设计模式概述

设计目标

理解软件松耦合思想
掌握面向对象的设计原则
掌握重构技法改善设计
掌握GOF设计模式

什么是设计模式？

??每一个模式描述了一个在我们周围不断重复发生的问题，以及该问题的解决方案的核心，这样，你就可以一次又一次地使用该方案而不必重复劳动

--christopher Alexander

面向对象

底层思维	抽象思维
向下，如何把握机器底层从微观理解对象构造	向上，如何将我们周围的世界抽象为程序代码
语言构造	面向对象
编译转换	组件封装
内存模型	设计模式
运行时机制	架构模式

向下：深入理解三大面向对象机制
- 封装
- 继承
- 多态
向上：深刻把握面向对象机制所带来的抽象意义，理解如何把握这些机制来表达现实世界，掌握什么是好的设计模式。

软件设计复杂的根本原因

?变化
?客户需求变化
?软件平台变化
?开发团队变化
?市场环境变化
?…

如何解决复杂性？

分解：
??分而治之，将大问题分解为多个小问题，将复杂问题分解为多个简单问题。
抽象：
??更高层次来讲，人们处理复杂性有一个通用的技术，即抽象，由于不能掌握全部的复杂对象，我们选择忽略他的分本质细节，而去处理泛化和理想了的模型

分解和抽象的方法对比

为说明问题，忽略代码实现细节，伪代码

分解的做法

/********MainForm.cpp*********/

class MainForm : public Form{
public:
	MainForm(){
		//...
	}
private:
	Point p1;
	Point p2;
    vector<Line> lineVector;
    vector<Rect> rectVector;
    // ...
protected:
	virtual void OnMouseDown(const MouseEventArgs& e);//鼠标点下
	virtual void OnMouseUp(const MouseEventArgs& e);//鼠标抬起
	virtual void OnPaint(const PaintEventArgs& e);//显示形状
};

void MainForm::OnMouseDown(const MouseEventArgs& e){
	p1.x = e.X;
	p1.y = e.Y;
	//...
	Form::OnMouseDown(e);
}

void MainForm::OnMouseUp(const MouseEventArgs& e){
	p2.x = e.X;
	p2.y = e.Y;

	if(rdoLine.Checked){
		Line line(p1, p2);
		lineVector.push_back(line);
	}
	else if(rdoRect.Checked){
		int width = abs(p2.x - p1.x);
		int height = abs(p2.y - p1.y);
		Rect rect(p1, width, height);
		rectVector.push_back(rect);
	}
	//...
	
	this->Refresh();//系统会去调用Paint
	Form::OnMouseUp(e);
}

virtual void OnPaint(const PaintEventArgs& e){
	//对于直线
	for(auto line: lineVector){
		e.Graphics.DrawLine(Pens.Red,
					line.start.x,
					line.start.y,
					line.end.x,
					line.end.y,)
	}
	//对于矩形
	for(auto rect: rectVector){
		e.Graphics.DrawLine(Pens.Red,
					rect.start.x,
					rect.start.y,
					rect.end.x,
					rect.end.y,)
	}
	
	//...
	Form::OnPaint(e);
}
...

/********Shape.h************/

class Point{
public:
	int x;
	int y;
}
class Line {
public:
	Line(const Ponit& start, const Point& end){
		this->start = start;
		this->end = end;
	}
	~Line();
private:
    Point a;
    Point b;
};

class Rect {
public:
    Rect(const Point& leftUp, int width, int height){
    	this->leftUp = leftUp;
    	this->width = width;
    	this->height = height;
    }
    ~Rect();
private:
    Point leftUp;
    int width;
    int height;
};
...

抽象的做法

/********MainForm.cpp*********/

class MainForm : public Form{
public:
	MainForm(){
		//...
	}
private:
	Point p1;
	Point p2;
	
	vector<Shape*> shapeVector;//注意这时Vector里放的是指针，为了保证多态，不要忘记释放内存
    // ...
protected:
	virtual void OnMouseDown(const MouseEventArgs& e);//鼠标点下
	virtual void OnMouseUp(const MouseEventArgs& e);//鼠标抬起
	virtual void OnPaint(const PaintEventArgs& e);//显示形状
};

void MainForm::OnMouseDown(const MouseEventArgs& e){
	p1.x = e.X;
	p1.y = e.Y;
	//...
	Form::OnMouseDown(e);
}

void MainForm::OnMouseUp(const MouseEventArgs& e){
	p2.x = e.X;
	p2.y = e.Y;

	if(rdoLine.Checked){
		Line line(p1, p2);
		lineVector.push_back(new line(p1, p2));//因为Vector里放的是指针所以要new出
	}
	else if(rdoRect.Checked){
		int width = abs(p2.x - p1.x);
		int height = abs(p2.y - p1.y);
		Rect rect(p1, width, height);
		rectVector.push_back(new rect(p1, width, height));//因为Vector里放的是指针所以要new出
	}
	//...
	
	this->Refresh();//系统会去调用Paint
	Form::OnMouseUp(e);
}

virtual void OnPaint(const PaintEventArgs& e){
	//对于直线
	for(auto shape: shapeVector){
	shape->Draw(e.Graphics);//多态调用，各负其责
	}
	//...
	Form::OnPaint(e);
}
...

