迭代器与组合模式(含源码)

合集下载

设计模式:常用设计模式及其应用

设计模式:常用设计模式及其应用

设计模式:常用设计模式及其应用设计模式是在软件设计中常见问题的解决方案的一种反复使用的经验总结。

它们是已经被证明有效的经典解决方案,可以帮助我们在开发过程中避免重复设计。

本文将介绍一些常用的设计模式及其应用。

1.单例模式单例模式是一个创建型的设计模式,它会确保一个类只有一个实例。

这在需要共享资源或控制唯一资源访问的场景下非常实用,例如线程池、日志记录器等。

2.工厂模式工厂模式是一种用于创建对象的创建型设计模式。

它定义了一个接口来创建对象,但将创建实例的过程延迟到子类中。

这样可以避免在代码中直接使用new操作符,增加了代码的灵活性和可维护性。

3.观察者模式观察者模式是一种行为型的设计模式,它定义了一对多的依赖关系。

当一个对象的状态发生变化时,它会自动通知它的依赖对象。

观察者模式常用于事件处理、GUI编程等场景。

4.装饰器模式装饰器模式是一种结构型的设计模式,它允许你通过将对象包装在一个装饰器对象中来动态地添加新的功能。

装饰器模式可以避免使用子类化的复杂性,提供了比继承更加灵活的方式来扩展功能。

5.策略模式策略模式是一种行为型的设计模式,它定义了一系列算法,并将每个算法封装在可以相互替换的策略对象中。

这使得算法可以独立于客户端的使用,提高了代码的灵活性。

6.适配器模式适配器模式是一种结构型的设计模式,它允许不兼容的接口之间进行适配。

适配器模式可以通过创建一个适配器类来实现两个不兼容接口之间的交互。

7. MVC模式MVC(Model-View-Controller)是一种架构模式,它将应用程序分为三个主要部分:模型、视图和控制器。

模型表示应用程序的数据和逻辑,视图负责显示数据,控制器接收用户输入并对模型和视图进行协调。

8.组合模式组合模式是一种结构型的设计模式,它将对象组合成树状结构以表示“整体/部分”层次结构。

组合模式使得用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性,可以用来处理树形结构的问题。

9.迭代器模式迭代器模式是一种行为型的设计模式,它提供一种访问容器中各个元素的方法,而不需要暴露容器的内部结构。

软件开发中的设计模式有哪些

软件开发中的设计模式有哪些

软件开发中的设计模式有哪些在软件开发的领域中,设计模式就像是一套经过实践检验的解决方案,帮助开发者更高效、更优雅地解决常见的问题。

它们是软件开发中的宝贵经验总结,为构建可维护、可扩展和灵活的软件系统提供了有力的支持。

接下来,让我们一起探索一下软件开发中常见的设计模式。

一、创建型设计模式1、单例模式(Singleton Pattern)单例模式确保一个类只有一个实例存在,并提供一个全局访问点来获取该实例。

这在某些情况下非常有用,比如一个系统中只需要一个数据库连接池或者一个日志记录器。

想象一下,如果多个线程同时创建多个数据库连接池实例,不仅会浪费资源,还可能导致混乱。

通过单例模式,我们可以保证只有一个实例存在,有效地管理资源。

2、工厂模式(Factory Pattern)当我们需要创建对象,但又不想让客户端直接与具体的类进行交互时,工厂模式就派上用场了。

它定义了一个用于创建对象的接口,让子类决定实例化哪一个类。

比如,在一个汽车生产厂中,有不同类型的汽车(轿车、SUV 等),我们可以通过一个工厂类根据需求来创建相应类型的汽车对象,而客户端只需要向工厂请求即可,无需关心具体的创建细节。

3、抽象工厂模式(Abstract Factory Pattern)抽象工厂模式提供了一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口,而无需指定它们具体的类。

