UML与设计模式：建模语言与23种设计模式解析

"UML设计模式" UML，全称为Unified Modeling Language，是一种统一建模语言，用于可视化地表达软件系统的设计。它集成了Booch、OOSE（Object-Oriented Software Engineering，面向对象软件工程）和OMT（Object Modeling Technique，对象建模技术）等早期建模方法，并在1996年首次推出0.91版本，随后在1997年发布了1.0版本。目前广泛使用的是2.0版本。UML提供了多种模型图，包括用例图、类图、时序图、状态图和活动图，覆盖了软件开发的不同阶段。 1. 用例图（UseCase）主要应用于需求分析阶段，用于描绘系统中用户角色、功能及其相互关系，帮助理解软件的基本需求和预期行为。 2. 类图（Class）在详细设计阶段使用，它描述了类的结构，包括类的属性、操作以及类之间的关联、继承和聚合等关系，是理解和组织代码的基础。 3. 时序图（Sequence Diagrams）同样在详细设计阶段使用，展示了一组对象如何交互以完成特定用例，通过时间序列展示了消息传递的顺序。 4. 状态图（State Diagrams）用于描述对象在其生命周期内的状态变化，以及触发状态转换的事件。 5. 活动图（Activity Diagrams）则关注于工作流程，通常用来表示用例或系统的动态行为，类似于流程图，强调执行的顺序和并发性。 设计模式是软件开发中的一个重要概念，源于建筑学，由Erich Gamma等人在《设计模式：可复用面向对象软件的基础》中总结了23种设计模式。设计模式是解决常见问题的经过验证的解决方案，旨在提高代码的可读性、可维护性和可扩展性。23种设计模式大致分为三类： 1. 创建型模式： - 简单工厂模式：集中管理对象创建，适用于对象类型较少且相对固定的情况。 - 工厂方法模式：允许子类决定实例化哪个类，适应于对象类型频繁变化的场景。 - 抽象工厂模式：处理多个相关对象家族的创建，适用于对象类型非常多的情况。 - 构造器模式：分步骤创建复杂对象，可以独立于对象组装过程进行变化。 - 单例模式：确保一个类只有一个实例，常用于全局访问点。 - 原型模式：通过复制已有对象来创建新对象，减少创建新对象的开销。 2. 结构型模式： - 主要关注如何组合和连接类与对象，以创建更大的结构，如适配器模式、装饰器模式、代理模式、桥接模式、组合模式、外观模式、享元模式和代理模式。 3. 行为型模式： - 关注对象之间的责任分配和交互，例如命令模式、解释器模式、迭代器模式、访问者模式、备忘录模式、观察者模式、状态模式、策略模式、模板方法模式和访问者模式。 在实际开发中，利用抽象工厂模式，可以创建一个工厂类来管理多个DAO（Data Access Object）的实例，如用户DAO和产品DAO，这样可以灵活地根据需求选择或更换具体的DAO实现，而无需修改大量代码。这种设计模式提高了代码的可扩展性和可维护性。