模式强调各个专业之间的协作与交流,通过整合各专业的知识和技术,实现设计过程的高效协作和优化设计结果。
基于BIM技术的多专业联合设计模式更是在设计过程中引入了数字化技术,实现专业之间的信息共享和协同工作,进一步提升了设计效率和设计质量。
尽管多专业联合设计模式在一些项目中取得了一定的成功,但在实际应用中仍然存在一些挑战和问题。
如何更好地整合各个专业,如何提高BIM技术在多专业联合设计中的应用效果,如何解决专业之间的沟通和合作问题等,都是当前亟待解决的研究问题。
本研究旨在探索基于BIM技术的多专业联合设计模式的实践与研究,为毕业设计模式的创新提供理论支持和实践经验。
1.2 研究目的本研究旨在探讨基于BIM技术的多专业联合毕业设计模式的实践和应用,通过分析不同专业间的协同设计过程,深入研究BIM技术在多专业联合设计中的运用方式及效果。
具体目的包括:1. 探索多专业联合设计模式在毕业设计中的优势和挑战,分析其对设计效率、质量和创新性的影响;2. 分析多专业联合设计实践案例,总结成功经验和教训,为未来毕业设计提供参考和借鉴;3. 探讨基于BIM技术的多专业联合设计模式对毕业设计教学的启示和建议,为提高设计教学质量和培养学生综合能力提供理论支持和实践指导。
通过以上研究目的,本研究旨在为毕业设计教学提供创新思路和实践经验,推动多专业联合设计模式在毕业设计中的广泛应用,从而提升设计教学质量和培养学生的综合能力。
1.3 研究意义研究意义:多专业联合毕业设计模式基于BIM技术的探索研究与实践具有重要的理论和实践意义。
设计模式对软件开发过程的优化探讨摘要:设计模式在面向对象程序设计中有着广泛的应用,通过它的使用能使程序更加精炼、更易理解。
对设计模式产生的原因、工作原理、包含要素以及如何对程序进行优化进行了阐述。
关键词:设计模式;面向对象;程序设计;程序优化0引言随着计算机在各个领域应用的不断深入,与之相应的软件需求应运而生,对软件的要求也越来越高,比如功能要求越来越完备、结构要求越来越合理、效率要求越来越高等。
如此之多的要求使得软件分析、设计与编码成为必然。
本文提出的设计模式的合理运用对提高软件产品的质量非常重要,同时,本文对优化过程进行了举例。
1设计模式引入原因软件程序设计过程中,经常会遇到类似的问题要处理,但对于不同的设计者,解决这类问题采用的方法和设计思路会有所不同,最终所体现的软件性能和软件质量也不同。
即使是同一问题,采用不同的方法也会有不同的设计和不同的编程语言,甚至是同一问题、同一方法、同一编程语言,有经验的设计者能够做出良好的设计,无经验者或新手的设计可能会欠佳,影响到最终代码编程的实现。
这样,要设计出好的、能够复用的软件就很困难。
2设计模式原理针对某一类特定的问题,通过资深设计师的设计,经过程序语言的编码和系统运行的检验,证明是成功的,从而记录下来,成为此类问题的设计模式。
对于大型软件项目,为了节省项目工期并提高项目质量,设计者可以用经过实践检验好的设计模式,使得设计者对同类问题没有必要重复设计,帮助设计者将软件项目的规划设计建立在以往工作的基础上。
设计模式简化了系统的体系结构,使设计者更好更快地完成系统设计,也会使参与项目的成员更加容易理解其设计思路。
3设计模式要素有了设计模式之后,在遇到类似的不断重复的问题时,不必重复考虑,采用过去的设计模式,就会达到事半功倍的效果。
每一个设计模式都有4个基本要素:(1)模式名称。
它是对设计模式的抽象描述,以便于同其他设计者交流设计思想和经验,具有一定的代表意义。
基于OBE教育理念下的市场营销专业课程设计模式研究一、引言随着市场经济的发展和社会的进步,市场营销专业已经成为高等教育中的热门专业之一。
如何通过课程设计培养符合市场需求的市场营销人才,成为高校教育界关注的话题。
