模式概念的基本原理與設(shè)計(jì)模式應(yīng)用總結(jié)

92模式概念的基本原理與設(shè)計(jì)模式應(yīng)用總結(jié)匯報(bào)人：XXX2023-12-23目錄CONTENTS模式概念基本原理設(shè)計(jì)模式概述創(chuàng)建型設(shè)計(jì)模式應(yīng)用結(jié)構(gòu)型設(shè)計(jì)模式應(yīng)用行為型設(shè)計(jì)模式應(yīng)用設(shè)計(jì)模式優(yōu)缺點(diǎn)分析設(shè)計(jì)模式應(yīng)用場(chǎng)景選擇總結(jié)與展望01模式概念基本原理CHAPTER模式是指在特定環(huán)境下，解決某一類問題的方案或方法的總稱，它描述了一個(gè)問題的典型解決方案，可以被反復(fù)使用。模式定義根據(jù)模式的應(yīng)用領(lǐng)域和抽象層次，可以將模式分為設(shè)計(jì)模式、分析模式、架構(gòu)模式等。模式分類模式定義與分類模式識(shí)別是指從給定的數(shù)據(jù)或現(xiàn)象中，識(shí)別出符合某種模式的特征或規(guī)律的過程。它是模式應(yīng)用的前提和基礎(chǔ)。模式描述是指對(duì)識(shí)別出的模式進(jìn)行詳細(xì)的描述和解釋，包括模式的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)、適用條件等。它是模式理解和應(yīng)用的關(guān)鍵。模式識(shí)別與描述模式描述模式識(shí)別模式作用：模式的作用在于提供一種可重復(fù)使用的解決方案，減少設(shè)計(jì)和開發(fā)的成本，提高軟件的質(zhì)量和可維護(hù)性。模式價(jià)值：模式的價(jià)值在于它提供了一種共享的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，使得開發(fā)者可以更加高效地解決常見問題，同時(shí)也有助于提高團(tuán)隊(duì)的協(xié)作能力和整體技術(shù)水平。以上內(nèi)容僅供參考，如需更多信息，建議查閱相關(guān)書籍或咨詢專業(yè)人士。模式作用與價(jià)值02設(shè)計(jì)模式概述CHAPTER設(shè)計(jì)模式的起源設(shè)計(jì)模式起源于建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域，后被引入到軟件工程中，用于解決在軟件設(shè)計(jì)中經(jīng)常遇到的一些典型問題。設(shè)計(jì)模式的發(fā)展隨著軟件工程的不斷發(fā)展和進(jìn)步，設(shè)計(jì)模式也在不斷發(fā)展和完善，形成了多種不同的設(shè)計(jì)模式和設(shè)計(jì)思想。設(shè)計(jì)模式起源與發(fā)展設(shè)計(jì)模式的核心思想之一是封裝變化，將系統(tǒng)中可能發(fā)生變化的部分抽象出來，形成獨(dú)立的模塊或組件，以便在不影響其他部分的情況下進(jìn)行修改和擴(kuò)展。封裝變化設(shè)計(jì)模式通過提供可重用的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和代碼實(shí)現(xiàn)，可以減少代碼的重復(fù)性，提高代碼的可維護(hù)性和可重用性。復(fù)用代碼設(shè)計(jì)模式可以提高系統(tǒng)的可維護(hù)性，使得系統(tǒng)在面對(duì)需求變更時(shí)能夠更容易地進(jìn)行修改和擴(kuò)展。提高可維護(hù)性設(shè)計(jì)模式核心思想創(chuàng)建型設(shè)計(jì)模式：包括單例模式、工廠方法模式、抽象工廠模式、建造者模式、原型模式等，主要用于處理對(duì)象的創(chuàng)建問題。行為型設(shè)計(jì)模式：包括觀察者模式、模板方法模式、策略模式、狀態(tài)模式、訪問者模式、迭代器模式、責(zé)任鏈模式等，主要用于處理對(duì)象之間的通信和交互問題。以上內(nèi)容只是對(duì)設(shè)計(jì)模式的簡(jiǎn)單概述和總結(jié)，實(shí)際上設(shè)計(jì)模式是一個(gè)非常深入和廣泛的領(lǐng)域，需要不斷學(xué)習(xí)和實(shí)踐才能掌握其精髓和應(yīng)用技巧。結(jié)構(gòu)型設(shè)計(jì)模式：包括適配器模式、橋接模式、組合模式、裝飾器模式、外觀模式、享元模式、代理模式等，主要用于處理類或?qū)ο蟮慕M合和結(jié)構(gòu)化問題。