在示例程序的设计思路中,核心概念是应用设计模式来解决面向对象编程中的重复问题。具体来说,设计模式是一种通用的解决方案,它将可重用的解决方案分类总结,以提高代码质量和架构优化。本案例中,采用了状态模式(State Pattern)来处理窗体中基于Toolbar按钮的不同状态行为。
首先,设计了一个抽象基类`State`,包含`mouseDown`、`mouseUp`和`mouseDrag`方法,这些方法代表了程序的不同状态。然后,针对每个特定的状态,创建对应的子类,如画矩形状态和选择状态。`StateManager`或`Context`作为管理器,负责维护状态集合,并根据用户操作(如按下不同按钮)动态切换状态。这实现了代码的解耦,使得窗体的事件处理逻辑简洁,只需与`StateManager`交互即可。
UML(统一建模语言)在这个过程中扮演了关键角色,作为一种可视化工具,它能够清晰地展示对象的结构、关系和行为,有助于理解设计模式的运用。设计模式的分类包括:
1. 创建型模式(Creational Patterns):如工厂模式(Factory Pattern)、抽象工厂模式(Abstract Factory Pattern)、单例模式(Singleton Pattern)和原型模式(Prototype Pattern)。这些模式主要用于对象的创建和管理,提供了灵活的创建机制,以便在不同场景下动态创建对象。
- 工厂模式:简化对象创建过程,隐藏其实现细节,允许客户端通过统一接口创建各种对象,而无需关心具体如何创建。
- 抽象工厂模式:扩展了工厂模式,提供一系列相关的对象,而非单一对象,常用于支持多种产品的创建。
- 单例模式:确保系统中只有一个实例,并提供全局访问点,适用于资源有限且需要全局共享的对象。
- 原型模式:通过复制已有对象来创建新对象,避免每次创建新对象的开销。
2. 结构型模式(Structural Patterns):关注对象之间的组合、连接和扩展,旨在优化对象结构和关系,提升代码的灵活性和可维护性。
3. 行为型模式(Behavioral Patterns):处理对象之间的交互和通信,关注对象的行为和动作,如策略模式、观察者模式等。
设计模式与重构(Refactoring)和反模式(Antipatterns)是软件开发过程中的互补要素。设计模式强调最佳实践,而重构则关注代码的优化;反模式则是对常见错误和不良设计的识别和避免。通过综合运用这些概念,可以构建高质量、易于维护和扩展的软件系统。