本文旨在探讨基于OBE(Outcome-Based Education)教育理念下的市场营销专业课程设计模式,并提出相关建议,以期为市场营销专业的课程设计和实施提供借鉴。
二、OBE教育理念概述OBE教育理念强调以学生为中心,注重培养学生的能力,特别是对学生进行全面的评价,以实现学生终身发展为目标。
OBE教育理念认为,教育的核心应是学生的学习成果,而不是教学方法或过程。
OBE教育理念提倡从课程设计、教学实施到评价考核的全方位改革,以保证学生能真正掌握知识和技能。
三、市场营销专业课程设计原则1. 突出专业核心素养市场营销专业课程应突出培养学生的市场分析、营销策划、营销管理等核心素养。
这些核心素养是学生在未来从事市场营销工作所必备的知识和技能,因此应成为课程设计的重点。
2. 强化实践教学市场营销专业侧重于实践操作和市场应用,课程设计应注重培养学生的实际操作能力和市场应用能力。
实践教学应成为市场营销专业课程设计的重要组成部分。
3. 引入跨学科知识市场营销专业需要学生具备跨学科知识,例如经济学、心理学、社会学等知识。
在课程设计中应引入相关跨学科知识,以帮助学生更好地理解市场营销的本质和规律。
4. 强调问题解决能力市场营销专业课程设计应注重培养学生的问题解决能力。
市场营销工作中充满各种挑战和问题,学生需要具备解决问题的能力,因此课程设计应注重培养这一能力。
1. 课程目标明确基于OBE教育理念的市场营销专业课程设计应从学生的终身发展目标出发,明确课程的目标。
课程目标应既包括知识技能的掌握,也包括学生的综合素养培养,如沟通能力、团队合作能力等方面。
2. 课程结构科学基于OBE教育理念的市场营销专业课程设计应注重课程结构的科学性。
大学生宿舍空间设计模式的探讨现在有一些不好的事件会在大学生群体间发生,在人们感概事件的过程中,通常都会联系到学生的心理健康上面。
通过一些调查发现,大学生宿舍不合理的空间设计也容易促成一些不好事件的发生。
对此,笔者对大学生宿舍的情感关怀进行了探究。
虽然人们已经开始关注学生宿舍的建设问题,并取得了相应的进步,可是依旧有众多老旧的宿舍存在,这部分宿舍在当初设计时没有考虑学生所需要的空间情感关怀。
如果学生一直生活在此种空间中,情感需求将很难得到满足,从而影响到同学间的关系,进而产生大量的矛盾。
笔者针对宿舍的情感关怀问题,对友好型空间会给学生造成的影响进行了探索,希望给学生宿舍建设提供参考依据。
1.我国大学生宿舍目前所处情况(1)存在老旧宿舍现在大学生宿舍中有部分是老式的连廊式宿舍。
此种宿舍有着建设成本低,可进行大批量建设的优点,可其也有缺点存在,如:有着较低的设计标准,通常都按照一字形对宿舍的平面进行布置,房间与房间之间用内廊相连接,在每层设置公用洗手间,房间内采用上下铺位的设置方式,通常都可以住8人到12人。
以前学生间没有较大的差异,有着相似的需求,此种宿舍的构建形式与学生的需求几乎符合,可是在新时代到来之际,这种设计已经无法使学生的学习与生活得到满足。
(2)逐渐出现众多新型宿舍二十世纪九十年代初,众多高校开始设计新形式的宿舍,例如:短廊形式的宿舍,就是只有几间宿舍共用一条短廊、洗手间等;单元式宿舍,学生较为喜欢此种宿舍,其生活条件较为完善、功能划分较为合理,可却有着较高的造价成本,较小的空间利用率,因此,此种宿舍在高校中很少见。
2.现在大学生对空间生活的需求发生了改变大学生这个群体较为特别,与以前的大学生进行比较,会发现他们的生活内容更为丰富、精神追求更加多样。
笔者通过对当今大学生的生活习惯进行观察,发现宿舍空间功能一定要建设合理,并且还要使大学生的心理需求得到相应的满足,这才能够改善大学生的人际关系。
软件工程中的软件设计模式实例解析与应用软件设计模式是软件工程中非常重要的概念之一,它提供了一种在特定情境下解决问题的方案,并且经过多年的实践和总结,各种经典的设计模式已经被广泛应用于软件开发过程中。
