软件设计模式终极版复习题

1.简述“开—闭”原则的基本思想。请举出一个使用了软件“开—闭”原则的软件设计模式，其中何处体现了“开—闭”原则。

答：“开—闭”原则：软件实体应当对扩展开放，而对修改关闭，“开-闭”原则要求软件系统能够在不需要修改原有类的基础上，通过增加类达到扩展功能的目的。

Abstract factory体现了这个原则，如果想增加一类新的products，只需在product类体系中增加各个products，然后在factory类体系结构中增加一个concrete factory就可以了，而不需要对现有类做任何修改，The Open-closed principle[ocp]在不改动过模块源代码的情况下扩展模块的行为。

软件实体（类模块函数等）应该是可以扩展的，但是不可以修改的。

2.简述依赖例转原则的基本思想。请举出一个使用了软件依赖原则的软件设计模式，其中何处体现了依赖原则。

答：依赖倒置原则的基本思想是：①高层模块不应该依赖于低层模块，二者都应该依赖于抽象。②抽象不应该依赖于细节，细节应该不依赖于抽象。Tomplate method就体现了这个原则，它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，template method 使得子类不改变一个算法的结构，即可重定义该算法的某些特定步骤。

3.什么是单一职责原则？请举出一个使用了单一职责原则的软件设计模式，其中何处体现了单一职责原则。

答：基本思想：SRP使得一个类或一个模块承担的责任尽可能的少，使尽可能少的因素或动机影响该类或该模块，即增大类或模块的内聚性，减少其耦合度，SRP是所有原则中最简单的之一，也是最难正确运用的之一。

COMMAND模式体现了SRP原则，大多数类都是一组方法和相应的一组变量的结合，而该模式只是封装了一个没有任何变量的函数，它对函数的关注超过了类，将一个请求封装为一个对象，从而可用不同的请求对客户进行参数化。

4.软件复用可采用类的继承方式和类的聚合方式，比较两者的优缺点。

答：聚合：一个对象拥有另一个对象或对另一个对象负责（即一个对象包含另一个对象或是另一个对象的一部分）并且聚合对象和其所有具有相同的生命周期（即所谓的“同生共死”关系）。

聚合复用优点：①容器类仅能通过被包含对象的接口来对其进行访问。②“黑盒”复用，因为被包含对象的内部细节对外是不可见。③包装性好。④实现上的相互依赖性比较小。⑤每一个类只专注于一项任务。⑥通过获取指定其他的具有相同类型的对象的使用，可以在运行期间动态地定义（对象的）组合。

聚合的缺点：①导致系统中的对象过多②为了能将多个不同的对象作为组合块来使用，必须仔细地对接口进行定义。

类继承：是一种通过扩展（一个已有对象的）实现，从而获得新功能的复用方法。

继承的优点：①容易进行新的实现，因为其大多数可继承而来②易于修改或扩展那些被复用的实现。

继承的缺点：①破坏了封装性，因为这会将父类的实现细节暴露给子类②“白盒”复用，因为父类的内部细节对于子类而言通常是可见的③当父类的实现更改时，子类也不得不随之更改④从父类继承来的实现将不能在运行期间进行改变。

5.画出工厂方法模式的结构图。什么情况下适合使用工厂方发模式？

其中product：为工厂模式所要创建的对象类型定义一个接口。

Concrete product:实现product接口。

Creator：声明工厂方法（factory method）返回值为product的一个对象。

Concrete creator：覆写factory Method()，返回值为concrete product 的一个具体实例。

在下面情况下你可以考虑使用工厂方法模式：

1) 当客户程序不需要知道要使用对象的创建过程。

2) 客户程序使用的对象存在变动的可能，或者根本就不知道使用哪一个具体的对象。

6.画出合成模式（Composite）的结构图。举例说明一个可以应用合成模式的软件设计实例，说明其中各角色的作用。

实例：计算机和立体组合音响这样的设备经常被组装成一部分整体层次结构或者是容器层次结构，例如：底盘可以包含驱动装置和平面板，总线含有多个插件，机柜包括底盘、总

线等。这样结构很自然的用composite模式进行模拟。

Equipment类为在部分——整体层次结构中的所有设备定义一个接口。Equipment声明一些操作返回一个设备的属性，例如它的能是消耗和价格。子类为指定的设备实现了这些操作，Equipment还声明了一个Create Iterator 操作，该操作为访问它的零件返回一个Iterator ,这个操作的缺省实现返回一上NullIterator，它在空集上迭代。

Composite Equipment是包含其它设备的基类，它也是Equipment的子类。

7.简述门面模式（Facade）和中介者模式（Mediator）的基本思想，两者的差异何在？

答：门面模式（facade）又称外观模式。基本思想：为子系统中的一组接口提供一个一致的界面， Facade模式定义了一个高层接口，这个接口使得这一子系统更加容易使用。

“中介者模式”基本思想：Mediator Pattern 中文译为“中介者模式”、“调停者模式”。调停者模式的定义是：用一个调停对象来封装一系列的对象交互。调停者使各对象不需要显式地相互引用，从而使其耦合松散，而且可以独立地改变它们之间的交互。简单点来说，将原来两个直接引用或者依赖的对象拆开，在中间加入一个“调停”对象，使得两头的对象分别和“调停”对象引用或者依赖。

两者的差异：从目的上看，调停者模式与门面模式有些相似。但是门面模式是介于客户程序与子系统之间的，而调停者模式是介于子系统与子系统之间的。这也注定了它们有很大的区别：门面模式是将原有的复杂逻辑提取到一个统一的接口，简化客户对逻辑的使用。它是被客户所感知的，而原有的复杂逻辑则被隐藏了起来。而调停者模式的加入并没有改变客户原有的使用习惯，它是隐藏在原有逻辑后面的，使得代码逻辑更加清晰可用。

8.简述观察者模式的基本思想，如何实现当目标对象发生变化时多个观察者对象的同步更新？画出他们之间的协作图。

（1）Observer（观察者）基本思想：对象间的一种一对多的依赖关系。当一个对象的状态发生变化时，所有依赖于它的对象都得到通知并自动更新。

（2）协作：当Concrete Subject发生任何可能导到其参观者与其本身状态不一致的改变时，它将通知它的各个观察者。在得到一个具体的目标改变通知后，Concrete Object对象可向目标对象查询信息，Concrete Object使用这个些信息以使它的状态与目标对象的状态一致。

（3）协作图：