Java面向对象程序设计第8章_几个重要的设计模式.ppt

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1、Java面向对象程序设计面向对象程序设计 第第8章章配合例子源代码一起使用例子源代码一起使用Power point 制作：耿祥义 张跃平几个重要的设计模式 2010-1-101主要内容主要内容设计模式简介设计模式简介策略模式策略模式中介者模式中介者模式模板方法模式模板方法模式难点难点策略模式策略模式导读导读 一个好的设计系统往往是易维护、易扩展、易复用的。设计模式从一些优秀的设计系统中总结出的设计精髓，因此学习设计模式对提高设计能力无疑是非常有帮助的。可以是通过讲解设计模式体现面向对象的设计思想，这非常有利于更好地使用面向对象语言解决设计中的诸多问题。2010-1-1028.1 设计模式简介设

2、计模式简介 8.1.1 什么是设计模式什么是设计模式 一一个个设设计计模模式式（patternpattern）是是针针对对某某一一类类问问题题的的最最佳佳解解决决方方案案，而而且且已已经经被被成成功功应应用用于于许许多多系系统统的的设设计计中中，它它解解决决了了在在某某种种特特定定情情景景中中重重复复发发生生的的某某个个问问题题，即即一一个个设设计计模模式式是是从从许许多多优优秀秀的的软软件件系系统统中中总总结结出出的的成成功功的的可可复复用用的的设计方案。设计方案。2010-1-1038.1.2 学习设计模式的必要性学习设计模式的必要性 学学习习并并使使用用模模式式能能使使设设计计的的系系统

3、统易易维维护护、可可扩扩展性强、复用性好。展性强、复用性好。学学习习设设计计模模式式不不仅仅可可以以使使我我们们了了解解、正正确确使使用用设设计计模模式式，更更重重要要的的是是可可以以使使我我们们更更加加深深刻刻地地理理解解面面向向对对象象的的设设计计思思想想，非非常常有有利利于于我我们们更更好好地地使使用用面面向对象语言解决设计中的诸多问题。向对象语言解决设计中的诸多问题。2010-1-1048.1.3 什么是框架什么是框架 框框架架是是针针对对某某个个领领域域，提提供供用用于于开开发发应应用用系系统统的的类类的的集集合合，程程序序设设计计者者可可以以使使用用框框架架提提供供的的类类设设计计

4、一一个个应应用用程程序序，而而且且在在设设计计应应用用程程序序时时可可以针对特定的问题使用某个设计模式。以针对特定的问题使用某个设计模式。框架与模式相比：框架与模式相比：1 1层次不同层次不同 2 2范围不同范围不同 3 3相互关系密切相互关系密切 2010-1-1058.2 策略模式策略模式 8.2.1 概述概述 基基于于“面面向向抽抽象象编编程程”的的原原则则就就容容易易使使设设计计的的类类应应对对用用户户需需求求的的变变化化，使得设计的系统满足使得设计的系统满足“开开-闭闭”原则原则。2010-1-1068.2.2 策略模式的定义策略模式的定义 策策略略模模式式的的定定义义：定定义义一一

5、系系列列算算法法，把把它它们们一一个个个个封封装装起起来来，并并且且使使它它们们可可相相互互替替换换。本本模式使得算法可独立于使用它的客户而变化。模式使得算法可独立于使用它的客户而变化。2010-1-1078.2.3 模式的结构模式的结构 在在策策略略模模式式中中，封封装装算算法法标标识识的的接接口口称称作作策策略略，实实现现该该接接口口的类称作的类称作具体策略具体策略。1.1.角色角色:策略策略(Strategy)Strategy),具体策略具体策略(ConcreteStrategy)ConcreteStrategy),上下文上下文(ContextContext)。2.2.策略模式的策略模式

6、的UMLUML类图类图 3.结构的描述结构的描述:策略策略(Strategy)Strategy)Computable.javaComputable.java 具体策略具体策略(ConcreteStrategy)ConcreteStrategy)StrategyOne.javaStrategyOne.java ,StrategyTwo.java,StrategyThree.javaStrategyTwo.java,StrategyThree.java 上下文上下文(ContextContext)GymnasticsGame.java GymnasticsGame.java 2010-1-1088

