软件设计技术-模式简介
软件设计模式及其使用
文章编 号： １ ０ ０ ７ — ９ ４ １ ６ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ４ — ０ １ ９ ４ — ０ １
关于模式这个概念 ， 最早的时候是在城市建筑领域 当中出现 的， 而Ｃ ｈ ｒ ｉ ｓ ｔ ｏ ｐ ｈ ｅ ｒ Ａｌ ｅ ｘ ａ ｎ ｄ ｅ ｒ Ｉ Ｉ ］ 所写的一本 关于建筑 的书中对模 式这一概念有 明确的定义 ， 其大概含义是说每一个模式都是描述我 们 周 围发 生 的 事 情 ， 并 对 发 生 的 问题 进 行 合 理 的解 释 ， 使得 利用 这 个模 式就可以重复的解决类似的 问题 。 Ｃ ｈ ｒ ｉ ｓ ｔ ｏ ｐ ｈ ｅ ｒ Ａｌ ｅ ｘ ａ ｎ ｄ ｅ ｒ ￣ Ｊ ｌ 用他所得出的模式这个概念解决 了建筑领域 中的一些 问题 ， 模式这 概 念发展到现在 ， 已经逐渐成为计算机领域当中独有 的概念了 。 术
软件设计模式及其使用
罗 兴 荣
ｆ 恩施职 业技 术 学院 湖北 恩施 ４ ４ ５ ０ ０ ０ ）
摘要： 在计 算机 软件快速 发展 的今天， 软件设计模 式在计 算机程序 设计的运 用 中越 来越 重要 。 软件设 计模式按 其 完成 工作 的种 类可分为 了创 建 型的模 式 、 结 构型 的模 式 以及行 为 型的模 式。 在 实 际应 用 中根 据分 析研 究 问题 的结 果选择 和使 用合适 的软 件设 计模 式 。
一
１软件 设计模 式 分类
对软件设计模 式的分类有许多不同的方法 ， 在这里主要是根据 模式在计算机软件设计中能够完成何种种类 的工作来决定的， 大致 可以分为创建型的模 式、 结构型的模式 以及行为型的模式这三种类 型。 而当模式运用于不同因素 的时候又可以分 为不 同的类型 ， 运用 于类的时候可 以分为类模式 ， 运用于对象 的时候 可以分为 对象模 式。 所 谓 类模 式就 是处 理 系 统 中的 类 与 子 类之 间关 系 的 模 式 ， 这 些 关系可 以通过继承的形式来建立， 静态 的类模 式在进行编译 的时候 便要确定下来 ； 所谓对象模式 ， 就是处理对象之 间关系的模式 ， 这些 关系在系统运行的时候是能够不断变化的， 所以对象模式是动态的 模式 。 第一 ， 创建型的软件设计模式。 创建型的设计模 式是和对象的 创建 有 着 十分 必 然 的 关 系 ， 也 就 是说 ， 在描 述 创 建对 象 的 时候 ， 要 将 对象创建过程 的具体细节进行隐藏设计 ， 使得系统程序代码 能够不 依赖 具体的对象 。 所以当我们需要在系统 中增加一个新的对象的时 候， 是不需要修改系统 的源代码的 。 创建型的类模式需要将对象 当 中的部分在子类当中进行延迟性的创建工作 ， 而创建型的对象模式 则是将对象的部分在另一个对象 中进行延迟性 的创建 。 第二 ， 结构型的软件设计模式 。 结构型 的软件设计模 式是处理 类的和处理对象的设计模式的组合形式 ， 也就是能够描述类与对象 之间的大 的结构如何组建起来 ， 并且在组建之后还能够拥有新 的功 能的 一种 模 式 。 结 构 型 的类 模 式是 采 用 继承 性 的机 制 来对 类进 行 组 合。 而 结 构 型 的对 象 模 式 则 是 能 够 描述 对 象 之 间 的 组 装 方 式 。 第三 ， 行为型的软件设计模式 。 所谓行为型的软件设计模式所 描述 的是算法和对象之间所拥有的任务或者职责的分配情况 ， 这其 中不 仅包 括 所 需要 的类 或者 对 象 需 要 的设 计 模 式 ， 还包 括 类 和对 象 之间需要 的通讯模 式。 这些模式的存在使得系统运行过程中难 以追 踪的十分复杂的控 制流得到了良好的刻画。 行为型的软件设计模式 是使用继承机制来对类进行必要的分配工作 ， 而在使用对象的时候 是使用对象 的复合而并非继承， 所要描述的是一组对象是如何在合 作的情 况下完成 单独的对象 无法 独 自完成的任务。
软件设计的介绍
软件设计的介绍
软件设计是指在开发软件过程中，根据需求和目标，对软件系统进行规划、设计和构建的过程。
