软件建模和设计模式

本文主要是介绍软件建模和设计模式，对大家解决编程问题具有一定的参考价值，需要的程序猿们随着小编来一起学习吧！

软件建模

1. 软件建模的原则

• 选择正确的模型，模型要与现实相联系
• 从不同的视角，使用不同的模型去表示一个系统
  • 外部视角
  • 交互视角
  • 结构化视角
  • 行为视角
• 模型是抽象的

2. 软件建模方法

• 结构化方法
• 面向对象方法
• 基于构件方法
• 面向服务方法
• 面向方面方法
• 模型驱动方法
• 形式化方法

3. UML的特点

• 面向对象
• 可视化，表示能力强
• 独立于过程
• 独立于程序设计语言
• 易于掌握

4. UML内容组成

• 事物
  • 结构事物
  • 行为事物
  • 组织事物
  • 辅助事物
• 关系
  • 关联
  • 依赖
  • 泛化
  • 实现
• 图
  • 静态
    • 用例图：角色与用例之间的连接关系（包含、泛化、扩展），并描述系统在干什么
    • 类图：类之间的关系: 泛化 = 实现 > 组合 > 聚合 > 关联 > 依赖
      • 实现：类与接口的关系，表示类是接口所有特征和行为的实现
        • ---- ⊳ \rhd ⊳
      • 依赖：使用关系，有单向依赖和双向依赖，但避免使用双向依赖
        • ---->
      • 泛化：继承关系，指定了子类继承父类的所有特征和行为
        • —— ⊳ \rhd ⊳
      • 关联：拥有关系，使一个类知道另一个类的属性和方法
        • ——>
      • 聚合：整体与个体的关系，可以理解成把个体聚集在一起
        • ⋄ \diamond ⋄——>
      • 组合：整体与局部的关系，整体由局部组成
        • ∙ \bullet ∙——>
    • 对象图
    • 组件图
    • 部署图
  • 动态
    • 顺序图：参与者与对象之间有序的交互过程，强调消息是如何在对象之间发送和接收的。强调多个不同对象之间交互的先后顺序
      • 顺序图将交互关系表示为一个二维图
      • 纵向是时间轴，时间沿竖线向下延伸
      • 横向轴代表了在协作中各独立对象的类元角色
      • 类元角色用生命线表示
      • 消息用从一个对象的生命线到另一个对象生命线的箭头表示
    • 合作图
    • 状态图：对象所有可能的状态，以及事件发生时状态的转移条件。强调复杂流程处理中活动单元的分支处理
      • 状态：描述了一个类对象生命周期中的一个时间段
      • 事件：发生在时间和而空间上的值得注意的事情
      • 转换：处于此状态的对象对外界发生的事件所做出的反应
    • 活动图：描述用例所要进行的活动，以及活动间的约束关系，有利于识别并行活动。强调特定对象在不同事件发生后的状态变化
      • 活动
      • 活动流
      • 控制符
      • 泳道

5. UML4+1 视图

• 逻辑视图（类图、对象图）
• 实现视图（组件图）
• 部署视图（部署图）
• 行为视图（顺序图、合作图、状态图、活动图）
• 用例视图（用例图）

6. UML模型在软件开发流程中的应用

• 需求分析（用例图）
• 概要设计（类图、对象图、合作图、状态图、顺序图、活动图）
• 详细设计（类图、对象图、合作图、状态图、顺序图、活动图）
• 编码设计
• 测试（类图、组件图、部署图）

设计原则和设计模式

1. 正交四原则

• 最小化重复
• 分离变化
• 缩小依赖范围
• 向稳定方向依赖

2. SOLID原则

• 单一职责
• 开闭原则：向扩展开放/向修改封闭
• 里氏替换原则：子类要能替换父类
• 接口分离原则：接口隔离/最小化接口依赖
• 依赖倒置原则：依赖倒置/只依赖接口

3. 设计模式

创建型

• 工厂方法：隔离创建对象的细节，使得创建对象的行为可扩展
  • 优点：创建从使用中解耦
  • 缺点：每次增加一个新的分类，都要增加一个创建的具体工厂
• 抽象工厂：抽象出一组相关对象的接口，每个方法即为工厂方法
  • 优点：创建一组产品对象，只需要实现相应的具体工厂就好了
  • 缺点：产品族扩展非常困难，增加一个系列，既要在抽象工厂类添加代码，又要在具体工厂里添加代码
• 建造者
• 原型
• 单例

结构型

• 适配器：强调将现有接口转变成需要的接口
  • 优点：提升现有类的复用性、提升扩展性、可避免对现有代码的修改
  • 缺点：过度使用会引入较多零散的类，导致系统变得凌乱
• 桥接
• 组合
• 装饰
• 外观：封装扇出，利用树状结构减少调用者的复杂度。强调统一对外接口
  • 优点：降低系统间及系统与外部的耦合度，提升安全性。简化了系统接口，更易于使用
  • 缺点：对统一接口的使用可能会引入较多约束，减低灵活性。不易修改，违背开闭原则
• 享元
• 代理

行为型

• 解释器
• 模板方法
• 责任链：一组对象按照既定的顺序关联起来，依次处理请求，其中任一对象都有权停止调用传递
  • 优点：
    • 降低了对象之间的耦合度
    • 增强了系统的可扩展性
    • 增强了给对象指派职责的灵活性
    • 简化了对象之间的连接
    • 责任分担，符合类的单一职责原则
• 命令
• 迭代器
• 中介者
• 备忘录
• 观察者：订阅/发布模型，用于事件驱动的设计。实现了依赖倒置
  • 优点：降低了目标与观察者之间的耦合关系。目标和观察者之间建立了一套出发机制
• 状态
• 策略
• 访问者

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