本文将对几种常见的软件设计模式进行实例解析,并探讨它们在实际开发中的应用。
一、单例模式单例模式是一种创建型设计模式,它确保一个类只有一个实例,并且提供一个全局访问点。
在许多场景下,只需要一个对象来协调系统的操作,这时候就可以使用单例模式。
例如,在一个多线程的环境中,需要确保只有一个数据库连接实例。
此时,可以使用单例模式来创建一个唯一的数据库连接对象,所有线程都可以通过该对象进行数据库操作。
二、工厂模式工厂模式是一种创建型设计模式,它通过提供一个创建对象的接口来解耦对象的创建和使用。
在工厂模式中,客户端使用工厂接口创建对象,而不是直接使用 new 操作符来实例化对象。
例如,一个图形绘制软件需要绘制多种图形,包括圆形、矩形和三角形。
可以使用工厂模式来创建不同类型的图形对象,客户端只需要通过调用工厂接口的方法来创建所需的图形对象,从而实现了图形的创建和使用的解耦。
三、观察者模式观察者模式是一种行为型设计模式,它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某一个目标对象,当目标对象发生变化时,会自动通知所有观察者对象。
例如,在一个电商平台中,当用户下单购买商品时,需要同时通知库存管理系统和物流系统进行相应的处理。
可以使用观察者模式来实现,库存管理系统和物流系统作为观察者对象,监听用户下单事件,当事件发生时,系统会自动通知观察者对象进行处理。
四、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待的另一个接口。
适配器模式使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的类可以一起工作。
例如,一个音频播放器只支持 MP3 格式的音频文件,而现在需要支持其他格式的音频文件。
可以使用适配器模式来创建一个适配器,将其他格式的音频文件转换为 MP3 格式,从而实现音频播放器对各种格式音频的兼容。
软件开发中的设计模式和重构技术研究设计模式和重构技术在软件开发中扮演着非常重要的角色。
设计模式是一种解决特定问题的经验总结,它提供了一种面向对象设计的指导原则。
重构技术则是对已有代码进行改进以改善可读性和维护性的过程。
本文将探讨一些常见的设计模式和重构技术,并说明它们在软件开发中的应用。
首先,设计模式中的单例模式是一种创建型模式,它确保一个类只有一个实例,并提供一个全局的访问点。
单例模式经常用来管理全局资源,比如数据库连接、线程池等。
通过限制实例的数量,单例模式能够避免资源的浪费,并提高系统的性能。
另外,观察者模式是一种行为型模式,它建立了对象之间的一对多依赖关系,当一个对象状态发生改变时,它的所有依赖对象都会收到通知并自动更新。
观察者模式能够降低对象之间的耦合性,提高系统的可扩展性。
其次,重构技术在软件开发中扮演着至关重要的角色,它能够帮助开发者改进代码的质量和可读性。
首先,重构技术中的提取方法是一种常见的技术,它将重复的代码从一个方法中提取出来,使得代码更加简洁和可维护。
此外,内联方法是另一种重构技术,它将一个方法调用替换为被调用方法的实际代码,降低了方法调用的开销,提高了系统的性能。
另外,重构技术中的移动方法是一种将方法从一个类移动到另一个类的操作,它可以帮助我们更好地组织代码,提高代码的可读性和可维护性。
在实际软件开发中,设计模式和重构技术往往是相互结合使用的。
首先,我们可以使用设计模式来设计软件的整体架构和模块之间的关系。
通过使用设计模式,我们能够将软件的各个部分解耦,提高系统的可维护性和可扩展性。
然后,我们可以使用重构技术对代码进行优化和改进。
重构技术能够帮助我们发现并解决代码中的问题,提高代码的质量和可读性。
尽管设计模式和重构技术在软件开发中具有很高的价值,但它们并非万能的解决方案。
在使用设计模式和重构技术时,我们需要根据具体情况来选择合适的模式和技术。