7、.2.4 模式的使用模式的使用 应应用用程程序序Application.javaApplication.java中中使使用用了了策策略略模模式式中中(8.2.3)所所涉涉及及的的类类，应应用用程程序序在在使使用用策策略略模模式式时时，需需要要创创建建具具体体策策略略的的实实例例，并并传传递递给给上下文对象。上下文对象。2010-1-1098.2.5 策略模式的优点策略模式的优点 上上下下文文(Context)Context)和和具具体体策策略略(ConcreteStrategy)ConcreteStrategy)是是松松耦耦合合关关系系。因因此此上上下下文文只只知知道道它它要要使使用用某某一一

8、个个实实现现StrategyStrategy接接口口类类的的实实例例，但但不不需需要要知知道道具体是哪一个类。具体是哪一个类。策策略略模模式式满满足足“开开-闭闭原原则则”。当当增增加加新新的的具具体体策策略略时时，不不需需要要修修改改上上下下文文类类的的代代码码，上下文就可以引用新的具体策略的实例。上下文就可以引用新的具体策略的实例。2010-1-10108.2.6 适合使用策略模式的情景适合使用策略模式的情景 一一个个类类定定义义了了多多种种行行为为，并并且且这这些些行行为为在在这这个个类类的的方方法法中中以以多多个个条条件件语语句句的的形形式式出出现现，那那么么可可以以使使用用策策略略模

9、模式式避避免免在在类类中中使使用用大大量量的的条件语句。条件语句。程程序序不不希希望望暴暴露露复复杂杂的的、与与算算法法相相关关的的数数据结构，那么可以使用策略模式封装算法。据结构，那么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。需要使用一个算法的不同变体。2010-1-10118.2.7 策略模式相对继承机制的优势策略模式相对继承机制的优势 策策略略模模式式采采用用的的是是组组合合方方法法，即即将将一一个个类类的的某某个个方方法法的的内内容容的的不不同同变变体体分分别别封封装装在在不不同同的的类类中中，而而该该类类仅仅仅仅依依赖赖这这些些类类所所实实现现的的一一个个共同接口。共同接

10、口。2010-1-10128.3 中介者模式中介者模式 8.3.1 概述概述 中中介介者者模模式式体体现现了了 “多多用用组组合合，少少用用继继承承”和和“低藕合低藕合”原则，尤其体现了怎样合理地使用组合。原则，尤其体现了怎样合理地使用组合。2010-1-10138.3.2 中介者模式的定义中介者模式的定义 中中介介者者模模式式的的定定义义：用用一一个个中中介介对对象象来来封封装装一一系系列列的的对对象象交交互互。中中介介者者使使各各对对象象不不需需要要显显示示地地相相互互引引用用，从从而而使使其其耦耦合合松松散散，而而且且可可以以独立地改变它们之间的交互。独立地改变它们之间的交互。2010-

11、1-10148.3.3 模式的结构模式的结构 1.1.角角 色色:中中 介介 者者(Mediator)Mediator),具具 体体 中中 介介 者者(ConcreteMediator ConcreteMediator),同同 事事(Colleague),Colleague),具体同事具体同事（ConcreteColleague)ConcreteColleague)。2.2.中介者模式的中介者模式的UMLUML类图类图 3.结构的描述结构的描述:同事同事(Colleague)Colleague)Colleague.java Colleague.java 具体中介者具体中介者(Mediator)

12、Mediator)ConcreteMediator.javaConcreteMediator.java 具体同事具体同事（ConcreteColleague)ConcreteColleague)ColleagueA.java,ColleagueB.java,ColleagueC.java ColleagueA.java,ColleagueB.java,ColleagueC.java 2010-1-10158.3.4 模式的使用模式的使用 应应用用程程序序Application.javaApplication.java中中使使用用了了中中介介者者模式结构中模式结构中(8.3.3)所涉及的类。所涉