它是软件开发的关键环节之一，决定着软件系统的结构、功能和性能。
软件设计的主要目标是实现一个高质量、可靠、易维护和可扩展的软件系统。
在软件设计中，需要考虑到系统的结构，包括模块化和组件化的设计，以及各模块之间的接口和交互方式。
同时，还需要确定系统的功能和行为，定义数据结构和算法，并优化系统的性能和资源利用率。
在软件设计过程中，常用的方法包括面向对象设计、结构化设计、数据流图设计等。
面向对象设计强调将系统分解为对象，通过类、继承和多态来描述对象之间的关系；结构化设计则注重将系统分解为模块，通过层次化和模块化的方式进行设计；数据流图设计则通过分析系统中的数据流和处理过程来设计系统的结构和行为。
软件设计需要综合考虑多个因素，包括功能需求、性能要求、用户体验、安全性等。
在设计过程中，需要进行需求分析、概要设计和详细设计等阶段，并使用相关工具和技术来支持设计过程，如UML建模工具、设计模式、代码生成工具等。
总之，软件设计是软件开发过程中至关重要的一环，通过合理的设计可以提高软件系统的质量和可维护性，满足用户需求，并为后续的开发和测试工作奠定基础。
软件开发与维护的关键技术探讨
软件开发与维护的关键技术探讨在当今科技高速发展的时代，软件开发与维护已经成为了人类社会不可或缺的一部分。
而在软件开发与维护的过程中，存在着许多关键技术。
这些技术涉及到软件的设计、开发、测试、部署、维护等方面，是保证软件质量和稳定性的重要保障。
在本文中，我们将探讨软件开发与维护的关键技术，并阐述它们对软件开发与维护的重要性。
一、软件设计技术软件设计是软件开发的第一步，也是最为关键的一步。
软件设计技术包括面向对象设计、软件架构设计、设计模式等方面。
其中，面向对象设计是软件设计中最常用的一种方法。
它将真实世界中的事物抽象成对象，通过对象之间的交互和关联来完成软件功能。
软件架构设计则是指将软件按层次分解，形成软件的整体框架。
设计模式则是一套经过实践验证的解决问题的方法论。
这些软件设计技术可以帮助开发人员建立清晰、灵活、可扩展的软件架构，从而提高软件的可维护性和易扩展性。
二、软件开发技术软件开发技术包括代码编写、调试、优化等方面。
代码编写是软件开发的核心，也是重中之重。
此时开发人员需要熟练掌握各种编程语言，并遵循良好的编程规范，保证代码的清晰、规范、易读。
同时，开发人员需要进行不断的测试和调试，以保证代码的正确性和稳定性。
在优化阶段，开发人员需要对代码进行不断的优化，使得软件能够更快、更稳定地运行，从而提高用户体验。
三、软件测试技术软件测试是软件开发过程中重要的质量保障手段。
软件测试技术包括黑盒测试、白盒测试、性能测试、安全测试等方面。
黑盒测试是指不考虑内部实现的测试。
白盒测试则是针对软件内部的逻辑结构进行测试。
性能测试则是测试软件的响应速度、并发处理等方面。
安全测试则是保护软件不被恶意攻击的一项重要工作。
测试技术的优良与否直接影响着软件的质量和稳定性。
四、软件部署技术软件部署是将软件推向用户的一项工作，也是软件开发的一个重要环节。
软件部署技术包括软件包制作、软件配置、测试环境搭建等方面。
在软件部署时，开发人员需要确保软件包含所有的必要文件和库，以便软件能够顺利运行。
软件设计师教程
软件设计师教程简介软件设计师是一个关键的职位，负责开发和实现软件解决方案。
他们需要掌握各种编程语言和工具，并且具备良好的逻辑思维能力和问题解决能力。
本教程将介绍软件设计师的基本知识和技能，并提供一些实用的建议和指导，帮助您成为一名优秀的软件设计师。
目录1.软件设计师的职责和技能要求2.开发软件解决方案的流程3.关键的软件设计原则4.常用的设计模式5.使用流行的开发工具和框架6.软件设计师的职业发展和学习资源软件设计师的职责和技能要求作为一名软件设计师，您需要具备以下基本职责和技能：•理解客户需求和业务目标，设计和开发软件解决方案；•使用合适的编程语言和工具，实现软件功能；•编写高质量的代码，进行代码测试和调试；•参与软件项目的需求分析和风险评估；•需要具备良好的沟通和团队合作能力。
开发软件解决方案的流程开发软件解决方案的流程通常包括以下几个阶段：1.需求分析：与客户合作，了解业务需求和功能需求，并将其转化为可执行的软件要求。