此外,我们还需要注意不要滥用设计模式和重构技术。
设计模式的探讨与研究
[摘要] 面向对象技术是目前最主要的软件开发方法,面向对象的本质特点是抽象。
设计模式将面向对象思想应用在各种典型问题的解决方案上,是我们学习面向对象设计的最佳案例。
学习和运用设计模式是我们提高面向对象程序设计的捷径,通过在实际项目设计过程中运用设计模式以及一些已经成熟的技术,能够较好的实现系统的稳定性、灵活性和可扩展性。
[关键词] 设计模式抽象扩展性复用性
一、引言
随着信息技术的飞速发展,软件设计人员在开发中所遇到的问题也越来越多。
为了解决这些问题,更好的提高软件开发的效率,越来越多的软件从业人员在不断的寻找新的解决途径。
虽然软件复用技术已经提高到设计方案的复用阶段,但是企业应用中的系统也是在不断向着巨型化复杂化方向发展的。
因此,软件设计人员在开发设计软件的时候不仅要考虑到系统的功能性问题,而且也必须把更多的时间和精力花费在系统的非功能需求上,如系统的可靠性,可移植性等。
设计模式是为了解决在一定环境下反复不断出现问题的方法,是软件开发中的一种解决方案。
二、设计模式的原理
在开发系统的时候引入设计模式,不仅可以使系统中各个模块的耦合性降低,而且还增加了模块之间的内聚。
使得在需要修改或者某个模块的时候可以被单独的拿出来改动,并不需要破坏模块与模块的联系和协作关系,对整个系统的影响不会有太大的破坏。
在这样一种前提下,系统就可以很方便地进行扩展,而不需要再担心扩展会破坏系统的完整性。
另一方面,只要接口保持一致,当前系统中已有的模块也可以直接地被复用到下一个系统中,或者是进行少量的修改就可以实现软件的复用,从而在很大程度上减轻了系统开发人员和系统维护人员的工作负担。
在设计模式中,需要用到一些与OOP相关的法则,这些法则也是设计模式自身所依赖和体现的重要原则。
通过使用这些法则,可以消除系统间的耦合性,提高系统内的内聚性,使系统更加灵活和易于维护,灵活使用设计模式
1开闭法则(OCP)
开闭法则(Open Close Principle,OCP):软件实体(模块)应该易于扩展(开放),但免于修改(关闭)在面向对象设计法则中,这是最重要的一个。
简单地说:当我们撰写软件的一个模块时,应该让它可以扩展,同时无须被修改。
换言之,我们希望可以改变模块的行为,而不用改变其源代码。
所有这些技术的基础都是建立在抽象(abstraction)之上,因为具体的事物是多交的和易变的,而抽象则抓住了事物的本质
和特性,保证了相对的稳定,实现了以不变应万变的强大功能。
事实上,抽象是OCP 的关键。
实现OCP最常用的技术是动态多态(Dynamic Polymorphism)。
通过该技术,我们可以改变不良的设计,使之遵循OCP。
2依赖反转法则(DIP)
依赖反转法则(Dependency Inversion Principle,DIP):依赖抽象而不依赖具体。
如果说0CP给出了面向对象架构的目标,那么DIP则是这一架构的主要机制。
依赖反转的策略强调依赖接口、抽象方法及抽象类,而不是依赖具体方法或类。
在传统的面向过程的设计中,人们习惯于使高层模块依赖于底层模块,抽象层依赖于具体层,由上到下,形成一种顺序依赖的架构设计。
这种结构从顶部主模块开始,然后向下发展出细节的部分。
高层模块依赖低层的模块,然后再依赖更低层的模块,如此延续下去。
这种依赖结构在本质上存在着许多弱点。
首先作为底层模块其实现的是具体细节,这就决定了它的多变。
如果总是向下依赖于多变的下级模块,必然会把这种变化不定的因素传播到上层,影响系统的稳定性和健壮性。
虽然通过增加中间层的努力可以吸收底层变化因素,但中间层并不能改变这种顺序依赖,相反,中间层的加入反而又导致了上层对中间层的依赖,增加了系统的复杂性。
依赖反转法则的用意相当简单。