/********Shape.h************/

class Shape{
public:
	virtual void Draw(const Graphics& g) = 0;//设为纯虚函数，各形状自己画自己
	virtual ~Shape(){};//Shape指针可以调用正确的析构函数，c++多态
}
class Line : public Shape {
public:
	Line(const Ponit& start, const Point& end){
		this->start = start;
		this->end = end;
	}
    ~Line();
    void draw(const Graphics& g){
    	g.DrawLine(Pens.Red,
    		start.x, start.y, end.x, end.y);
    }
private:
    Point start;
    Point end;
};

class Rect : public Shape {
public:
	Rect(const Point& leftUp, int width, int height){
    	this->leftUp = leftUp;
    	this->width = width;
    	this->height = height;
    }
    ~Rect();
    void draw(const Graphics& g){
    	g.DrawLine(Pens.Red,
    		leftUp, width, height);
    }
private:
    Point leftUp;
    int width;
    int height;
};
...

当系统需要增加圆形的需求时

对于分解方法

/********MainForm.cpp*********/

class MainForm : public Form{
public:
	MainForm(){
		//...
	}
private:
	Point p1;
	Point p2;
    vector<Line> lineVector;
    vector<Rect> rectVector;
    //改变的地方
    vector<Circle> circleVector;
    // ...
protected:
	virtual void OnMouseDown(const MouseEventArgs& e);//鼠标点下
	virtual void OnMouseUp(const MouseEventArgs& e);//鼠标抬起
	virtual void OnPaint(const PaintEventArgs& e);//显示形状
};

void MainForm::OnMouseDown(const MouseEventArgs& e){
	p1.x = e.X;
	p1.y = e.Y;
	//...
	Form::OnMouseDown(e);
}

void MainForm::OnMouseUp(const MouseEventArgs& e){
	p2.x = e.X;
	p2.y = e.Y;

	if(rdoLine.Checked){
		Line line(p1, p2);
		lineVector.push_back(line);
	}
	else if(rdoRect.Checked){
		int width = abs(p2.x - p1.x);
		int height = abs(p2.y - p1.y);
		Rect rect(p1, width, height);
		rectVector.push_back(rect);
	}
	//改变的地方
	else if(...){
		//...
	}
	//...
	
	this->Refresh();//系统会去调用Paint
	Form::OnMouseUp(e);
}

virtual void OnPaint(const PaintEventArgs& e){
	//对于直线
	for(auto line: lineVector){
		e.Graphics.DrawLine(Pens.Red,
					line.start.x,
					line.start.y,
					line.end.x,
					line.end.y,)
	}
	//对于矩形
	for(auto rect: rectVector){
		e.Graphics.DrawLine(Pens.Red,
					rect.start.x,
					rect.start.y,
					rect.end.x,
					rect.end.y,)
	}
	//改变的地方
	for(...){
		//...
	}
	//...
	Form::OnPaint(e);
}
...

/********Shape.h************/
class Point{
public:
	int x;
	int y;
}
class Line {
public:
	Line(const Ponit& start, const Point& end){
		this->start = start;
		this->end = end;
	}
	~Line();
private:
    Point a;
    Point b;
};

class Rect {
public:
    Rect(const Point& leftUp, int width, int height){
    	this->leftUp = leftUp;
    	this->width = width;
    	this->height = height;
    }
    ~Rect();
private:
    Point leftUp;
    int width;
    int height;
};
//改变的地方
class Circle{
	//...
}
...

对于抽象的方法

/********MainForm.cpp*********/

class MainForm : public Form{
public:
	MainForm(){
		//...
	}
private:
	Point p1;
	Point p2;
	
	vector<Shape*> shapeVector;//注意这时Vector里放的是指针，为了保证多态，不要忘记释放内存
    // ...
protected:
	virtual void OnMouseDown(const MouseEventArgs& e);//鼠标点下
	virtual void OnMouseUp(const MouseEventArgs& e);//鼠标抬起
	virtual void OnPaint(const PaintEventArgs& e);//显示形状
};

void MainForm::OnMouseDown(const MouseEventArgs& e){
	p1.x = e.X;
	p1.y = e.Y;
	//...
	Form::OnMouseDown(e);
}

void MainForm::OnMouseUp(const MouseEventArgs& e){
	p2.x = e.X;
	p2.y = e.Y;

	if(rdoLine.Checked){
		Line line(p1, p2);
		lineVector.push_back(new line(p1, p2));//因为Vector里放的是指针所以要new出
	}
	else if(rdoRect.Checked){
		int width = abs(p2.x - p1.x);
		int height = abs(p2.y - p1.y);
		Rect rect(p1, width, height);
		rectVector.push_back(new rect(p1, width, height));//因为Vector里放的是指针所以要new出
	}
	//这里做些改变，不过后续利用设计模式可以消除掉
	//...
	
	this->Refresh();//系统会去调用Paint
	Form::OnMouseUp(e);
}

virtual void OnPaint(const PaintEventArgs& e){
	//对于直线
	for(auto shape: shapeVector){
	shape->Draw(e.Graphics);//多态调用，各负其责
	}
	//...
	Form::OnPaint(e);
}
...

/********Shape.h************/

class Shape{
public:
	virtual void Draw(const Graphics& g) = 0;//设为纯虚函数，各形状自己画自己
	virtual ~Shape(){};//Shape指针可以调用正确的析构函数，c++多态
}
class Line : public Shape {
public:
	Line(const Ponit& start, const Point& end){
		this->start = start;
		this->end = end;
	}
    ~Line();
    void draw(const Graphics& g){
    	g.DrawLine(Pens.Red,
    		start.x, start.y, end.x, end.y);
    }
private:
    Point start;
    Point end;
};

class Rect : public Shape {
public:
	Rect(const Point& leftUp, int width, int height){
    	this->leftUp = leftUp;
    	this->width = width;
    	this->height = height;
    }
    ~Rect();
    void draw(const Graphics& g){
    	g.DrawLine(Pens.Red,
    		leftUp, width, height);
    }
private:
    Point leftUp;
    int width;
    int height;
};

//改变的地方
class Circle : public Shape{
	//...
}
...