软件设计模式概述

软件设计模式的产生背景

“设计模式”最初是用于建筑领域设计中的用语。

1977年，美国著名建筑大师，加利福尼亚大学伯克利分校环境结构中心主任 克里斯托夫·亚历山大 在他的著作《建筑模式语言：城镇、建筑、结构》中描述了一些建筑设计问题，并提出了253种关于对城镇、邻里、花园和房间等进行了设计的基本模式。

1979年他的另一部经典著作《建筑的永恒之道》 进一步强化了设计模式的思想，为后来建筑设计指明了方向。

1987年，特肯·贝壳 和沃德·坎宁安首先将克里斯托夫·亚历山大的模式思想应用到Smalltalk中的图像用户接口生成中，但没有引起软件界的关注。

直到1990年，团建工程界才开始研讨设计模式的话题，后来召开了多次关于设计模式的研讨会。

1995年艾瑞克·伽马、查理的·海尔姆、拉尔夫·约翰森、约翰·威利斯迪斯等四位作者合作出版了《设计模式：可复用面向对象软件基础》一书，在本课程中收录了23个设计模式，这是设计模式领域里里程碑的事件，导致了团建设计模式的突破。这4位作者在团建开发领域里也以他们的“四人组”（Gang of Four,GoF）匿名著称。

知道今天，侠义的设计模式还是本教程中所介绍的23种经典的设计模式。

软件设计模式的概念与意义

有关软件设计的定义很多，有些从模式的特点来说明，有些从模式的作用来说明。本教程给出的定义是大多数学者公认的，从以下两个方面来说明。

1.软件设计模式的概念

软件设计模式，简称设计模式，是一套被反复使用、多数人知晓的、经过分类编目的、代码设计经验的总结。它描述了在软件设计过程种的一些不断重复发生的问题，以及该问题的解决方案。它是解决特定问题的一系列套路，是前辈们的代码设计经验总结，具有一定的普遍性，可以反复使用。目的是为了提高代码可重用性、可读性可靠性。

2.学习设计模式的意义

设计模式的本质是面向对象设计原则的实际运用，是对类的封装性、继承性和多态性以及类的关联关系和组合关系的充分理解。正确使用设计模式的优点。

- 可以提高程序员的思维能力、编程能力和设计能力

-使程序设计更加标准化，代码编制更加工程化，软件开发效率大大提高，缩短开发周期。

-使设计的代码可重用性高、可读性强、可靠性高、灵活性好、可维护性强。

设计模式只是一个引导。在具体的软件开发中，需要根据设计的应用系统的特点和要求来恰当选择。对于简单的程序开发，可能写一个简单的算法要比引入某种设计模式更加容易，大型项目的开发、架构设计，用设计模式来组织代码显然更好。

3.软件设计模式的基本要素

软件设计模式使人们更加简便的复用成功的设计和体系结构，它通常包含以下基本要素：模式名称、别名、动机、问题、解决方案、效果、结构、模式角色、合作关系、实现方法、适应性、已知应用、例程、模式扩展和相关模式等，其中关键元素有四种。

1.模式名称

模式名称要能体现模式的问题、特点、解决方案、功能和效果。模式名称有助于我们理解和记忆模式，也便于我们来讨论自己的设计。

2.问题

问题 problem 描述该模式的应用环境，什么时候使用该模式，用于解释设计问题及问题存在的前因后果，以及必须满足一系列先决条件。

3.解决方案

模式问题的解决方案包括设计的组成成分、它们之间的相互关系及各自的职责和写作方式。因为模式就像一个模板，可应用于多个场景，所以解决方案并不描述一个特定的设计或实现，而是提供设计问题的抽象描述和怎么用一个具有一般意义的元素组合来解决这个问题。

4.效果

描述了模式的应用效果已经该模式应用的权衡问题，即模式的优缺点，主要是对时间和空间的衡量，以及该模式对系统的灵活性、扩展性、可移植性的影响，也考虑其实现问题。显式地列出这些效果，对理解和评价这些模式有很大的帮助。

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