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1、基本概念 基本要素 模式分類 實例,第十九講 設(shè)計模式（Design Patterns）,在面向?qū)ο蟮木幊讨?，軟件編程人員更加注重現(xiàn)有代碼的重用性和可維護性。 設(shè)計模式使人們可以更加簡單方便地重用成功的設(shè)計和體系結(jié)構(gòu)。將已證實的技術(shù)表述成設(shè)計模式也會使新系統(tǒng)開發(fā)者更加容易理解其設(shè)計思路。 A pattern is an idea that has been useful in one practical context and will probably be useful in others. -Martin Fowler,設(shè)計模式 基本概念,一般而言，一個模式有四個基本要素 模式名稱（pa

2、ttern name） 問題（problem） 解決方案（solution） 效果（consequences）,設(shè)計模式 基本要素,模式名稱（pattern name） 一個助記名，它用一兩個詞來描述模式的問題、解決方案和效果。命名一個新的模式增加了我們的設(shè)計詞匯。設(shè)計模式允許我們在較高的抽象層次上進行設(shè)計?；谝粋€模式詞匯表，我們自己以及同事之間就可以討論模式并在編寫文檔時使用它們。模式名可以幫助我們思考，便于我們與其他人交流設(shè)計思想及設(shè)計結(jié)果。找到恰當(dāng)?shù)哪Ｊ矫彩俏覀冊O(shè)計模式編目工作的難點之一。,設(shè)計模式 基本要素,設(shè)計模式 基本要素,問題（problem） 描述了應(yīng)該在何時使用模式。它解

3、釋了設(shè)計問題和問題存在的前因后果，它可能描述了特定的設(shè)計問題，如怎樣用對象表示算法等。也可能描述了導(dǎo)致不靈活設(shè)計的類或?qū)ο蠼Y(jié)構(gòu)。有時候，問題部分會包括使用模式必須滿足的一系列先決條件。,設(shè)計模式 基本要素,解決方案（solution） 描述了設(shè)計的組成成分，它們之間的相互關(guān)系及各自的職責(zé)和協(xié)作方式。因為模式就像一個模板，可應(yīng)用于多種不同場合，所以解決方案并不描述一個特定而具體的設(shè)計或?qū)崿F(xiàn)，而是提供設(shè)計問題的抽象描述和怎樣用一個具有一般意義的元素組合（類或?qū)ο蠼M合）來解決這個問題。,設(shè)計模式 基本要素,效果（consequences） 描述了模式應(yīng)用的效果及使用模式應(yīng)權(quán)衡的問題。盡管我們描述設(shè)計

4、決策時，并不總提到模式效果，但它們對于評價設(shè)計選擇和理解使用模式的代價及好處具有重要意義。軟件效果大多關(guān)注對時間和空間的衡量，它們也表述了語言和實現(xiàn)問題。因為復(fù)用是面向?qū)ο笤O(shè)計的要素之一，所以模式效果包括它對系統(tǒng)的靈活性、擴充性或可移植性的影響，顯式地列出這些效果對理解和評價這些模式很有幫助。,設(shè)計模式 模式分類,創(chuàng)建型模式 抽象的實例化過程 結(jié)構(gòu)型模式 如何組合類和對象以獲得更大的結(jié)構(gòu) 行為型模式 涉及到算法和對象間職責(zé)的分配,設(shè)計模式 模式分類,創(chuàng)建型模式 Abstract Factory：抽象工廠 Builder：生成器 Factory Method：工廠方法 ProtoType：原型

5、Singleton：單實例,設(shè)計模式 模式分類,結(jié)構(gòu)型模式 MVC ：模型-視圖-控制器 Adapter：適配器 Bridge：橋接 Composite：組成 Decorator：裝飾 Facade：外觀 Flyweight：享元 Proxy：代理,設(shè)計模式 模式分類,行為型模式 Chain of Responsibility：責(zé)任鏈 Command：命令 Interpreter：解釋器 Iterator：迭代器 Mediator：中介者 Memento：備忘錄 Observer：觀察者 State：狀態(tài) Strategy：策略 Template Method：模板方法 Visotor：訪問者