设计中的每一个依赖关系,应该是朝向接口的,或一个抽象类,而不是依赖一个具体类。
这是因为具体的东西常常改变,而抽象的东西比较稳定。
抽象往往能使我们有更多的回旋余地。
抽象层是上下层之间的枢纽,代表设计中可以伸缩或扩充的地方,而且在变动时不至于被修改,从而达到OCP的要求。
3.单一职责法则(SRP)
单一职责法则(single—Responsibility Principle,SRP):一个类应该仅有一个原因导致其变化。
单一职责法则是指一个类应该只有一个演化方向,那么这个类的变化才是可控的。
这里的所谓职责,按照Robert C.Martin的说法就是“一个导致变化的原因”。
因为调整一个类所承担的职责才是我们去改动这个类的真正动机,所以导致变化的原因源于类的职责。
如果一个类包含过多的职责,这就意味着会有多个导致其变化的原因。
而且,这些变化往往不是孤立的,它们通过多个职责问的耦合关系相互作用,使类产生多个互相依赖的不确定的演化方向,带来维护和重用上的困难。
而且单一职责来带来我们设计上的变革,通常在学校,老师教导大家,类是客观事物一类的反映,一个客观实体就是一个类,那么在这里,我们推翻他的观点,一个客观实体不一定是一个类,我们要看项目环境要求和实现的功能来区分,他是一个类还是多个类组成。
比如调制解调器Modem,如果我们仅仅是做一个资产统计系统,统计资产的数量,他可以是一个类,但是如果我是做Modem的功能设计方面,他可能还有其他功能,那么Moden就应该是多个类的组合,不应该一个类而概之。
4.Liskov代换法则(LSP)
这个法则是由Barbar Liskov在研究抽象及类型理论时发现的.同时在Bertrand Meyer提出的契约式设计(Design by Contract,DBC)概念中也曾提到。
Liskov代换法则利用了类型继承中的向上转型机制。
向上转型机制是安全的,但向下转型就不一定安全了。
所以Loskov代换法则不能反过来代换,即如果一上软件实体使用的是一个派生类做参数,那么它不一定适用于基类。
使用Liskov代换法则可以更好地利用多态来实现OCP。
5.接口隔离法则(ISP)
接口隔离法则(Interface Segregation Principle,ISP):不应强迫客户端依赖于它们用不上的方法。
接口隔离法则说的是,因不同的客户端划分出多个不同的专用接口,比使用单一的总的接口好。
如果从客户类的角度看,一个类对另一个类的依赖应该是建立在最小的接口上的。
换言之,我们编程时应当把那些客户端不必要的接口从使用接口的客户端隔离开来。
ISP是模式编程的法则之一。
没有这个法则,组件及类将缺乏效用及可移植性。
这个法则的实质相当简单。
如果你的类有许多客户端调用,你不必向客户端开放所需的所有方法,而只需要为每一个客户端建立特定的接口,然后在类中多重继承这些接口。
其实遵循这些原则的模式,都是好的模式,不一定要使用已有的模式,当然已有的模式很方便的可以解决很多问题,但是前提是必须很好的使用这些原则,在遵循这些原则的情况下,可以根据自己的情况,进行模式的修改和完善。
三、结束语
设计模式是面向对象设计的升华,是面向对象设计的精髓,我们不一定要因为模式而设计模式,要熟记设计的原则,模式因环境而改变,世界没有一成不变的事物,我们应该由没有模式,而学习模式,学会模式,忘记模式,牢记原则,随机而变。
参考文献:
[1] Erich Gamma.Richard Helm.Ralph Johnson Design Patterns:Elements of Reusable Object-Oriented Software
1995
[2] 李英军设计模式2000
[3] 刘润东UML对象设计与编程2001
[4] 路立峰,陈平,杜军朝,张立勇,设计模式应用实例,微机发展,2005.2, V01.15,No.2 .。