例如,一个家具厂可能生产多种风格的家具(现代风格、古典风格),每种风格都有配套的椅子、桌子和沙发。

通过抽象工厂模式,我们可以根据用户选择的风格创建一整套家具,保证了风格的一致性和协调性。

4、建造者模式(Builder Pattern)建造者模式将一个复杂对象的构建与它的表示分离,使得同样的构建过程可以创建不同的表示。

比如构建一个电脑配置,我们可以有不同的 CPU、内存、硬盘等组件选择,通过建造者模式,可以清晰地定义构建的步骤和顺序,同时能够灵活地组合不同的组件来创建出各种不同配置的电脑。

组合模式和迭代器模式的对比

组合模式和迭代器模式的对比

组合模式和迭代器模式的对比组合模式和迭代器模式都是常用的设计模式,它们分别在不同的场景下使用,但也有一些相似之处。

本文将对两个模式进行对比,以便更好地理解它们的优缺点。

一、组合模式组合模式是一种结构型模式,它将对象组织成树形结构,以表示整体与部分的关系。

树的根节点是容器,叶子节点是单个的对象。

它们通过相同的接口来实现一致性,这种接口通常包括添加和删除节点、获取子节点及它们的属性等。

组合模式可以让客户端以相同的方式处理单个对象和组合对象。

举一个例子:假如有一个文件夹,它包含了很多文件和子文件夹,这就是一个典型的树形结构。

我们可以把文件夹、文件和子文件夹都看做是节点对象,它们都有属性和行为,如文件夹可以打开和关闭,文件可以读取数据等等。

我们可以把每个节点都抽象成一个类,并定义相同的接口,这样我们就可以对整个文件夹进行统一处理。

组合模式的优点在于,它能够以递归方式处理复杂的树形结构,让客户端代码变得简单。

客户端不需要关心对象是单个还是组合对象,只需要用类似的方式来处理它们。

此外,新加入的节点也很容易添加到树的某个位置之中。

二、迭代器模式迭代器模式是一种行为型模式,它提供了一种方式来访问集合对象的元素,而不需要暴露其内部表示。

迭代器将访问数据的过程从集合对象中分离出来,这样集合对象便可以与访问算法独立地变化。

迭代器模式通常有几个核心元素:迭代器接口、具体迭代器、集合接口和具体集合。

集合类管理元素,迭代器负责访问集合中的元素。

具体迭代器实现迭代器接口,提供遍历集合的方法,具体集合实现集合接口,提供创建迭代器的方法。

另外,迭代器模式还可以支持多种不同的遍历方式,如前序遍历、中序遍历、后序遍历等等。

这样,客户端可以根据自己的需求选择不同的遍历方式。

三、组合模式与迭代器模式的对比组合模式和迭代器模式都涉及到树形结构的遍历,但它们的实现方式有所不同。

组合模式允许我们递归地遍历整个树形结构,而迭代器模式则通过将遍历行为从集合类中分离出来来实现。

组合模式

组合模式

组合模式(Composite Pattern)动机(Motivate):组合模式有时候又叫做部分-整体模式,它使我们树型结构的问题中,模糊了简单元素和复杂元素的概念,客户程序可以向处理简单元素一样来处理复杂元素,从而使得客户程序与复杂元素的内部结构解耦。

意图(Intent):将对象组合成树形结构以表示“部分-整体”的层次结构。

Composite模式使得用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性。

-----------《设计模式》GOF结构图(Struct):生活中的例子:适用性:1.你想表示对象的部分-整体层次结构2.你希望用户忽略组合对象与单个对象的不同,用户将统一地使用组合结构中的所有对象。