6、,設(shè)計模式 實例：Singleton模式,意圖 考慮數(shù)據(jù)共享和封裝，保證一個類僅有一個實例，并在提供各種公共操作的基礎(chǔ)上提供一個該實例的全局訪問方法。 動機 對于某些系統(tǒng)，有些類里封裝了一些公共的、共享的信息，比如日志文件記錄器，數(shù)據(jù)緩沖區(qū)等，如果允許這些類有多個實例，那么，很容易造成這些信息的完整性被破壞，或者，由于同步操作，會造成系統(tǒng)的性能降低。因此，對這些類，只允許一個實例存在。,要想保證一個類只有一個實例，需要做到： 必須能夠?qū)嵗@個類 必須阻止其它的類來隨意實例化這個類 有了這個實例以后，需要提供一個該實例的全局訪問方法，這和該實例的保存位置有關(guān)。,設(shè)計模式 實例：Singleto

7、n模式,設(shè)計模式 實例：Singleton模式,適用性 在下列情況下可使用Singleton模式： 當(dāng)類只能有一個實例且客戶可以從一個公共方法訪問它時。 當(dāng)這個唯一實例應(yīng)該是可通過子類繼承來擴展的，并且客戶應(yīng)該無需更改代碼就能使用一個子類的實例時。,結(jié)構(gòu),設(shè)計模式 實例：Singleton模式,設(shè)計模式 實例：Singleton模式,示例一： public class Runtime private static Runtime currentRuntime = new Runtime(); private Runtime()/. public static Runtime getRuntim

8、e() return currentRuntime; . ,示例二： SingletonTest.java,Singleton模式優(yōu)點： 對唯一實例的受控訪問：因為Singleton類封裝它的唯一實例，所以它可以嚴(yán)格地控制客戶怎樣以及何時訪問它。 允許對操作和表示的精化： Singleton類可以有子類，而且用這個擴展類的實例來配置一個應(yīng)用是很容易的。你可以用你所需要的類的實例在運行時刻配置應(yīng)用。 比靜態(tài)方法（類操作）更靈活：另一種封裝單件功能的方式是使用靜態(tài)方法。但是，使用靜態(tài)方法需要考慮同步問題，也容易導(dǎo)致內(nèi)存數(shù)據(jù)不一致的問題。,設(shè)計模式 實例：Singleton模式,MVC概述 WEB應(yīng)

9、用的兩種開發(fā)模式 MVC操作順序 MVC優(yōu)點 MVC的適用性,設(shè)計模式 實例：MVC模式,MVC概述,設(shè)計模式 實例：MVC模式,MVC模式最初使用SmallTalk開發(fā)，后來在Swing組件庫中廣泛應(yīng)用。 該模式采用一個圖形化對象并將其任務(wù)分解成三部分: 控制器：觸發(fā)一個對組件的改變。 模型：提供修改、訪問數(shù)據(jù)的方法。 視圖：提供當(dāng)前數(shù)據(jù)的直觀顯示。,MVC概述,設(shè)計模式 實例：MVC模式,設(shè)計模式 實例：MVC模式,JSP + JavaBean,Model1的主要特點,表現(xiàn)層用HTML或JSP。 JSP文件還負責(zé)所有的業(yè)務(wù)和處理邏輯 JSP直接用代碼訪問數(shù)據(jù)或JSP通過JavaBean存取

10、數(shù)據(jù)。 以頁面為中心，應(yīng)用程序的業(yè)務(wù)邏輯和程序流程都在頁面中出現(xiàn)。 JSP要跳轉(zhuǎn)到別的頁面，通過超級鏈接或Form表單的action實現(xiàn)。,設(shè)計模式 實例：MVC模式,設(shè)計模式 實例：MVC模式,JSP不僅負責(zé)表示邏輯，還負責(zé)控制邏輯 大型項目中如果采取此方式，每個開發(fā)小組必須了解其它小組開發(fā)的所有頁面的詳細信息，否則對頁面的修改將會破壞應(yīng)用程序的流程。 當(dāng)輸出設(shè)備不同時（比如股票信息輸出到顯示器、手機、PDA上），需要采用不同的輸出格式(即不同的視圖)，那么用此方式JSP不僅要判定設(shè)備的類型，而且要為不同類型的設(shè)備提供正確的顯示格式。,Model1的缺點,設(shè)計模式 實例：MVC模式,JSP

