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编辑人: 舍溪插画

calendar2025-07-25

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强化阶段备考规划:软件工程 - 软件设计模式分类知识点总结

一、引言

在软件工程的备考过程中,软件设计模式分类是一个重要的知识点。理解不同类型的设计模式及其核心模式,并清楚适用场景,对于应对考试以及实际的软件开发工作都有着重要意义。

二、创建型设计模式
1. 分类依据
- 创建型设计模式主要关注对象的创建过程。它将对象的创建和使用分离,使得系统在创建对象时更加灵活,并且能够提高代码的可维护性和可扩展性。
2. 核心模式 - 工厂模式
- 知识点内容:
- 简单工厂模式:它提供一个创建对象的接口,但由子类决定实例化哪一个类。例如,在一个图形绘制系统中,有一个简单工厂类,根据传入的参数(如“圆形”“矩形”等),返回相应的图形对象(圆形对象或者矩形对象等)。
- 工厂方法模式:定义了一个创建对象的接口,但由子类决定实例化的类。与简单工厂模式不同的是,工厂方法模式让每个子类都有机会决定创建自己的产品对象。比如,不同的数据库连接工厂类,可以根据具体的数据库类型(MySQL、Oracle等)创建对应的数据库连接对象。
- 抽象工厂模式:提供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,在一个跨平台的UI组件库中,有针对不同操作系统(Windows、Linux等)的抽象工厂,这些工厂可以创建出一整套符合该操作系统风格的UI组件(按钮、文本框等)。
- 学习方法:
- 理解概念:首先要深入理解每种工厂模式的定义和特点。可以通过阅读相关的教材或者网上的优质教程来掌握。
- 案例分析:多做一些实际的案例分析。自己动手编写一些简单的代码示例,模拟不同的场景下使用这些工厂模式。
- 对比学习:将简单工厂模式、工厂方法模式和抽象工厂模式进行对比,找出它们的相同点和不同点,这样有助于加深记忆。

三、结构型设计模式
1. 分类依据
- 结构型设计模式关注的是如何将类或对象组合成更大的结构。它通过组合和继承等关系来构建灵活、高效的系统架构。
2. 核心模式 - 适配器模式
- 知识点内容:
- 类适配器模式:通过多重继承一个接口或抽象类来实现适配。例如,在一个既有旧系统和新系统的企业中,旧系统中的某个类有一个特定的接口,而新系统需要使用不同的接口来与该类交互,就可以通过创建一个类适配器,继承旧类的接口并实现新系统的接口要求。
- 对象适配器模式:通过组合对象来实现适配。比如,有一个新的电源接口标准,而现有的设备使用的是旧的电源接口,就可以创建一个适配器对象,内部包含旧设备的电源接口对象,并对外提供新的电源接口。
- 学习方法:
- 实际场景想象:尝试想象在日常生活或者工作中的类似场景,比如不同国家的插座标准转换等,将抽象的概念具象化。
- 绘制关系图:绘制类与类之间的关系图,清晰地展示适配器模式中各个元素之间的关系。

四、行为型设计模式
1. 分类依据
- 行为型设计模式主要关注对象之间的交互和通信。它定义了对象之间的消息传递机制和行为方式。
2. 核心模式 - 观察者模式
- 知识点内容:
- 在观察者模式中,有一个被观察者(主题)对象和多个观察者对象。当被观察者的状态发生变化时,它会通知所有的观察者对象,观察者对象会根据接收到的通知做出相应的反应。例如,在一个股票价格监控系统中,股票价格就是被观察者,而多个投资者或者分析软件就是观察者。当股票价格发生变化时,股票价格对象会通知所有的投资者和分析软件,让他们更新自己的显示或者进行相应的决策。
- 学习方法:
- 模拟实现:自己编写代码来实现观察者模式,定义被观察者和观察者的类,设置好通知机制。
- 分析开源项目:在开源项目中寻找观察者模式的应用实例,分析其代码实现和业务逻辑。

五、适用场景表格
|设计模式类型|核心模式|适用场景|
|—-|—-|—-|
|创建型|工厂模式|当需要根据不同的条件创建不同类型的对象,并且希望将对象的创建和使用分离时。如不同类型文档的创建(Word文档、PDF文档等)。|
|结构型|适配器模式|当需要将一个类的接口转换成客户端所期望的另一个接口时。如旧代码和新代码之间的接口兼容问题。|
|行为型|观察者模式|当一个对象的状态变化需要通知多个其他对象,并且这些对象需要根据通知做出相应反应时。如消息通知系统、事件驱动的系统等。|

六、总结

在软件工程的备考过程中,软件设计模式分类的知识点需要我们深入理解。通过掌握创建型、结构型、行为型设计模式的分类依据,详细学习每种类型的核心模式及其适用场景,我们能够在考试中更好地回答相关问题,并且在未来的软件开发工作中灵活运用这些设计模式来提高软件的质量和可维护性。

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创作类型:
原创

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