代码实现:这里我们用绘图这个例子来说明Composite模式,通过一些基本图像元素(直线、圆等)以及一些复合图像元素(由基本图像元素组合而成)构建复杂的图形树。

在设计中我们对每一个对象都配备一个Draw()方法,在调用时,会显示相关的图形。

可以看到,这里复合图像元素它在充当对象的同时,又是那些基本图像元素的一个容器。

先看一下基本的类结构图:图中橙色的区域表示的是复合图像元素。

示意性代码:1public abstract class Graphics2 {3protected string _name;5public Graphics(string name)6 {7this._name = name;8 }9public abstract void Draw();10 }1112public class Picture : Graphics13 {14public Picture(string name)15 : base(name)16 { }17public override void Draw()18 {19//20 }2122public ArrayList GetChilds()23 {24//返回所有的子对象25 }26 }而其他作为树枝构件,实现代码如下:1public class Line:Graphics2 {3public Line(string name)4 : base(name)5 { }67public override void Draw()8 {9 Console.WriteLine("Draw a" + _name.ToString());10 }1213public class Circle : Graphics14 {15public Circle(string name)16 : base(name)17 { }1819public override void Draw()20 {21 Console.WriteLine("Draw a" + _name.ToString());22 }23 }2425public class Rectangle : Graphics26 {27public Rectangle(string name)28 : base(name)29 { }3031public override void Draw()32 {33 Console.WriteLine("Draw a" + _name.ToString());34 }35 }现在我们要对该图像元素进行处理:在客户端程序中,需要判断返回对象的具体类型到底是基本图像元素,还是复合图像元素。

设计模式主要分三个类型

设计模式主要分三个类型

设计模式主要分三个类型:创建型、结构型和行为型。

其中创建型有:一、Singleton,单例模式:保证一个类只有一个实例,并提供一个访问它的全局访问点二、Abstract Factory,抽象工厂:提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口,而无须指定它们的具体类。

三、Factory Method,工厂方法:定义一个用于创建对象的接口,让子类决定实例化哪一个类,Factory Method使一个类的实例化延迟到了子类。

四、Builder,建造模式:将一个复杂对象的构建与他的表示相分离,使得同样的构建过程可以创建不同的表示。

五、Prototype,原型模式:用原型实例指定创建对象的种类,并且通过拷贝这些原型来创建新的对象。

行为型有:六、Iterator,迭代器模式:提供一个方法顺序访问一个聚合对象的各个元素,而又不需要暴露该对象的内部表示。

七、Observer,观察者模式:定义对象间一对多的依赖关系,当一个对象的状态发生改变时,所有依赖于它的对象都得到通知自动更新。

八、Template Method,模板方法:定义一个操作中的算法的骨架,而将一些步骤延迟到子类中,TemplateMethod使得子类可以不改变一个算法的结构即可以重定义该算法得某些特定步骤。

九、Command,命令模式:将一个请求封装为一个对象,从而使你可以用不同的请求对客户进行参数化,对请求排队和记录请求日志,以及支持可撤销的操作。

十、State,状态模式:允许对象在其内部状态改变时改变他的行为。

对象看起来似乎改变了他的类。

十一、Strategy,策略模式:定义一系列的算法,把他们一个个封装起来,并使他们可以互相替换,本模式使得算法可以独立于使用它们的客户。

十二、China of Responsibility,职责链模式:使多个对象都有机会处理请求,从而避免请求的送发者和接收者之间的耦合关系十三、Mediator,中介者模式:用一个中介对象封装一些列的对象交互。

面向对象设计的23个设计模式详解

面向对象设计的23个设计模式详解

面向对象设计的23个设计模式详解面向对象设计是一种广泛应用于软件开发的思想,其核心在于将数据和操作封装在一起形成对象,并通过各种方式进行交互和组合,从而实现复杂的功能。

