体系结构第20章.pptVIP

* * 第二十章 理解设计模式 已经学习了UML的基础知识以及如何将它运用到一个开发项目环境中，作为过渡，让我们来看看UML在一个热点领域——设计模式中的应用。这一章主要有下列内容： ●参数化。 ●设计模式。 ●运用设计模式。 ●使用自己的设计模式。 ●设计模式的优点。 20.1 参数化 我们知道，类是创建对象的模板。对象是类的一个实例。 我们回到哪个洗衣机的例子中去。详细指明洗衣机(washing machine)类(正确的表示法应该为WashingMachine类)具有bandName(品牌)、modelName(型号)、serialNumber(序列号)和capacity(容量)属性，以及addClothes()(添加衣物)、addDetergent()(添加洗涤剂)及removeClothes()(取出衣物)操作后，这样就有了创建洗衣机类对象的模板。每次要创建一个对象，都要给这些属性指定具体的值。 UML可以让你更进一步。它提供了一种类似于创建新对象的创建类的机制。可以为某类的一个属性子集指定值从而生成一个具体的类，而不是类的对象。这种类被称为参数化类(parameterized class)。它的UML表示法如下图所示。类矩形框右上角挂着一个小的虚线框，框中是为了生成具体类所需要指定值的参数。为了记录的方便，这些参数被称为无界参数(unbound parameter)。当为这些参数指定值时，就说这些参数被绑定到这些值上。右上角虚线柜中的“T”说明这个类是创建其他类的模板。 这里有一个例子。假设将LivingThing(生物)设置为参数化类。它的无界参数可以是genus(种)和species(属)，它还具有生物通常都具有的属性如名称、高度、体重等，如下图所示。 如果将genus绑定到“homo(人类)”，species绑定到“sapiens(人)”，那么就生成了一个叫做“Human(人)”的类。类的名字被绑定到T。下图说明绑定关系的一种表示法。这种风格的表示法被称为显式绑定，因为它明确地显示出了生成的类和参数化类之间的依赖关系，并提供了生成的类的名字。 另一种绑定的表示法叫隐式绑定。不显示出依赖关系，绑定参数出现在产生的类名后面，并用尖角括号括起来。如下图所示。 不论采用哪种表示法，都可以为name、height、和weight指定值来创建Human类的对象。 20.2 设计模式 可以将参数化的思想进一步扩展。任何UML分类都可以带参数(即参数化)。实际上一组互相协作的分类都可以被参数化，这就引出了一个令人感兴趣的研究领域。 面向对象技术在近几十年得到的日益广泛的应用，对经常重复出现的类似问题，运用面向对象技术已经总结出许多健全的解决方案。这些解决方案 被称为设计模式(design pattenm)，并且被获得广泛的应用。由于设计模式是面向对象技术领域的产物，因而它也具有容易形成概念，容易被表示成图以及容易被重用的特点。UML是一种通用的面向对象建模语言，因此也可以用来解释和描述设计模式。 设计模式实际上是一个设计问题的解决方案(一个模式)。它是在项目遇到具体的设计问题后被提出的，并且开发组发现所提出的问题解决方案在其他的语境中也同样适用。每个设计模式描述了一组相互通信的对象或者类。这组对象可以在具体的语境中用来解决一个设计问题。 使设计模式日益流行起来的第一本书名字就叫Design Pattern。在这本书中，分类整理了23个基本的设计模式。根据每个模式的用途这些设计模式被分为三类：(1)创建型模式(creational pattern)处理新对象的创建过程，(2)结构型模式(structural pattern)处理对象和类的组成，(3)行为模式(behavioral pattern)详细说明对象或类之间如何交互以及如何分配职责给对象或类。他们还进一步根据设计模式是应用于对象还是类进行了划分，这种分类标推被称为范围(scope)，大部分模式的范围都处于对象层次。 每个设计模式都有四个基本组成元素：(1)为了便于用文字描述而对模式所起的名称(name)，(2)该模式所能解决的问题(problem)，(3)说明如何解决问题以及模式中的对象或类之间如何协作的解决方案(solution)，(4)运用模式所产生的后果(consequence)。 可以用UML模型中的一个参数化的协作表示—个设计模式。由于