软件设计师中级考试：设计模式与内聚、耦合解析

"软件设计师考试笔记（中级）" 在软件设计领域，设计模式是一种被广泛接受的解决常见问题的最佳实践。这些模式提供了在不同情况下重用代码和设计的结构，从而提高软件的可维护性和可扩展性。在中级软件设计师考试中，理解并掌握设计模式至关重要。开放封闭原则是设计模式的核心原则之一，它提倡软件实体（如类、模块、函数等）应该对扩展开放，对修改封闭。这意味着在不改变原有代码的基础上，可以通过增加新功能来扩展软件。 设计模式包括了多种类型，如工厂方法、抽象工厂和生成器模式，它们都是用于对象创建的。工厂方法允许类将实例化延迟到子类；抽象工厂则提供一个接口，用于创建相关或相互依赖的对象家族，而无需指定其具体类；生成器模式更关注于对象组装的复杂过程，它通过一步步构建来创建对象。 原型模式用于复制或克隆已有对象，以避免重复创建相同的对象，提高效率。单例模式确保一个类只有一个实例，并提供全局访问点。适配器模式和桥接模式则是用来解决接口不兼容问题，前者通过包装类来适配不兼容的接口，后者则将抽象和实现分离开来，使得两者可以独立变化。 组合模式用于表示部分-整体的层次结构，使得用户可以统一地处理单个对象和对象集合。装饰器模式允许在运行时动态地给对象添加新的行为或职责，而不需要改变其原有的结构。外观模式提供了一个简单的接口来封装一系列复杂的子系统，使得它们可以一起工作。享元模式通过共享技术有效地支持大量细粒度的对象，减少内存占用。代理模式为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问，责任链模式则将请求的发送者和接收者解耦，使得多个对象可以处理同一请求。 解释器模式用于定义语言的文法，并提供一个解释器来处理这些文法。迭代器模式允许顺序访问聚合对象的元素，而不暴露其底层表示。中介者模式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。备忘录模式用于在不破坏封装性的前提下，捕获对象的内部状态，并在对象需要时恢复它。观察者模式定义了对象之间的一对多依赖关系，当一个对象的状态发生改变时，所有依赖于它的对象都会得到通知并自动更新。状态模式允许对象在其内部状态改变时改变其行为，看起来好像对象改变了它的类。策略模式定义了一系列的算法，并将每一个算法封装起来，使得它们可以互相替换。模板方法模式定义了一个操作中的算法骨架，而将一些步骤延迟到子类中。访问者模式表示一个作用于某对象结构中的各元素的操作，它使你可以在不改变各元素的类的前提下定义作用于这些元素的新操作。 软件工程中的内聚和耦合是衡量模块质量的重要指标。内聚度衡量模块内部元素之间的关联程度，分为低内聚（如偶然内聚、逻辑内聚、时间内聚）和高内聚（如过程内聚、通信内聚、顺序内聚、功能内聚）。高内聚的模块通常具有更好的可读性和可维护性。耦合度则是模块间相互依赖的程度，内容耦合是最强的耦合，应尽量避免。理想的软件设计应该遵循高内聚低耦合的原则，以降低维护成本和提高软件的可扩展性。