在这一过程中,设计模式起到了非常重要的作用,可以有效地提高代码的可读性、可维护性和可扩展性。

本文将对23种常见的设计模式进行详解。

一、创建型模式1.简单工厂模式简单工厂模式属于创建型模式,其目的是提供一个工厂类,使得创建对象的过程更加简单。

在这种模式中,使用者只需要提供所需对象的参数,而无需关心对象的具体实现细节。

简单工厂模式适合于对象创建过程较为简单的情况。

2.工厂方法模式工厂方法模式是简单工厂模式的进一步扩展,其核心在于将工厂类进行接口抽象化,使得不同的工厂类可以创建不同的对象实例。

工厂方法模式适合于对象创建过程较为复杂的情况。

它可以为工厂类添加新的产品类型,而不会影响原有的代码。

3.抽象工厂模式抽象工厂模式是工厂方法模式的进一步扩展,其目的是提供一个可以创建一系列相关或者独立的对象的接口。

在抽象工厂模式中,使用者只需要关心所需对象组合的类型,而无需关注对象的具体实现过程。

4.建造者模式建造者模式也是一种创建型模式,其目的在于将复杂对象分解为多个简单的部分,并将其组装起来形成复杂对象实例。

在建造者模式中,使用者只需要关注所需对象以及它们的组合方式,而无需关心对象的具体实现过程。

5.原型模式原型模式是一种基于克隆的创建型模式,其核心在于通过复制现有的对象实例来创建新的对象。

在原型模式中,对象实例的创建过程与对象所包含的状态密切相关。

原型模式适合于创建复杂对象实例,且这些对象实例之间是相对独立的情况。

二、结构型模式6.适配器模式适配器模式是一种结构型模式,其目的在于将一个类的接口转换为另一个类所能使用的接口。

在适配器模式中,使用者可以通过不同的适配器实现对象之间的互相调用。

7.桥接模式桥接模式是一种结构型模式,其目的在于将抽象部分与实现部分相互分离,从而使得两者可以独立变化。

编程中的设计模式:8个常见模式解析

编程中的设计模式:8个常见模式解析

编程中的设计模式:8个常见模式解析设计模式是软件开发中常见的一种解决问题的思想模式,它是一种经过多次实践总结出来的在特定情境下,对特定问题的解决方案。

设计模式通过将经典的经验进行抽象,然后形成模式来指导软件开发工程师进行设计和开发。

下面将介绍8个常见的设计模式。

1.工厂模式(Factory Pattern)工厂模式是一种创建型模式,用于创建对象的过程中隐藏了具体的实现细节,只暴露了一个工厂类的接口。

工厂模式可以根据不同的参数或条件,动态地返回不同的具体对象,达到解耦的效果,提高了代码的灵活性和可维护性。

2.单例模式(Singleton Pattern)单例模式是一种创建型模式,保证一个类只有一个实例,并提供全局访问点,同时对外部隐藏了具体的创建过程。

单例模式可以用于实现全局资源的管理,例如线程池、数据库连接等,避免了资源的创建和销毁过程中的开销问题。

3.观察者模式(Observer Pattern)观察者模式是一种行为型模式,定义了一种一对多的依赖关系,使得当一个对象的状态发生变化时,其相关依赖对象都能够得到通知和更新。

观察者模式可以实现松耦合的通信方式,增加了对象之间的交互性,提高了系统的可扩展性和可维护性。

4.策略模式(Strategy Pattern)策略模式是一种行为型模式,定义了一系列算法或行为,将它们封装起来并可以相互替换。

策略模式使得算法的变化不会影响到调用算法的客户端,提高了代码的可复用性和可维护性。

5.装饰器模式(Decorator Pattern)装饰器模式是一种结构型模式,可以动态地给一个对象添加一些额外的职责,而无需对原始对象进行修改。

装饰器模式通过组合的方式,将一系列装饰器对象包裹在被装饰对象的外部,从而在运行时动态地扩展对象的功能。

6.适配器模式(Adapter Pattern)适配器模式是一种结构型模式,用于将一个类的接口转换成客户端所期望的接口。

适配器模式中,适配器类是作为两个不兼容的接口之间的桥梁,将一个类的接口转换成另一个接口,从而可以让它们能够正常地协同工作。

python迭代器与生成器详解

python迭代器与生成器详解

python迭代器与⽣成器详解例⼦⽼规矩,先上⼀个代码:def add(s, x):return s + xdef gen():for i in range(4):yield ibase = gen()for n in [1, 10]:base = (add(i, n) for i in base)print list(base)这个东西输出可以脑补⼀下,结果是[20,21,22,23], ⽽不是[10, 11, 12, 13]。

当时纠结了半天,⼀直没搞懂,后来齐⽼师稍微指点了⼀下,突然想明⽩了--真够笨的,唉。

好了--正好趁机会稍微⼩结⼀下python⾥⾯的⽣成器。

迭代器(iterator)要说⽣成器,必须⾸先说迭代器区分iterable,iterator与itertion讲到迭代器,就需要区别⼏个概念:iterable,iterator,itertion, 看着都差不多,其实不然。