2.设计：基于软件需求，设计软件架构和系统接口。
3.编码：使用所选的编程语言和工具，实现软件功能。
4.测试：进行单元测试、集成测试和系统测试，以确保软件的功能和质量。
5.部署：将软件部署到目标环境中，确保其正常运行。
6.运维：监控和维护软件的正常运行，解决可能出现的问题。
关键的软件设计原则在进行软件设计时，有一些关键的原则需要遵循，以确保软件的可靠性和可扩展性。
1.单一职责原则：一个类应该只有一个引起它变化的原因。
2.开放-封闭原则：软件实体应该对扩展开放，对修改封闭。
3.里式替换原则：子类型必须能够替换掉它们的父类型。
4.依赖倒置原则：高层模块不应依赖于低层模块，两者应该依赖于抽象。
5.接口隔离原则：多个特定客户端接口要好于一个宽泛用途的接口。
6.迪米特法则：一个对象应该对其他对象有尽可能少的了解。
常用的设计模式设计模式是解决软件设计中常见问题的模板。
以下是一些常用的设计模式：1.单例模式：确保一个类只有一个实例，并提供全局访问点。
软件架构设计
软件架构设计软件架构设计是指在软件开发过程中确定系统的整体结构的活动。
它是将软件系统划分为各个模块，并规定这些模块之间的关系和交互方式的过程。
一个好的软件架构设计能够提高系统的可维护性、可扩展性和可重用性，从而有效地满足用户的需求。
本文将介绍软件架构设计的重要性、常用的架构设计模式以及一些设计原则和技术。
一、软件架构设计的重要性软件架构设计在软件开发过程中扮演着重要的角色。
它不仅决定了软件系统的整体结构，还直接影响到系统的性能、可维护性和可扩展性。
一个好的软件架构设计能够有效地分离关注点，使不同的模块之间职责明确，提高团队的协作效率。
此外，良好的软件架构设计还能够提供系统的高可用性和灵活性，为后续的功能迭代和系统升级打下良好的基础。
二、常用的架构设计模式在软件架构设计中，有一些常用的设计模式可以帮助开发人员解决一些常见的问题。
以下是几种常见的架构设计模式：1. 分层架构（Layered Architecture）：将系统分为多个层次，每个层次完成特定的功能。
这种架构模式可以降低系统的耦合度，提高系统的可维护性和可测试性。
2. 客户端-服务器模式（Client-Server Pattern）：将系统分为客户端和服务器两个部分，客户端发送请求，服务器进行处理并返回相应的结果。
这种架构模式可以提供良好的可扩展性和高并发性。
3. 多层架构（Multi-Tier Architecture）：将系统划分为多个层级，每个层级负责不同的功能。
这种架构模式可以提供高度的模块化和可扩展性，同时降低模块间的耦合度。
4. 事件驱动架构（Event-Driven Architecture）：通过事件的触发和处理来驱动系统的运行。
这种架构模式适用于需要实时响应和异步处理的系统。
三、设计原则和技术在进行软件架构设计时，还需要遵循一些设计原则和使用一些相关的技术来保证系统的质量和可维护性。
以下是一些常见的设计原则和技术：1. SOLID原则：SOLID原则是面向对象设计中的五个基本原则，包括单一职责原则、开放封闭原则、里氏替换原则、接口隔离原则和依赖倒置原则。
MVC设计模式简介
MVC设计模式简介MVC简介MVC的全名是Model View Controller，是模型(model)－视图(view)－控制器(controller)的缩写，是⼀种软件设计典范。
它是⽤⼀种业务逻辑、数据与界⾯显⽰分离的⽅法来组织代码，将众多的业务逻辑聚集到⼀个部件⾥⾯，在需要改进和个性化定制界⾯及⽤户交互的同时，不需要重新编写业务逻辑，达到减少编码的时间。
MVC开始是存在于桌⾯程序中的，M是指业务模型，V是指⽤户界⾯，C则是控制器。
使⽤的MVC的⽬的：在于将M和V的实现代码分离，从⽽使同⼀个程序可以使⽤不同的表现形式。
⽐如Windows系统资源管理器⽂件夹内容的显⽰⽅式，下⾯两张图中左边为详细信息显⽰⽅式，右边为中等图标显⽰⽅式，⽂件的内容并没有改变，改变的是显⽰的⽅式。
不管⽤户使⽤何种类型的显⽰⽅式，⽂件的内容并没有改变，达到M和V分离的⽬的。
在⽹页当中，V即View视图是指⽤户看到并与之交互的界⾯。