設(shè)計(jì)模式分類與內(nèi)容03創(chuàng)建型設(shè)計(jì)模式應(yīng)用CHAPTER工廠方法模式定義：定義一個(gè)用于創(chuàng)建對(duì)象的接口，讓子類決定實(shí)例化哪一個(gè)類。工廠方法使一個(gè)類的實(shí)例化延遲到其子類。應(yīng)用場(chǎng)景：在軟件系統(tǒng)中，經(jīng)常面臨著“某個(gè)對(duì)象”的創(chuàng)建工作，由于需求的變化，這個(gè)對(duì)象的具體實(shí)現(xiàn)經(jīng)常面臨著劇烈的變化，但是它卻擁有比較穩(wěn)定的接口。優(yōu)點(diǎn)：用戶只需要知道具體工廠的名稱，無須知道產(chǎn)品的具體創(chuàng)建過程；靈活性增強(qiáng)，對(duì)于新產(chǎn)品的創(chuàng)建，只需多寫一個(gè)相應(yīng)的工廠類；典型的解耦框架。高層模塊只需要知道產(chǎn)品的抽象類，無須關(guān)心其他實(shí)現(xiàn)類，滿足迪米特法則、里氏替換原則(LiskovSubstitutionPrinciple)和開閉原則(OpenClosedPrinciple)。缺點(diǎn)：添加新產(chǎn)品時(shí)，需要編寫新的具體產(chǎn)品類，而且還要提供與之對(duì)應(yīng)的具體工廠類，系統(tǒng)中類的個(gè)數(shù)將成對(duì)增加，在一定程度上增加了系統(tǒng)的復(fù)雜度，有更多的類需要編譯和運(yùn)行，會(huì)給系統(tǒng)帶來一些額外的開銷。定義：提供一個(gè)接口，用于創(chuàng)建相關(guān)或依賴對(duì)象的家族，而不需要明確指定具體類。應(yīng)用場(chǎng)景：系統(tǒng)中有多個(gè)產(chǎn)品族，而每次只使用其中的某一族產(chǎn)品；屬于同一個(gè)產(chǎn)品族的產(chǎn)品將在一起使用，這一約束必須在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中體現(xiàn)出來；系統(tǒng)提供一個(gè)產(chǎn)品類的庫(kù)，所有的產(chǎn)品以同樣的接口出現(xiàn)，從而使客戶端不依賴于具體實(shí)現(xiàn)。優(yōu)點(diǎn)：具體產(chǎn)品在應(yīng)用層代碼隔離，無須關(guān)心創(chuàng)建細(xì)節(jié)；將一個(gè)系列的產(chǎn)品族統(tǒng)一到一起創(chuàng)建。缺點(diǎn)：規(guī)定了所有可能被創(chuàng)建的產(chǎn)品集合，產(chǎn)品族中擴(kuò)展新的產(chǎn)品困難，需要修改抽象工廠的接口；增加了系統(tǒng)的抽象性和理解難度。抽象工廠模式定義確保一個(gè)類只有一個(gè)實(shí)例，并提供一個(gè)全局訪問點(diǎn)。應(yīng)用場(chǎng)景要求生產(chǎn)唯一序列號(hào)；WEB中的計(jì)數(shù)器，不用每次刷新都在數(shù)據(jù)庫(kù)里加一次，用單例先緩存起來；創(chuàng)建的一個(gè)對(duì)象需要消耗的資源過多，比如I/O與數(shù)據(jù)庫(kù)的連接等。優(yōu)點(diǎn)在內(nèi)存里只有一個(gè)實(shí)例，減少了內(nèi)存的開銷，尤其是頻繁的創(chuàng)建和銷毀實(shí)例（比如管理學(xué)院首頁(yè)頁(yè)面緩存）；避免對(duì)資源的多重占用（比如寫文件操作）。缺點(diǎn)一般沒有接口，擴(kuò)展很困難，若要擴(kuò)展，除了修改代碼基本上沒有第二種途徑可以實(shí)現(xiàn)。單例模式定義應(yīng)用場(chǎng)景優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)建造者模式01020304將一個(gè)復(fù)雜對(duì)象的構(gòu)建與它的表示分離，使得同樣的構(gòu)建過程可以創(chuàng)建不同的表示。需要生成的對(duì)象具有復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)；需要生成的對(duì)象內(nèi)部屬性本身相互依賴。建造者獨(dú)立，易擴(kuò)展；便于控制細(xì)節(jié)風(fēng)險(xiǎn)。產(chǎn)品必須有共同點(diǎn)，范圍有限制；如內(nèi)部變化復(fù)雜，會(huì)有很多的建造類。