【软件设计】设计模式介绍

设计模式简介

以下引用自菜鸟教程、design pattern

设计模式（Design pattern）代表了最佳的实践，通常被有经验的面向对象的软件开发人员所采用。设计模式是软件开发人员在软件开发过程中面临的一般问题的解决方案。这些解决方案是众多软件开发人员经过相当长的一段时间的试验和错误总结出来的。

设计模式是一套被反复使用的、多数人知晓的、经过分类编目的、代码设计经验的总结。使用设计模式是为了重用代码、让代码更容易被他人理解、保证代码可靠性。毫无疑问，设计模式于己于他人于系统都是多赢的，设计模式使代码编制真正工程化，设计模式是软件工程的基石，如同大厦的一块块砖石一样。项目中合理地运用设计模式可以完美地解决很多问题，每种模式在现实中都有相应的原理来与之对应，每种模式都描述了一个在我们周围不断重复发生的问题，以及该问题的核心解决方案，这也是设计模式能被广泛应用的原因。

什么是 GOF（四人帮，全拼 Gang of Four）？

在 1994 年，由 Erich Gamma、Richard Helm、Ralph Johnson 和 John Vlissides 四人合著出版了一本名为 Design Patterns - Elements of Reusable Object-Oriented Software（中文译名：设计模式 - 可复用的面向对象软件元素） 的书，该书首次提到了软件开发中设计模式的概念。

四位作者合称 GOF（四人帮，全拼 Gang of Four）。他们所提出的设计模式主要是基于以下的面向对象设计原则。

对接口编程而不是对实现编程。
优先使用对象组合而不是继承。

设计模式之美-王争

知识概览图

课程目录

文章导览

MVC和DDD

两者对比：业务开发常用的基于贫血模型的MVC架构违背OOP吗

MVC

MVC 模式代表 Model-View-Controller（模型-视图-控制器）模式。这种模式用于应用程序的分层开发。
https://www.runoob.com/design-pattern/mvc-pattern.html
基于贫血模型的传统的开发模式，是一种彻彻底底的面向过程的编程风格

DDD

领域驱动设计（Domain Driven Design，简称DDD）
基于充血模型的开发模式，面向对象编程风格

软件建模

软件建模介绍

将想法通过模型可视化地表达出来，方便记忆和进一步分析，方便团队/同事交流，口语交流容易失真。
软件建模体现了软件设计的思想，在需求和实现之间架起了一座桥梁，通过模型指导软件系统的具体实现。
模型并不是软件系统的一个完备表示，而是所研究系统的一种抽象。

如何进行软件建模

软件建模原则

1、选择正确的模型，模型要与现实相联系
2、从不同的视角，使用不同的模型去表示一个系统
3、模型是抽象的，是选取系统某个最显著的特征并进行简化表示，因此需要通过不同的视角采用不同模型表示：
- **外部视角：**对系统上下文或环境进行建模
- **交互视角：**对系统及其环境或者系统的构件之间的交互进行建模，建立用例模型
- **结构化视角：**对系统的组织或者系统所处理的数据的结构进行建模，建立静态模型
- **行为视角：**对系统的动态行为以及系统如何响应事件进行建模，建立动态模型

软件建模方法

在不同的领域和场景下有不同的软件建模方法，其各自的建模思想和采用的建模工具也不尽相同，如：

结构化方法（Structured Method）
面向对象方法（Object Oriented Method）
基于构件方法（Component Based Method）
面向服务方法（Service Oriented Method）
…

面向对象软件建模方法

UML介绍

UML：Unified Modeling Language（统一建模语言），是面向对象的软件建模工具，使用UML进行建模的作用：

可以更好的理解问题
可以及早的发现错误或者被遗漏的点
可以更加方便的进行组员之间的沟通
支持面向对象软件开发建模，可以更好的描述显示编程的情景。
对于复杂的系统来说，如果概要模型做的好，那么整个系统的模型也就很清晰明了。 UML一共有10种图，可分为四大类：
用例图
静态图：类图、对象图、包图
行为图：状态图、活动图、交互图，交互图分为序列图和协作图。
实现图：部署图、构件图主要包括4种关系:
关联关系(association)
依赖关系(dependency)
泛化关系(generalization)
实现关系(realization) 4种视角

References

Tools

在线免费：draw.io

UML常用图介绍

假设用UML建模以下场景：

“机票订购系统是一个允许用户在线查询航班、购票、管理行程及退票的平台。系统区分了访客（未登录用户）与注册用户的功能权限：访客仅能浏览航班信息，而注册用户在登录后，还能进行购票、查看已购票以及退订操作。此外，系统内置了与外部信用评分系统的接口，该接口用于监控用户退票行为，若用户一个月内退票超过两次，其在信用评分系统中的等级会下调，信用等级过低时，系统将限制其继续购票。”

用例图（Use Case Diagram）
- 用例图是用来描述客户的需求，从用户的角度描述系统的功能，并指出系统的执行者，强调谁在使用系统，系统执行者完成了哪些功能。用例图包括角色、用例和关系。
类图（Class Diagram）
- 用来展示系统中的类、类之间的关系（如继承、关联、聚合等）。适用于系统设计阶段，帮助开发人员理解系统的数据结构和类之间的关系。
顺序图（时序图，sequence diagram）
- 描述对象之间如何通过消息交互以完成特定任务。适用于详细设计阶段，用于展示操作的时间顺序。
状态图（State Diagram）
- 描述对象或系统在不同状态之间的转移和条件。适用于描述对象生命周期，特别是在系统的状态变化较为复杂时。
活动图（Activity Diagram）
- 描述工作流、业务流程或操作的顺序。适用于系统行为建模、业务流程建模等。
构件图（组件图, Component Diagram）
- 用来展示系统的物理组件及它们之间的依赖关系。适用于高层设计阶段，帮助理解系统的模块化结构。
部署图（Deployment Diagram）
- 描述系统的硬件架构及其部署情况，显示硬件节点、节点之间的通信和软件组件部署到硬件节点的情况。适用于系统部署和运维阶段。