面向模式设计：以Strategy模式理解软件架构

"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。