04結(jié)構(gòu)型設(shè)計(jì)模式應(yīng)用CHAPTER將一個(gè)類的接口轉(zhuǎn)換成客戶希望的另外一個(gè)接口，使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的那些類能一起工作。概念系統(tǒng)需要使用現(xiàn)有的類，而此類的接口不符合系統(tǒng)的需要；想要建立一個(gè)可以重復(fù)使用的類，用于與一些彼此之間沒有太大關(guān)聯(lián)的一些類，包括一些可能在將來引進(jìn)的類一起工作。應(yīng)用場(chǎng)景適配器模式概念將抽象部分與它的實(shí)現(xiàn)部分分離，使它們都可以獨(dú)立地變化。應(yīng)用場(chǎng)景不希望使用繼承或因?yàn)槎鄬哟卫^承導(dǎo)致系統(tǒng)類的個(gè)數(shù)急劇增加；一個(gè)類存在兩個(gè)獨(dú)立變化的維度，且這兩個(gè)維度都需要進(jìn)行擴(kuò)展。橋接模式組合模式概念將對(duì)象組合成樹形結(jié)構(gòu)以表示“部分-整體”的層次結(jié)構(gòu)，使得客戶對(duì)單個(gè)對(duì)象和復(fù)合對(duì)象的使用具有一致性。應(yīng)用場(chǎng)景想表示對(duì)象的部分-整體層次結(jié)構(gòu)，如樹形菜單、文件和文件夾的管理；希望用戶忽略組合對(duì)象與單個(gè)對(duì)象的不同，用戶將統(tǒng)一地使用組合結(jié)構(gòu)中的所有對(duì)象。裝飾器模式動(dòng)態(tài)地給一個(gè)對(duì)象添加一些額外的職責(zé)，就增加功能來說，裝飾器模式相比生成子類更為靈活。概念在不影響其他對(duì)象的情況下，以動(dòng)態(tài)、透明的方式給單個(gè)對(duì)象添加職責(zé)；處理那些可以撤消的職責(zé)；當(dāng)不能采用繼承的方式對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)充或者采用繼承不利于系統(tǒng)擴(kuò)展和維護(hù)時(shí)。應(yīng)用場(chǎng)景05行為型設(shè)計(jì)模式應(yīng)用CHAPTER定義觀察者模式是一種行為設(shè)計(jì)模式，允許對(duì)象（稱為觀察者）訂閱另一個(gè)對(duì)象（稱為主題）的行為。當(dāng)主題的狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，所有依賴它的對(duì)象都會(huì)得到通知并自動(dòng)更新。應(yīng)用場(chǎng)景適用于當(dāng)一個(gè)對(duì)象的狀態(tài)改變需要自動(dòng)通知其他對(duì)象，而不需要明確知道它們是誰的場(chǎng)景。例如，GUI中的按鈕點(diǎn)擊事件，當(dāng)按鈕被點(diǎn)擊時(shí)，需要通知并更新相關(guān)的界面元素。優(yōu)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了觀察者和主題之間的松耦合，使得它們可以獨(dú)立地改變和復(fù)用；同時(shí)，觀察者模式支持廣播通信，可以方便地通知多個(gè)對(duì)象。缺點(diǎn)如果觀察者數(shù)量過多或者更新操作過于頻繁，可能會(huì)導(dǎo)致性能問題；同時(shí)，觀察者模式?jīng)]有明確的順序控制，可能導(dǎo)致通知順序的混亂。01020304觀察者模式定義策略模式是一種行為設(shè)計(jì)模式，允許在運(yùn)行時(shí)根據(jù)客戶端的請(qǐng)求選擇算法的行為。它定義了一系列算法，并將每個(gè)算法封裝起來，使它們可以相互替換。適用于有多種算法可供選擇，且客戶端需要根據(jù)不同情況選擇使用不同算法的場(chǎng)景。例如，排序算法的選擇，根據(jù)不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和排序需求選擇不同的排序算法。提供了對(duì)算法的靈活選擇和使用，使得算法可以獨(dú)立于使用它的客戶端而變化；同時(shí)，策略模式避免了使用大量的條件語句，提高了代碼的可讀性和可維護(hù)性。如果策略數(shù)量過多或者策略之間的差異性不大，可能會(huì)導(dǎo)致代碼的冗余和復(fù)雜性增加。應(yīng)用場(chǎng)景優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)策略模式命令模式是一種行為設(shè)計(jì)模式，將請(qǐng)求封裝為一個(gè)對(duì)象，從而讓你使用不同的請(qǐng)求把客戶端與服務(wù)端操作解耦。