2012-2013第二学期11本UML第十四章UML模式设计.ppt

1,UML 面向对象技术教程,第十四章 UML与设计模式,天津理工大学华信软件学院,2,一设计模式,最初提出设计模式概念的是建筑学家Alexander。 发现通过观察解决相似问题的不同解决方案，可以缩小他的关注焦点，可以洞悉优秀设计之间的相似之处，并把这些相似之处称为模式（Pattern）。 设计模式定义为“在某特定环境下某问题的解决方法”。 这样就可反复地使用该方案，而不必作重复劳动。 模式研究的拓展 “模式”- 同样适合于软件的开发， GoF 提出了23种设计模式。,3,二.为什么要使用设计模式?(Design Pattern),1运用模式简化并加快设计。 从设计模式入手可不必从底层做起，简化开发过程。 2成熟的模式更便于沟通。 运用设计模式可更准确地描述问题，用一致的解决方案更易于理解。 3成熟的模式更有利于降低开发风险。 设计模式是经过多次使用和验证的，所以可降低失败的可能性。 4更便于转移到面向对象技术。 使用设计模式有助于让开发人员使用新技术，实现技术迁移。,4,三. 设计模式分类。,Gof在其著作中共总结出了23个设计模式。 1按目的划分设计模式： 创建型模式(5)；抽象了创建对象的过程。 结构型模式(8)；如何组合类和对象获得最大结构。 行为型模式(10) 描述算法和对象之间职责的分配。 2按范围划分设计模式： 类设计模式(3)； 对象设计模式(20) 具体的详细分类见下图,5,三. 设计模式分类。,Gof总结出的23个具体的设计模式表：,6,四. 我们如何看待设计模式？,1模式是否可以提高生产力？-结论是：“因人而异!” 模式只有恰到好处的使用才能发挥威力。 在创造新事物的过程中设计模式是无法取代人的位置。但它可以使人（尤其是缺乏经验但有能力的人）获得设计能力。 模式相当于工具箱中的一项工具。 2模式是否可以生成整个系统？-结论是：“否!” 模式的生成能力是指它具有可传授性，参考已有的设计模式对于设计体系结构是很有用的。 模式可以覆盖软件体系结构的某些方面，但不可能覆盖所有的方面，应发挥开发自己的主观创造性来填补其他的空白。,7,3模式是记述（记载）某些专家的成功经验。 模式可以针对OO对象（或非面向对象）来设计和实现。固定格式的模式不可能适应所有的需求，比较有普遍意义的是模式的概念，它是记载并传达专家经验的工具。那么怎样使用设计模式? GoF给出的方法：（可以提供参考的方法） 1）大致浏览一遍模式； 2）研究结构部分； 3）观看代码示例部分； 4）选择模式，使它在应用上下文中有意义； 5）定义类； 6）定义操作。,四. 我们如何看待设计模式？（续）,8,五. 设计模式示例,把上图加以改进,成为 下图“手柄-本体”模式。,Person有两个子类User以及Buyer，并限制子类对象只能是用户及买家,“手柄-本体”模式（Handle-Body Pattern） 表示一个人（对象）可以同时具有用户和买主两个 角色。后者和供应商有交易关系。虚线内的设计模式 增加了设计的灵活性。,1、设计模式示例,角色,交易,9,2Facade设计模式（见P156图14.1） 将类之间的复杂关系简化成为对应与“接口”的实现关系。,没用Facade的设计模式 使用Facade的设计模式,使用了Facade设计模式，为子系统中的一组接口提供 一个一致的界面，可以降低系统中各部分之间的依赖关系，增加了系统的灵活性。,五. 设计模式示例（续）,Client类,子系统 类,10,上例中体现了Facade设计模式的低耦合性： 左图的Client类:Q、R、S和子系统之间的接口多，因而耦合性很强。右图中用了Facade设计模式后每个Client类通过调用统一的Facade类的方法来与子系统通信，很少直接存取子系统的对象。因此大大降低了它们之间的耦合度。 使用Facade设计模式的具体实例请参阅P157-158, Facade设计模式经常使用在数据库的操作上，实现接口类的操作，大大地降低了交互访问，比如在JDBC中就是通过这样的设计模式对接口进行的实现。 Jdbc传统方法和Fcacde实现方式的区别： 装载数据库驱动-Connection连接数据库-用对象获取数据库的库表这样几个步骤。而Facade则直接通过Database和ResultSet接口来实现。,五. 设计模式示例（续二）,11,3“工厂方法”（factory Method）设计模式；,五. 设计模式示例（续三）,1）产品（Product）定义了由 factory Method()方法创建的Product对象的接口。 2）具体产品（Concrete Product）实现了Product类的接口。 3）创建者（Creator）声明一个公有 factory Method() 方法（接口），返回一个Product类型的对象。（当然也可能返回一个Boolean值） 4) 具体创建者（Concrete Creator）实现了上述方法，返回类型为Product 的对象实例。（或Boolean值） 5）客户（Client）仅使用Creator类和Product类声明的接口。,产品,创建者,具体产品,12,注意： 把 Creator和Product定义成抽象类，把 Concrete Creator 和 Concrete Product作为子类继承上述抽象类也是可以的，但版型和关联符号是不同的。 优点： 1）对比来讲，直接创建对象应该说来的更灵活； 2）更加易于修改和维护； 3）容易扩展。,五. 设计模式示例（续四）,13,4“抽象工厂”（Abstract Factory）的设计模式 每个工厂制造出一系列产品，各工厂制造的产品种类是一样的，只是产品外观和行为（功能）方面不同。比如图形界面上都有滚动条（Scroll Bar）、按钮（Button）和文本框（Text Box）。但是，在Unix上的Motify界面的滚动条、按钮、和文本框和在MS Windows及在IBM OS/2界面的滚动条、按钮、和文本框的风格均不一样！ 如何表示和研究上述情况，这就是“抽象工厂”设计模式的基本出发点。见下图：,五. 设计模式示例（续五）,14,1）抽象工厂声明创建抽象产品的操作接口 createProductA() 和 createProductB() 2）具体工厂类（包括 concreteFactory1, concreteFactory2）实现创建具体产品对象的操作；,五. 设计模式示例（续六）,抽象类,15,3）抽象产品类（Abst-Prod A 和 Abst-Prod B）各声明一种产品对象的接口； 4）具体产品类(Prod A1, Prod B1,Prod A2, Prod B2) 将定义被具体工厂类创建的，实现抽象产品类接口； 5）客户类（Client）仅使用抽象工厂类和抽象产品类声明的接口。 优点:1)隔离了具体类.使产品族间的转换容易进行。 2)容易实现一次应用只使用同一系统中的产品对 象。 问题：扩展工厂容易，但扩展新产品种类则很难。,五. 设计模式示例（续七）,16,六、在Rose中使用设计模式,Rose 2003的两种设计模式： Rose提供了设计模式生成器，可以简化各项操作。 1、根据设计模式，直接设计出每个类。 2、使用设计模式生成器，生成各个类。 具体操作步骤举例：针对使用设计模式的过程。 设置Jave环境 (Tool-Option-Notaion中设置)建模设计模式 设置