下⾯区分⼀下。

itertion: 就是迭代,⼀个接⼀个(one after another),是⼀个通⽤的概念,⽐如⼀个循环遍历某个数组。

iterable: 这个是可迭代对象,属于python的名词,范围也很⼴,可重复迭代,满⾜如下其中之⼀的都是iterable:可以for循环: for i in iterable可以按index索引的对象,也就是定义了__getitem__⽅法,⽐如list,str;定义了__iter__⽅法。

可以随意返回。

可以调⽤iter(obj)的对象,并且返回⼀个iteratoriterator: 迭代器对象,也属于python的名词,只能迭代⼀次。

需要满⾜如下的迭代器协议定义了__iter__⽅法,但是必须返回⾃⾝定义了next⽅法,在python3.x是__next__。

⽤来返回下⼀个值,并且当没有数据了,抛出StopIteration可以保持当前的状态⾸先str和list是iterable 但不是iterator:In [3]: s = 'hi'In [4]: s.__getitem__Out[4]: <method-wrapper '__getitem__' of str object at 0x7f9457eed580>In [5]: s.next # 没有next⽅法---------------------------------------------------------------------------AttributeError Traceback (most recent call last)<ipython-input-5-136d3c11be25> in <module>()----> 1 s.nextAttributeError: 'str' object has no attribute 'next'In [6]: l = [1,2] # 同理In [7]: l.__iter__Out[7]: <method-wrapper '__iter__' of list object at 0x7f945328c320>In [8]: l.next---------------------------------------------------------------------------AttributeError Traceback (most recent call last)<ipython-input-8-c6f8fb94c4cd> in <module>()----> 1 l.nextAttributeError: 'list' object has no attribute 'next'In [9]: iter(s) is s #iter() 没有返回本⾝Out[9]: FalseIn [10]: iter(l) is l #同理Out[10]: False但是对于iterator则不⼀样如下, 另外iterable可以⽀持多次迭代,⽽iterator在多次next之后,再次调⽤就会抛异常,只可以迭代⼀次。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

软件构造第4次实验实验报告班级:学号:姓名:2016年4月13日一.设计1.本次实验内容是用迭代器与组合模式来管理一个大公司。

在迭代器与组合模式中,迭代器提供一个方式来遍历集合而无需暴露集合的实现(实验中通过printPerson()方法打印公司的全部员工);通过组合,客户可以将对象的集合以及个别的对象一视同仁(实验中通过printMale()方法来打印所有的男工作者)。

2.迭代器将遍历聚合的工作封装进一个对象中,当使用迭代器的时候,我们依赖聚合提供遍历;迭代器提供了一个通用的接口Iterator,使得我们在遍历聚合的项时可以实现多态。

3.组合模式提供了一个可以同时包容个别对象和组合对象的结构,允许客户对个别对象以及组合对象一视同仁;在组合结构内的任意对象称为组件,组件可以是组合,也可以是叶节点。

