軟體設計模式與原則

2021-06-21 13:52:08 字數 3533 閱讀 9019

軟體設計模式(designpattern)是一套被反覆使用的**設計經驗總結。使用設計模式是為了可重用**、讓**更容易被他人理解、保證**可靠性。好的設計,成就好的作品。但在軟體設計的過程中,若有一些設計原則(design principle)的約束,那我們的軟體會重構得更好。設計模式和設計原則博大精深,需要我們長時間的實踐和總結才能真正領悟到其真諦,本章首先以「觀察者模式」為例,介紹設計模式在windows forms中的應用(其他常用設計模式略),之後詳細介紹五大設計原則(簡稱solid原則)。

程式的執行意味著模組與模組之間、物件與物件之間不停地有資料交換,觀察者模式強調的就是,當乙個目標本身的狀態發生改變時(或者滿足某一條件),它會主動發出通知,通知對該變化感興趣的其他物件,如果將通知者稱為「subject」(主體),將被通知者稱為「observer」(觀察者),具體結構圖如下:

圖9-1 觀察者模式中類關係圖

如上圖9-1所示,圖中將主體和觀察者的邏輯抽象出來兩個介面,分別為:isubject和iobserver,isubject介面中包含乙個通知觀察者的notifyobservers方法、乙個新增觀察者的addobserver方法和乙個removeobserver方法,iobserver介面中則只包含乙個接受通知的notify方法,isubject和iobserver介面的關係為:一對多,乙個主體可以通知多個觀察者。

具體**實現如下:

//code 9-1

inte***ce isubject

inte***ce iobserver

class mysubject:isubject

}publicvoid removeobserver(iobserver observer)

}publicvoid notifyobservers(string msg)

}publicvoid dosomething()

}}class myobserver:iobserver

}class yourobserver:iobserver

}

如上**code 9-1中所示,no.1和no.2處分別定義了isubject和iobserver介面,接著定義了乙個具體的主體類mysubject,該類實現了isubject介面,在addobserver、removeobserver分別將觀察者加入或者移除集合_observers_list(no.3和no.4處),最後在notifyobservers方法中,遍歷_observers_list集合,將通知傳送到每個觀察者(no.5處),注意我們可以在dosomething方法中當滿足某一條件時,通知觀察者(no.6處)。我們使用iobserver介面定義了兩個具體的觀察者myobserver和yourobserver,在兩者的notify方法中分別按照自己的邏輯去處理通知資訊(乙個直接將msg列印出來,乙個將msg以郵件形式傳送給別人)(no.7和no.8處)。

現在我們可以將mysubject類物件當作乙個具體的主體,將myobserver類物件和yourobserver類物件當做具體的觀察者,那麼**中可以這樣去使用:

//code 9-2

isubject subject = new mysubject();

subject.addobserver(new myobserver());

subject.addobserver(new yourobserver());

subject.notifyobservers(「it's a test!」);

(subject as mysubject).dosomething();

如上**code 9-2所示,我們向主體subject中新增兩個觀察者(no.1和no.2處),之後使用isubject.notifyobservers方法通知觀察者(no.3),另外,我們還可以使用mysubject.dosomething方法去通知觀察者(當某一條件滿足時),兩個觀察者分別會做不同的處理,乙個直接將「it's a test」字串列印輸出,而另乙個則將字串以郵件的形式傳送給別人。

注:code 9-2中,我們不能使用isubject介面去呼叫dosomething方法,而必須先將isubject型別轉換成mysubject型別,因為dosomething不屬於isubject介面。

觀察者模式中,整個流程見下圖9-2:

圖9-2 觀察者模式中的執行流程

如上圖9-2所示,在有些情況中,no.2處會做一些篩選,換句話說,主體有可能根據條件通知部分觀察者,no.4處虛線框表示可選,如果主體關心觀察者的處理結果,那麼觀察者就應該將自己的處理結果返回給主體。「觀察者模式」是所有框架使用得最頻繁的設計模式之一,原因很簡單,「觀察者模式」分隔開了框架**和框架使用者編寫的**,它是「好萊塢原則」(hollywood principle,don't call us,we will call you)的具體實現手段,而「好萊塢原則」是所有框架都嚴格遵守的。

在windowsforms框架中,可以說「觀察者模式」無處不在,在第四章講winform程式結構時已經有所說明,比如控制項處理windows訊息時,最終是以「事件」的形式去通知事件註冊者的,那麼這裡的事件註冊者就是觀察者模式中的「觀察者」,控制項就是觀察者模式中的「主體」。我們回憶一下第四章中有關system.windows.forms.control類的**(部分):

//code 9-3

class control:component

case2:

//…}

}protectedvirtual void onevent1(eventargs e)

}protectedvirtual void onevent2(eventargs e)}}

如上**code 9-3所示,在control類的wndproc視窗過程中的switch/case塊中,會根據不同的windows訊息去激發不同的事件(no.1和no.2處),由於wndproc是乙個虛方法,所有在任何乙個control的派生類中,均可以重寫wndproc虛方法,處理windows訊息,然後以「事件」的形式去通知事件註冊者。

如果我們在form1中註冊了乙個button類物件btn1的click事件,那麼btn1就是觀察者模式中的「主體」,form1(的例項)就是觀察者模式中的「觀察者」,如下**:

//code 9-4

class form1:form

privatevoid btn1_click(object sender,eventargs e)

}

如上圖code 9-4**所示,我們在form1的構造方法中註冊了btn1的click事件(no.1處),那麼btn1就是「主體」,form1(的例項)就是「觀察者」,當btn1需要處理windows訊息時,就會激發事件,通知form1(的例項)。

windowsforms框架正是使用「觀察者模式」實現了框架**與框架使用者編寫的**相分離。

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