它提供了一種將請(qǐng)求發(fā)送者和接收者解耦的機(jī)制。定義適用于需要實(shí)現(xiàn)請(qǐng)求的參數(shù)化、隊(duì)列化、撤銷/重做等功能的場(chǎng)景。例如，GUI中的菜單項(xiàng)點(diǎn)擊事件，可以將點(diǎn)擊事件封裝為命令對(duì)象，實(shí)現(xiàn)撤銷/重做等功能。應(yīng)用場(chǎng)景實(shí)現(xiàn)了請(qǐng)求發(fā)送者和接收者之間的解耦，使得它們可以獨(dú)立地改變和復(fù)用；同時(shí)，命令模式支持請(qǐng)求的隊(duì)列化和撤銷/重做等功能，提高了系統(tǒng)的靈活性和可擴(kuò)展性。優(yōu)點(diǎn)如果命令數(shù)量過多或者命令之間的差異性不大，可能會(huì)導(dǎo)致代碼的冗余和復(fù)雜性增加；同時(shí)，命令模式可能會(huì)增加系統(tǒng)的復(fù)雜性和理解難度。缺點(diǎn)命令模式責(zé)任鏈模式是一種行為設(shè)計(jì)模式，允許對(duì)象在運(yùn)行時(shí)接收請(qǐng)求并決定是否處理它。如果不處理該請(qǐng)求，則將其傳遞給鏈中的下一個(gè)對(duì)象進(jìn)行處理。定義適用于有多個(gè)處理對(duì)象可以處理同一請(qǐng)求，但具體處理對(duì)象需要在運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)確定的場(chǎng)景。例如，異常處理機(jī)制中的異常處理器鏈，根據(jù)異常類型動(dòng)態(tài)選擇合適的處理器進(jìn)行處理。應(yīng)用場(chǎng)景實(shí)現(xiàn)了請(qǐng)求發(fā)送者和接收者之間的解耦，使得它們可以獨(dú)立地改變和復(fù)用；同時(shí)，責(zé)任鏈模式支持動(dòng)態(tài)地添加或刪除處理對(duì)象，提高了系統(tǒng)的靈活性和可擴(kuò)展性。優(yōu)點(diǎn)如果鏈中處理對(duì)象的數(shù)量過多或者處理邏輯過于復(fù)雜，可能會(huì)導(dǎo)致性能問題和理解難度增加；同時(shí)，責(zé)任鏈模式可能會(huì)導(dǎo)致請(qǐng)求的處理結(jié)果不可預(yù)測(cè)或者難以控制。缺點(diǎn)責(zé)任鏈模式06設(shè)計(jì)模式優(yōu)缺點(diǎn)分析CHAPTERVS設(shè)計(jì)模式強(qiáng)調(diào)將系統(tǒng)拆分為獨(dú)立的、可重用的模塊，每個(gè)模塊具有明確定義的接口和功能。這使得模塊之間的耦合度降低，便于單獨(dú)測(cè)試和修改，從而提高了系統(tǒng)的可維護(hù)性。遵循開放封閉原則設(shè)計(jì)模式遵循開放封閉原則，即對(duì)擴(kuò)展開放，對(duì)修改封閉。這意味著在添加新功能時(shí)，無需修改現(xiàn)有代碼，只需擴(kuò)展現(xiàn)有模塊即可。這降低了維護(hù)成本，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。模塊化設(shè)計(jì)提高系統(tǒng)可維護(hù)性設(shè)計(jì)模式通過抽象類和接口定義了一組通用的、可擴(kuò)展的框架。這使得開發(fā)人員可以輕松地添加新的功能或修改現(xiàn)有功能，而無需對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行大規(guī)模的改動(dòng)。抽象化與接口設(shè)計(jì)模式提供了靈活性和可配置性，允許開發(fā)人員根據(jù)實(shí)際需求定制系統(tǒng)行為。這有助于應(yīng)對(duì)不斷變化的需求和業(yè)務(wù)場(chǎng)景，提高了系統(tǒng)的適應(yīng)性和可擴(kuò)展性。靈活性與可配置性增加系統(tǒng)可擴(kuò)展性簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)模式通過提供經(jīng)過驗(yàn)證的解決方案來簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)過程。這些解決方案針對(duì)常見問題提供了優(yōu)雅的、易于理解的設(shè)計(jì)方案，從而降低了系統(tǒng)的復(fù)雜性。提高代碼質(zhì)量設(shè)計(jì)模式強(qiáng)調(diào)編寫高質(zhì)量、易于理解的代碼。