"本文主要讲解了如何以Strategy模式为例来理解和应用GoF的建议,特别是在软件架构设计中,强调了面向模式的分析、设计与实现。"
在软件架构设计中,模式是一种重要的工具,帮助开发者识别并解决常见问题,提高代码的可复用性和可维护性。GoF(Gang of Four)提出的策略模式(Strategy Pattern)就是这样的一个例子,它旨在处理系统中的变化,使得设计更加灵活。
策略模式的核心思想是将算法族封装在独立的类中,使得它们可以互相替换。这允许系统在运行时选择不同的算法,而不是在编译时就固定下来。这种动态的选择算法的能力,使得系统对变化更具适应性。
1. **发现变化(策略)**:在设计阶段,我们需要识别出系统中可能会变化的部分,这些部分往往涉及到具体的算法或策略。例如,一个排序功能可能需要支持多种排序算法(如冒泡排序、快速排序等),这就是策略。
2. **封装变化(策略)**:一旦识别出变化,我们就应该将这些变化封装在独立的类中,这些类被称为策略类。每个策略类代表了一种特定的算法或策略。这样,即使算法发生变化,也不会影响到主系统的其他部分。
3. **对象组合优于类继承**:在策略模式中,Context类(上下文)持有对Strategy接口的引用,而不是具体策略类的引用。通过这种方式,Context可以调用任何实现了Strategy接口的类,实现算法的动态切换,而不需要改变Context的代码。相比使用类继承来实现多态,对象组合提供了更大的灵活性,因为继承是静态的,而组合可以在运行时动态调整。
面向模式的分析、设计与实现过程中,我们首先进行**公共性/变化性分析**,找出系统中的不变部分(公共性)和可能变化的部分(变化性)。然后,我们将变化性封装在单独的类中,确保核心逻辑不受变化的影响。这种设计范型可以帮助我们遵循开放-封闭原则,即软件实体(类、模块、函数等)应对于扩展是开放的,对于修改是封闭的。
学习和应用模式有以下几个好处:
- **重用已有的、高质量的解决方案**:模式是经过实践验证的设计模式,可以避免重复发明轮子。
- **改进设计**:模式可以帮助我们设计出更易于修改和扩展的系统。
- **创建共同语言**:模式提供了一套通用术语,促进团队间的沟通和理解。
- **设计是一个分化过程**:从整体到部分,从抽象到具体,设计是逐步细化的,而不是一次性完成的。
在不同层次的视图中,有概念层、规格说明层和实现层。概念层关注的是系统的需求和目标,不涉及具体实现;规格说明层则进一步细化,描述了如何满足需求;实现层是具体的代码实现。理解这些层次有助于我们在设计过程中保持对全局的把握,同时又能深入到细节。
通过学习和应用策略模式以及面向模式的分析方法,我们可以构建出更健壮、灵活的软件系统,更好地应对未来的变更需求。