13、及的类。2010-1-10168.3.5 中介者模式的优点中介者模式的优点 可可以以避避免免许许多多的的对对象象为为了了之之间间的的通通信信而而相相互互显显示示引引用用，否否则则不不仅仅系系统统难难于于维维护护，而而且且也使其他系统难以复用这些对象。也使其他系统难以复用这些对象。可可以以通通过过中中介介者者将将原原本本分分布布于于多多个个对对象象之之间间的的交交互互行行为为集集中中在在一一起起。当当这这些些对对象象之之间间需需要要改改变变之之间间的的通通信信行行为为时时，只只需需使使用用一一个个具具体体中中介介者者即即可可，不不必必修修改改各各个个具具体体同同事事的的代代码码，即这些同事可被重

14、用。即这些同事可被重用。2010-1-10178.3.6 适合使用中介者模式的情景适合使用中介者模式的情景 系系统统中中许许多多对对象象以以复复杂杂的的方方式式交交互互，所所导导致致的的依依赖赖关关系系使使系系统统难难以以理理解解和和维维护护，这这时时应考虑使用中介者模式。应考虑使用中介者模式。2010-1-10188.4 模板方法模式模板方法模式 8.4.1 概述概述 模板方法模式体现了怎样合理地组织算法。例如：模板方法模式体现了怎样合理地组织算法。例如：类类客客运运车车站站在在安安排排乘乘客客上上车车时时都都进进行行：安安全全检检查查、验验证证车车票票，选选择择车车体体类类型型三三个个步步

15、骤骤。因因此此我我们们可可以以在在一一个个抽抽象象类类中中包包含含有有：“安安全全检检查查”、“验验证证车车票票”，“选选择择车车体体”的的抽抽象象方方法法，而而且且该该抽抽象象类类特特别别地地包包含含有有一一个个称称作作“模模板板”的的方方法法，该该方方法法顺顺序序地地调调用用“安安全全检检查查”、“验验证证车车票票”，“选选择择车车体体”这这三三个个方方法方法。法方法。2010-1-10198.4.2 模板方法模式的定义模板方法模式的定义 模模板板方方法法模模式式的的定定义义：定定义义一一个个操操作作中中的的算算法法的的骨骨架架，而而将将一一些些步步骤骤延延迟迟到到子子类类中中。模模板板方

16、方法法使使得得子子类类可可以以不不改改变变一一个个算算法法的的结结构构即即可重定义该算法的某些特定步骤。可重定义该算法的某些特定步骤。2010-1-10208.4.3 模式的结构模式的结构 1.1.角色角色:抽象模板抽象模板(Abstract Template),Abstract Template),具体模板具体模板(Concrete Template)Concrete Template)。2.2.模板方法模式的模板方法模式的UMLUML类图类图 3.结构的描述结构的描述:抽象模板抽象模板(Abstract Template)Abstract Template)Station.java Sta

17、tion.java 具体模板具体模板(Concrete Template)Concrete Template)RailwayStation.java,AutoStation.java RailwayStation.java,AutoStation.java 2010-1-10218.4.4 模式的使用模式的使用 应应用用程程序序Application.javaApplication.java中中使使用用了了模模板板方方法模式法模式结构中结构中(8.4.3)所涉及的类。所涉及的类。2010-1-10228.4.5 模板方法模式的优点模板方法模式的优点 可可以以通通过过在在抽抽象象模模板板定定义义

18、模模板板方方法法给给出出成成熟熟的的算算法法步步骤骤，同同时时又又不不限限制制步步骤骤的的细细节节，具具体体模模板板实实现现算算法法细细节节不不会会改改变变整整个个算算法法的的骨骨架。架。2010-1-10238.4.6 适合使用模板方法模式的情景适合使用模板方法模式的情景 设设计计者者需需要要给给出出一一个个算算法法的的固固定定步步骤骤，并并将某些步骤的具体实现留给子类来实现。将某些步骤的具体实现留给子类来实现。需需要要对对代代码码进进行行重重构构，将将各各个个子子类类公公共共行行为为提提取取出出来来集集中中到到一一个个共共同同的的父父类类中中以以避避免免代代码重复。码重复。2010-1-1024