這有助于減少錯(cuò)誤和缺陷，提高代碼的可讀性和可維護(hù)性，進(jìn)一步降低了系統(tǒng)的復(fù)雜性。降低系統(tǒng)復(fù)雜性對(duì)于不熟悉設(shè)計(jì)模式的開發(fā)人員來說，需要花費(fèi)一定的時(shí)間和精力來學(xué)習(xí)和理解設(shè)計(jì)模式的概念和應(yīng)用。這可能會(huì)增加項(xiàng)目的開發(fā)時(shí)間和成本。如果不恰當(dāng)?shù)貞?yīng)用設(shè)計(jì)模式，可能會(huì)導(dǎo)致過度設(shè)計(jì)的問題。過度設(shè)計(jì)可能會(huì)增加系統(tǒng)的復(fù)雜性和開發(fā)成本，而不會(huì)對(duì)系統(tǒng)帶來實(shí)際的益處。因此，在應(yīng)用設(shè)計(jì)模式時(shí)需要謹(jǐn)慎考慮其適用性和必要性。學(xué)習(xí)成本過度設(shè)計(jì)可能增加開發(fā)成本07設(shè)計(jì)模式應(yīng)用場(chǎng)景選擇CHAPTER

根據(jù)問題類型選擇合適的設(shè)計(jì)模式創(chuàng)建型模式解決對(duì)象創(chuàng)建的問題，如單例、工廠、建造者等模式，適用于需要控制對(duì)象創(chuàng)建過程或優(yōu)化系統(tǒng)性能的場(chǎng)景。結(jié)構(gòu)型模式解決類或?qū)ο蟮慕M合和組裝問題，如代理、適配器、裝飾器等模式，適用于需要提高系統(tǒng)靈活性、可擴(kuò)展性和可維護(hù)性的場(chǎng)景。行為型模式解決類或?qū)ο笾g的交互和通信問題，如觀察者、策略、狀態(tài)等模式，適用于需要優(yōu)化系統(tǒng)行為、提高代碼可讀性和可測(cè)試性的場(chǎng)景。在分層架構(gòu)中，可以使用工廠模式、依賴注入模式等來降低層與層之間的耦合度，提高系統(tǒng)的可維護(hù)性和可擴(kuò)展性。分層架構(gòu)在分布式系統(tǒng)中，可以使用遠(yuǎn)程代理模式、消息隊(duì)列模式等來實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程服務(wù)調(diào)用和異步通信，提高系統(tǒng)的性能和可靠性。分布式系統(tǒng)選擇團(tuán)隊(duì)熟悉和擅長(zhǎng)的技術(shù)棧來實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)模式，可以提高開發(fā)效率和代碼質(zhì)量。團(tuán)隊(duì)技術(shù)?？紤]系統(tǒng)架構(gòu)和團(tuán)隊(duì)技術(shù)棧業(yè)務(wù)需求根據(jù)業(yè)務(wù)需求和功能特點(diǎn)來選擇合適的設(shè)計(jì)模式，如電商系統(tǒng)中的購(gòu)物車可以采用觀察者模式來實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)價(jià)格計(jì)算和庫(kù)存更新。場(chǎng)景特點(diǎn)考慮場(chǎng)景的特點(diǎn)和約束條件來選擇合適的設(shè)計(jì)模式，如在性能要求較高的場(chǎng)景下可以選擇單例模式來減少對(duì)象創(chuàng)建開銷。結(jié)合實(shí)際業(yè)務(wù)需求和場(chǎng)景特點(diǎn)進(jìn)行選擇08總結(jié)與展望CHAPTER92模式概念的基本原理92模式是一種基于經(jīng)驗(yàn)總結(jié)和歸納得出的設(shè)計(jì)模式，它強(qiáng)調(diào)將問題域中的概念抽象為類和對(duì)象，通過類和對(duì)象之間的交互來實(shí)現(xiàn)問題的求解。92模式包括9種基本設(shè)計(jì)模式和2種擴(kuò)展設(shè)計(jì)模式，每種模式都有其特定的應(yīng)用場(chǎng)景和解決方法。要點(diǎn)一要點(diǎn)二設(shè)計(jì)模式應(yīng)用總結(jié)通過學(xué)習(xí)和實(shí)踐，我們深入了解了各種設(shè)計(jì)模式的應(yīng)用場(chǎng)景和優(yōu)缺點(diǎn)。例如，單例模式用于確保系統(tǒng)中某個(gè)類只有一個(gè)實(shí)例，并且該實(shí)例易于全局訪問；工廠模式用于創(chuàng)建對(duì)象時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)客戶端的透明化