因为本周五开始五一假期，所以只有一节软件构造课。因为内容还属于创建模式、结构模式、行为模式。将该堂课的内容整合到本博客中。本周的重点是程序开发模式，在写代码之前首先充分考虑采用哪种模式更有利于开发、维护。采用合适的设计模式帮助理清思路，明确目标，有“事半功倍”之效果。编写可复用代码需要更多的精力投入。

框架层面的复用

1.可分为白盒框架和黑盒框架
白盒框架：通过子类型和重写方法实现扩展，对应模板模式
黑盒框架：通过插件接口实现扩展（本质上是委托），对应策略模式和观察模式
2.复用白盒框架后，通过创建子类进行调用。

复用黑盒调用后，通过框架程序进行调用。

3.白盒框架和黑盒框架可复用代码的位置
黑盒的可复用代码在框架中，插件是自定义部分
白盒框架的可用代码是子框架的父类

结构模式

1.适配器Adapter
① 使用具有中转功能的接口，将不匹配的接口统一（将某个类或接口转换为用户期望的其他形式）

②Rectangle类是adapter，LegacyRectangle是adaptee

2.装饰器Decorator
①让类的操作产生更多的特性，对每一个特性构造子类，通过委派机制增加到对象上。
②例子：stack的三种附加功能

上面是接口，左边是被扩充的类，右边是装饰。装饰类中将基础操作，比如push、pop、size操作，通过引用委托到左边的被扩充类完成。
装饰类委托的类不同，可以实现层层装饰的效果。比如在实现SecureStack时，将其父类StackDecorator指向UndoStack，则实现的SecureStack就同时具有了UndoStack功能。如果同时，将UndoStack的父类指向LockedStack，UndoStack就具有了LockedStack功能。
装饰类只能使用接口中的操作。
具体例子：

注：t无法使用undo方法，只能使用接口中的push、pop、size方法。
3.外观模式Facade
①组合接口成一个统一的接口，Lab3中有体现。
4.代理（Proxy）模式
①某个对象比较私密/敏感/浪费资源，不希望被客户端直接访问。设置proxy在二者间建立防火墙。本应该直接访问真实对象，但是代价太大，所以创建并访问代理对象（和真实对象有同样的接口）以降低代价。需要真实对象时再通过委托访问真实对象。
②代理模式的例子

③适配器模式和代理模式的区别
适配器模式的目的是消除不兼容，以客户端期望的统一的方式建立联系。接口不同。
代理模式的目的是隔离对复杂对象的访问，降低代价。接口相同。

行为模式

1.策略模式Strategy
①某个接口（通用）有多个实现，使用委托，根据不同实际情况进行调用切换。
2.模板模式Template method
①使用继承和重写实现。一个类作为模板，用子类进行继承和扩充。共性的步骤在抽象类内公共实现，差异化的步骤在各个子类中实现。
3.迭代器Iterator
①用迭代器对集合进行操作。客户端希望遍历被放入容器/集合类的一组ADT对象，无需关心容器的具体类型。即是不管对象被放进哪里，都提供同样的遍历方式。
②迭代器是可变类。使用时集合中的当前对象有两个引用，一个来自集合，另一个来自迭代器。所以不使用迭代器遍历时不能删除元素，即只能使用迭代器的remove进行删除。
4.观察者（Observer）模式
①类似于广播的一对多模式。Sbuject维护一个Observer的集合，应该具有Attach、Detach（添加和删除Observer）的操作，和Notify（改变Observer，Subject调用Observer的功能）的操作。
②观察者模式的例子
其中Observer的Subject属性可以去掉，代表可以观测任意“偶像”

③Java提供Observable接口和Observer接口。
5.访问者（Visitor）模式
①本质上将数据和作用于数据上的某些特定操作分离开来。
②为ADT预留一个将来可扩展功能的“接入点”（Element的accept方法），外部实现的功能代码可以在不改变ADT本身的情况下通过委托接入ADT。
③分为Visitor类和Element类。针对不同子类型的element，分别实现visit操作。Element类的accept(Visitor)与特定的Visitor子类联系起来，允许其对自己的数据操作。

④存在双向委托，即Visitor和Element接口相互调用。
⑤例子

⑥Visitor模式在特定ADT上执行特定操作，但是该操作不在ADT内部实现，而实委托到独立的Visitor对象。客户端可以灵活地扩展/改变Visitor的操作而不影响ADT。
⑦策略模式和访问者模式的区别
二者都是通过委托建立两个对象的动态联系。但是Visitor强调的是外部定义某种对ADT的操作，该操作和ADT自身关系不大，只是访问ADT，故ADT内部只需要开放accept(Visitor)即可，客户端在外部调用。策略模式强调对ADT内部某些功能相应算法的灵活替换，这些算法是ADT功能的重要组成部分，只不过是委托到外部而已。
Visitor是站在外部客户端角度，灵活增加对ADT的不同操作；Strategy站在内部ADT的角度，灵活变化对其内部功能的不同配置。

创建模式

1.工厂模式（虚拟构造器）
①当客户端不知道要创建哪个具体类的实现，或者不想在客户端代码中指明要具体创建的实例时，使用工厂方法。定义一个用于创建对象的接口，让其子类觉得实例化哪一个类，从而使一个类的实例化延迟到其子类。
②该模式中，每一个工厂只创建某一种类型的产品。
③工厂方法举例：
常规情况下 Product p = new ProductTwo();
工厂模式下 Product p = new ConcreteTwo.makeObject();
④将工厂类的方法设置成static，则不需要创建工厂类实例也能创建产品。
2.抽象工厂模式
①提供接口以创建一组互相依赖的对象，但不需要指明其具体类。抽象工厂负责创建每个组成部分，遵循各组成部分之间的固定搭配。例如窗口分为1类型和2类型，滚动条分为1类型和2类型。提供两个工厂类，一个创建窗口1和滚动条1，另一个创建窗口2和滚动条2。抽象工厂方法可以同时创建窗口和滚动条，并且实现它们的固定组合（类似于套餐）。
②该模式中，每一个工厂创建多种类型的产品。

③本质上是把多类的工厂方法组合在一起，特点是遵循固定搭配规则。

可维护性的度量与构造原则

1.软件维护的种类：纠错性、适应性、完善性、预防性
2.提高可维护性的方法：
从原则上通过模块化。
OO设计原则（SOLID、GRASP）
OO设计模式
基于状态的构造技术
基于语法的构造技术（正则表达式）

模块化设计

1.模块化设计的原则：直接映射、尽可能少的接口、尽可能小的接口、显式接口、信息隐藏
2.耦合和内聚

3.OO设计原则-SOLID
①单一责任原则
不应该有多于一个的原因让ADT发生变化，否则就应该拆分开。责任就是变化的原因，即一个类承担一个责任。
②开放-封闭原则
对扩展性的开发，对修改的封闭。模块的行为是可扩展的，从而该模块可表现出新的行为以满足需求的变化。但是模块自身的代码是不应被修改的，扩展模块行为的一般途径是修改模块的内部实现，如果一个模块不能被修改，那么它通常被认为是具有固定的行为。
针对多个实现抽象出一个具体的接口，如果有新的实现，继承该接口即可。从而支持了对扩展的开放。

③Liskov替换原则***
子类型必须能够替换其父类型，派生类必须能够通过其基类的接口使用，客户端无需了解二者之间的差异。
④依赖转置原则
尽量依赖接口，而不是接口的具体实现类。抽象的模块不应该依赖于具体的模块，具体应该依赖于抽象。

⑤接口分离原则
只提供客户端必需的接口。