⽐如由html元素组成的⽹页界⾯，或者软件的客户端界⾯。
MVC的好处之⼀在于它能为应⽤程序处理很多不同的视图。
在视图中其实没有真正的处理发⽣，它只是作为⼀种输出数据并允许⽤户操纵的⽅式。
M即model模型是指模型表⽰业务规则。
在MVC的三个部件中，模型拥有最多的处理任务。
被模型返回的数据是中⽴的，模型与数据格式⽆关，这样⼀个模型能为多个视图提供数据，由于应⽤于模型的代码只需写⼀次就可以被多个视图重⽤，所以减少了代码的重复性。
C即controller控制器是指控制器接受⽤户的输⼊并调⽤模型和视图去完成⽤户的需求，控制器本⾝不输出任何东西和做任何处理。
它只是接收请求并决定调⽤哪个模型构件去处理请求，然后再确定⽤哪个视图来显⽰返回的数据。
下图说明了三者之间的调⽤关系。
⽤户⾸先在界⾯中进⾏⼈机交互，然后请求发送到控制器，控制器根据请求类型和请求的指令发送到相应的模型，模型可以与数据库进⾏交互，进⾏增删改查操作，完成之后，根据业务的逻辑选择相应的视图进⾏显⽰，此时⽤户获得此次交互的反馈信息，⽤户可以进⾏下⼀步交互，如此循环。
软件工程模式
瀑布模型（Wat工程模式应用到软件工程中得来的 是一种最古老和使用最广泛的传统工程模式 瀑布模型的实质 是面向阶段的和线性的开发策略 把一个项目开发分成几个阶段：由系统需求分析开始，然后是软件需求分析、设计、编码、测试和维护 除了确认和验证外，其他所有阶段都是当它的前一阶段完成以后才能开始 而实际上大多数情况是难以做到的，甚至是不可能的 瀑布模型的适用范围 这种模型在科学计算、嵌入式和实时控制软件中使用很好，但在商业数据处理等软件中却不适用，
OO演化开发生存期
主要特点
中间部分的设计和编码循环为快速更新代码生成提供了基础，这是原型开发生存期的精髓 这种迭代过程有利于减少软件开发的风险
OOSE迭代生存期
主要特点
类似于原型开发中的增量模型 不同的是下一个增量的分析阶段可以与当前增量的实现阶段重叠
统一的软件开发过程
关于统一的软件开发过程
三类原型开发方法
根据应用不同，原型开发可分为： 抛弃式原型的最大用处是辅助分析和确定用户 需求，及解决系统任何部位的不确定性问题 演化式原型可以作为一种开发方法，用于对付 系统频繁更改最有效的方法。与抛弃式原型不 同，利用演化能成为最终系统 增量式原型开发与演化式原型不同，它是建立 在软件总体设计基础上的。可以作为瀑布模型 开发的补充
软件开发过程总结
软件开发过程都要经过三个典型阶段 定义（definition）阶段：开发人员要弄清软件做什么；分为三个基础步骤：系统分析、软件项目计划、需求分析 开发（development）阶段：开发人员要确定软件怎么做；有三个步骤：软件设计、编码、测试 维护（maintenance）阶段：对各种修改进行再定义和再开发；分为三种类型：改正、适应、完善
01 C#设计模式-设计模式概述-1
设计模式的诞生与发展
设计模式的发展
从1995年至今，设计模式在软件开发中得以广泛应用，在 Sun的Java SE/Java EE平台和Microsoft的.NET平台设计 中应用了大量的设计模式
• 轻量级框架：Struts、Spring、Hibernate、JUnit、NHibernate、 NUnit …… • 语言：C++、Java、C#、Objective-C、 、Smalltalk、PHP、 Delphi、JavaScript、Ruby…… • 得到越来越多的企业和高校的关注与重视 • 越来越多的书籍和网站
设计模式的诞生与发展
设计模式的发展
1987年，Kent Beck和Ward Cunningham借鉴Alexander的模式思想 在程序开发中开始应用一些模式 ，在OOPSLA会议上发表了他们的成果 1990年，OOPSLA与ECOOP联合举办，Erich Gamma和Richard Helm 等人开始讨论有关模式的话题(Bruce Anderson主持)，“四人组” 正式 成立，并开始着手进行设计模式的分类整理工作 1991 年，OOPSLA，Bruce Anderson主持了首次针对设计模式的研讨 会 1992 年，OOPSLA ，Anderson再度主持研讨会，模式已经逐渐成为人 们讨论的话题 注: OOPSLA (Object-Oriented Programming, Systems, Languages & Applications，面向对象编程、系统、语言和应用大会)，编程语言及 软件工程国际顶级会议，2010年改为SPLASH --- Systems, Programming, Languages and Applications: Software for Humanity