二.实现panyimport java.util.ArrayList;import java.util.Iterator;/*** 对应Menu* @author Yilia**/public class Company extends Component{ArrayList components = new ArrayList();String name;// Iterator iterator = null;public Company(String name){ = name;}public void add(Component menuComponent){ components.add(menuComponent);}public void remove(Component menuComponent){ components.remove(menuComponent);}public Component getChild(int i){return (Component)components.get(i);}public String getName(){return name;}public void print(){for(int i = 0; i < deepth; i++){System.out.print("---");}System.out.println(getName());Iterator iterator = components.iterator();deepth++;while(iterator.hasNext()){Component menuComponent = (Component)iterator.next();menuComponent.print();}//System.out.println();deepth--;}public Iterator createIterator(){// if(iterator == null){return new CompositeIterator(components.iterator()); // }// return iterator;}}ponentimport java.util.Iterator;/*** MenuComponent对每个方法都提供默认实现* @author Yilia**/public abstract class Component {protected static int deepth = 0;public void add(Component component){//新增组件throw new UnsupportedOperationException();}public void//删除组件throw new UnsupportedOperationException();}public Component getChild(int i){//取得公司组件throw new UnsupportedOperationException();}public String getName(){throw new UnsupportedOperationException();}public boolean isMale(){throw new UnsupportedOperationException();}public void print(){throw new UnsupportedOperationException();}public abstract Iterator createIterator();}positeIteratorimport java.util.Stack;import java.util.Iterator;public class CompositeIterator implements Iterator{ Stack stack = new Stack();public CompositeIterator(Iterator iterator){stack.push(iterator);}public Object next(){if(hasNext()){Iterator iterator = (Iterator)stack.peek();Component component = (Component)iterator.next();if(component instanceof Company){stack.push(component.createIterator());}return component;}else{return null;}}public boolean hasNext(){if(stack.empty()){return false;}else{Iterator iterator = (Iterator)stack.peek();if(!iterator.hasNext()){stack.pop();return hasNext();}else{return true;}}}public void remove(){throw new UnsupportedOperationException();}}4.HeadOfficeimport java.awt.MenuItem;import java.util.ArrayList;import java.util.Iterator;/*** 对应Waitress* 总公司 HeadOffice* @author Yilia**/public class HeadOffice {Component allCompanies;//最顶层菜单包含其他所有菜单public HeadOffice(Component allCompanies){this.allCompanies = allCompanies;}public void printPerson(){allCompanies.print();}public void printMale(){// allCompanies.printMale();Iterator iterator = allCompanies.createIterator();System.out.println("\n男性工作者:");while(iterator.hasNext()){Component component = (Component)iterator.next();try{if(component.isMale()){System.out.print(" ");component.print();}}catch(UnsupportedOperationException e){}}}}5.Iteratorpublic interface Iterator {boolean hasNext();Object next();}6.NullIteratorimport java.util.Iterator;public class NullIterator implements Iterator{ public Object next(){return null;}public boolean hasNext(){return false;}public void remove(){throw new UnsupportedOperationException();}}7.Personimport java.util.Iterator;/*** 对应MenuItem* @author Yilia**/public class Person extends Component{String name;boolean male;public Person(String name, boolean vegetarian){//构造器需要传参,并保持对他们的引用 = name;this.male = vegetarian;}public String getName() {return name;}public boolean isMale() {return male;}public void print(){for(int i = 0; i < deepth; i++){System.out.print("---");}System.out.print(getName());if(isMale()){System.out.println("(男)");//标记是男性}else{System.out.println("(女)");//标记是女性}}public Iterator createIterator(){return new NullIterator();}}8.Test/*** 测试* @author Yilia**/public class Test {public static void main(String[] args){Component head = new Company("总公司");Component branch = new Company("分公司");Component finance = new Company("财务部");Component accountant = new Company("会计处");Component audit = new Company("审计处");Component shandong = new Company("山东分公司");//总公司:董事长(叶子)、总经理(叶子)、财务部、市场部、分公司head.add(new Person("董事长", true));head.add(new Person("总经理", false));head.add(finance);head.add(new Company("市场部"));head.add(branch);//财务部:经理(叶子)、会计处、审计处finance.add(new Person("经理", true));finance.add(accountant);finance.add(audit);//会计处:会计1(叶子)、会计2(叶子)accountant.add(new Person("会计1", false));accountant.add(new Person("会计2", true));//审计处:审计人员1(叶子)、审计人员2(叶子)audit.add(new Person("审计人员1", true));audit.add(new Person("审计人员2", false));//分公司:山东分公司、上海分公司、北京分公司branch.add(shandong);branch.add(new Company("上海分公司"));branch.add(new Company("北京分公司"));//山东分公司:公司经理(叶子)、市场部、人力资源部shandong.add(new Person("公司经理", false));shandong.add(new Company("市场部"));shandong.add(new Company("人力资源部"));HeadOffice headOffice = new HeadOffice(head);headOffice.printPerson();headOffice.printMale();}}运行结果:三.存在的问题及解决方式1.在最初的实现中,我们发现参考书上的方式不能很好的显示出总公司的层次关系,因此我们在Component类中增加了deepth属性,用以记录当前遍历的是树的哪一层,并用“---”来更清晰地展示出总公司与各级分公司之间的关系。

相关文档
最新文档