设计模式：面向对象分析与设计第六章概览

"Object-Oriented Analysis and Design 第六章 - 上海交大" 在软件工程领域，面向对象分析与设计（Object-Oriented Analysis and Design，简称OOAD）是开发复杂系统的一种常用方法。第六章主要关注设计模式，这是OOAD中的核心概念，能够帮助开发者重用解决方案并提高代码质量。设计模式是经久不衰的编程实践，由Erich Gamma、Richard Helm、Ralph Johnson和John Vlissides（通常称为Gang of Four，GoF）在他们的经典著作《设计模式：可复用面向对象软件的基础》中首次系统地提出。 设计模式分为三大类：创建型（Creational）、结构型（Structural）和行为型（Behavioral）。这些模式旨在解决特定的设计问题，并提供了一套通用的解决方案框架。 1. 创建型设计模式（Creational Patterns） 创建型模式关注对象的创建过程，抽象了实例化的过程。它们包括： - 工厂方法（Factory Method）：定义一个用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类。 - 抽象工厂（Abstract Factory）：提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口，而无需指定它们的具体类。 - 建造者（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。 - 原型（Prototype）：通过复制现有对象来创建新对象，而不是创建新的实例。 - 单例（Singleton）：保证一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。 2. 结构型设计模式（Structural Patterns） 结构型模式涉及如何将类和对象组合成更大的结构，同时保持它们之间的松耦合。这些模式包括： - 适配器（Adapter）：使两个接口不兼容的对象可以一起工作。 - 桥接（Bridge）：将抽象部分与实现部分分离，使它们可以独立变化。 - 组合（Composite）：允许你将对象组合成树形结构来表示“部分-整体”的层次结构。 - 装饰（Decorator）：动态地给一个对象添加一些额外的职责。 - 外观（Facade）：为子系统提供一个统一的接口，使得子系统更加易于使用。 - 代理（Proxy）：为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。 3. 行为型设计模式（Behavioral Patterns） 行为型模式着重于对象间的责任分配和通信。它们包括： - 迭代器（Iterator）：提供一种方法顺序访问聚合对象的元素，而又不暴露其底层表示。 - 命令（Command）：将请求封装为一个对象，从而使你可用不同的请求参数化其他对象，同时也支持可撤销的操作。 - 责任链（Chain of Responsibility）：避免将处理责任硬编码到对象中，而是让对象在其内部建立一个处理请求的链。 - 中介者（Mediator）：用一个中介对象来封装一系列的对象交互，降低系统的耦合度。 - 备忘录（Memento）：在不破坏封装性的前提下，捕获一个对象的内部状态，以便之后恢复。 - 观察者（Observer）：定义对象之间的一对多依赖关系，当一个对象的状态改变时，所有依赖于它的对象都会得到通知并自动更新。 - 状态（State）：允许一个对象在其内部状态改变时改变它的行为。 - 策略（Strategy）：定义一系列算法，把它们一个个封装起来，并且使它们可以互相替换。 - 访问者（Visitor）：表示一个作用于某对象结构中的各元素的操作。 应用设计模式可以帮助我们更好地组织代码，提高代码的可读性、可维护性和可扩展性。理解并熟练运用这些模式是成为优秀软件工程师的关键步骤之一。上海交大的课程中，学员将深入学习这些设计模式的原理、应用场景以及如何在实际项目中有效利用它们。