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设计模式的原则
• 里氏代换原则 如果调用的是父类的话，那 么换成子类也完全可以就是在一个新的对象 里面使用一些已有的对象，使之成为新对 象的一部分； • 新的对象通过向这些对象的委派达到复用 已有功能的目的。 • 它的设计原则是；要尽量使用合成/聚合， 尽量不要使用继承。
设计模式的原则
• 依赖倒转原则 抽象不应该依赖于细节，细 节应当依赖于抽象。 • 要针对接口编程，而不是针对实现编程。 • 传递参数，或者在组合聚合关系中，尽量 引用层次高的类。 • 主要是在构造对象时可以动态的创建各种 具体对象
设计模式的原则
• 接口隔离原则 定制服务的例子，每一个接口应该 是一种角色，不多不少，不干不该干的事，该干 的事都要干 • “不应该强迫客户依赖于它们不用的方法。接口 属于客户，不属于它所在的类层次结构。” • 不要强迫客户使用它们不用的方法，如果强迫用 户使用它们不使用的方法，那么这些客户就会面 临由于这些不使用的方法的改变所带来的改变。
软件设计技术
设计模式
定义
• （Design pattern）是一套被反复使用、 多数人知晓的、经过分类编目的、代码设 计经验的总结。 • 使用设计模式是为了可重用代码、让代码 更容易被他人理解、保证代码可靠性。 • 毫无疑问，设计模式于己于他人于系统都 是多赢的，设计模式使代码编制真正工程 化。
来源
设计模式和框架
• 可复用面向对象软件系统现在一般划分为两大类： 应用程序工具箱和框架(Framework)，我们平时 开发的具体软件都是应用程序，Java的API属于 工具箱；而框架是构成一类特定软件可复用设计 的一组相互协作的类。 • 框架通常定义了应用体系的整体结构类和对象的 关系等等设计参数，以便于具体应用实现者能集 中精力于应用本身的特定细节。框架主要记录软 件应用中共同的设计决策，框架强调设计复用， 因此框架设计中必然要使用设计模式。
设计模式的原则
• 抽象类 • 抽象类不会有实例，一般作为父类为子类 继承，一般包含这个系的共同属性和方法。 • 注意：好的继承关系中，只有叶节点是具 体类，其他节点应该都是抽象类，也就是 说具体类是不被继承的。将尽可能多的共 同代码放到抽象类中。
设计模式的原则
• 迪米特法则 最少知识原则。 • 不要和陌生人说话。 • 一个软件实体应当尽可能少的与其他实体 发生相互作用。每一个软件单位对其他的 单位都只有最少的知识，而且局限于那些 与本单位密切相关的软件单位。
设计模式的原则
• 开闭原则 模块应对扩展开放，而对修改关闭 • 模块应尽量在不修改原(是“原”，指原来的代码) 代码的情况下进行扩展。 • 软件系统中包含的各种组件，例如模块、类以及 功能等等，应该在不修改现有代码的基础上，引 入新功能。开闭原则中“开”，是指对于组件功 能的扩展是开放的，是允许对其进行功能扩展的； 开闭原则中“闭”，是指对于原有代码的修改是 封闭的，即不应该修改原有的代码。
• GoF（“四人帮”，又称Gang of Four，即 Erich Gamma, Richard Helm, Ralph Johnson & John Vlissides四人）的《设计模 式》，原名《Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software》 （1995年出版，出版社：Addison Wesly Longman.Inc），第一次将设计模式提升到理论 高度，并将之规范化。该书提出了23种基本设计 模式。时至今日，在可复用面向对象软件的发展 过程中，新的设计模式仍然不断出现。