11、+ JavaBean +Servlet,設(shè)計模式 實例：MVC模式,MVC模型,在一個典型的J2EE Web應(yīng)用中，MVC設(shè)計模式包括三個部分： 模型（Model）: 用于封裝數(shù)據(jù)，一般是關(guān)系數(shù)據(jù)庫或EJB。 視圖（View）: 數(shù)據(jù)的表現(xiàn)組件，通常就是JSP頁面，也可以是GUI，可以有多個。 控制器（Controller）: 接受用戶動作，負責(zé)統(tǒng)一管理。一般是Servlet。,在一個典型的企業(yè)級應(yīng)用中，經(jīng)常需要用多種類型的接口來支持多種類型的用戶。 比如，一個網(wǎng)上商店可能需要: 為網(wǎng)上顧客提供HTML前端， 為無線用戶提供WML前端， 為系統(tǒng)管理員提供JFC/Swing GUI， 為供應(yīng)商提

12、供基于XML的Web service。,設(shè)計模式 實例：MVC模式,MVC模型,設(shè)計模式 實例：MVC模式,MVC模型,Model含有應(yīng)用程序的功能核心，表示應(yīng)用程序的狀態(tài)，它不管View和Controller。 JavaBean就適合作為Model，可以用來設(shè)計應(yīng)用程序的大部分業(yè)務(wù)邏輯，能與數(shù)據(jù)庫或文件系統(tǒng)進行交互，負責(zé)維護應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)。,MVC模型：Model,設(shè)計模式 實例：MVC模式,MVC模型：View,設(shè)計模式 實例：MVC模式,View把應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)通過界面展示給用戶。 View可以讀取Model的數(shù)據(jù)，但不可修改。 當(dāng)用戶修改Model數(shù)據(jù)時，會通知View，以便用戶看到最

13、新的數(shù)據(jù)信息。 JSP用于實現(xiàn)此目的，開發(fā)者不用知道也不必去關(guān)心數(shù)據(jù)庫發(fā)生了什么變化或者業(yè)務(wù)邏輯的詳細情況。 注意：JSP中應(yīng)盡可能少地使用Java代碼。,MVC模型：Controller,設(shè)計模式 實例：MVC模式,控制器的作用是處理請求、創(chuàng)建JavaBean或創(chuàng)建供JSP使用的對象。通常，控制器還決定把用戶請求轉(zhuǎn)交給哪一個界面組件(View)。 用于對用戶的輸入進行響應(yīng)。 它創(chuàng)建Model并提供輸入。 Servlet可同時兼有Java和HTML代碼，可以接收來自客戶端的HTTP請求，根據(jù)此請求決定創(chuàng)建哪些必要的JavaBean，并能把Model的數(shù)據(jù)修改通知View。,在控制器被用戶觸發(fā)時，它將把變化傳達給模型； 模型改變該數(shù)據(jù)并將新數(shù)據(jù)推給適當(dāng)?shù)囊晥D 視圖接收新數(shù)據(jù)并以新的圖像或表格形式顯示數(shù)據(jù)。,MVC操作順序,設(shè)計模式 實例：MVC模式,將核心數(shù)據(jù)的存取、數(shù)據(jù)表示和控制邏輯三者分離開來，可針對多種用戶設(shè)計多個視圖，以便共享同樣的企業(yè)數(shù)據(jù)模型。 Web設(shè)計人員可以集中于使用JSP來開發(fā)UI表示數(shù)據(jù)，而代碼開發(fā)人員可以使用Servlet編寫執(zhí)行任務(wù)的代碼，這樣有利于縮短開發(fā)周期。,MVC的優(yōu)點,設(shè)計模式 實例：MVC模式,Web頁面需要根據(jù)用戶在運行時提