设计模式与UML类图

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设计模式与UML类图

我们为什么要学设计模式

今天上前端的课,老师讲起了设计模式相关的概念来,听得一头雾水,就去专门了解了一下。

所谓设计模式,我将其理解为一套思路,一套模板,根据前人总结出的经验来更高效地开发项目,真正的实现高内聚低耦合,通俗来讲,设计模式让我们更好地实现代码复用,让代码更容易读懂,更易维护,保证其可靠性。

即使是前端技术栈,也要掌握设计模式,能够做项目设计,这样才有机会成为项目负责人,而不只是单纯只会板砖的码农。

设计模式的分类

  • 创建型模式 用于描述“如何创建对象”,其主要特点是“将对象的创建与使用分离” ,而不是像我们最开始学习Java时乱写一通,将创建调用都写在一起。 其中包括:

    • 单例
    • 原型
    • 工厂方法
    • 抽象工厂
    • 建造者
  • 结构型模式

    • 用于描述如何将类或对象按某种布局组成更大的结构 其中包括:

      • 代理
      • 适配器
      • 桥接
      • 装饰
      • 外观
      • 享元
      • 组合
    • 行为型模式 用于描述类或对象之间怎样互相协作共同完成单个对象无法单独完成的内容,以及怎样分配职责 其中包括:

      • 模板方法
      • 策略
      • 命令
      • 职责链
      • 状态
      • 观察者
      • 中介者
      • 迭代器
      • 访问者
      • 备忘录
      • 解释器

学设计模式需要的工具:UML(类图)

UML——统一建模语言,它是用来设计软件的可视化建模语言。主打一个简单、统一、图形化,并且能表达软件设计中的动态与静态信息

类图是一种静态的结构图,描述了系统的类的集合,类的属性和类之间的关系,可以简化人们对系统的理解

基础用法

表示一个类

在UML类图中,类使用包含类名、属性和方法且带有分割线的矩形来表示,比如这样一个Emlpoyee类中包含name、age和address这三个属性,以及work()方法

UMLeg.png

属性/方法名前的加减号表示了这个属性/方法的访问修饰符:

    • : public
    • : private
  • : protected

属性名的完整表示方式:可见性 名称 : 类型 [ = 缺省值]

方法的完整表示方式:可见性 名称(参数列表) [ : 返回类型]

👆注意:中括号中的内容可选。变量类型和方法返回值类型均可以前置

表示类之间的关系
关联关系

关联关系是对象之间的一种引用关系,用于表示一类对象与另一类对象之间的联系,比如老师和学生、丈夫和妻子等等。

其中,关联又分为三种:

  • 单向关联——用一个箭头的实现表示,比如下方图表示每个顾客都有一个地址,这通过Customer类持有一个类型为Address的成员变量类实现。

unidirectionalCorrelation.png

  • 双向关联——双方各自持有对方类型的成员变量,用一个不带箭头的直线表示,如下图中Customer类中维护一个List,表示一个顾客可以购买多个商品;在Product类中维护一个Customer类型的成员变量表示这个产品被哪个顾客所购买

bidirectionalCorrelation.png

  • 自关联——自己包含自己,在UML类图中用一个带有箭头且指向自身的线表示,如下图意思为Node类中包含类型为Node的成员变量。

self-correlation.png

聚合关系

聚合关系是关联关系的一种,是强关联关系,是整体和部分之间的关系。

聚合关系也是通过成员对象来实现的,其中成员对象是整体对象的一部分,但是成员对象可以脱离整体对象而独立存在。例如学校中的老师,如果学校停办,但老师们依旧还在。

在UML类图中,聚合关系用带空心菱形的实线来表示,菱形指向整体,如下图就是老师与学校的关系图:

paradigmaticRelation.png

组合关系

组合表示类之间的整体与部分的关系,但它是一种更强烈的聚合关系

在组合关系中,整体对象可以控制部分对象的生命周期,一旦整体对象不存在了,部分对象也将不复存在,部分对象不能脱离整体对象而存在

在UML类图中,组合关系用带实心的菱形实现来表示,菱形指向整体。例如:人体头和嘴的关系

syntagmaticRelation.png

依赖关系

依赖关系是一种使用关系,它是对象之间耦合度最弱的一种关联方式,是临时的关联。在代码中,某个类的方法通过局部变量、方法的参数或者对静态方法的调用来访问另一个类(被依赖类)中的某些方法来完成一些职责

在UML类图中,依赖关系使用带箭头的虚线来表示,箭头从使用类指向被依赖的类。如下图是司机和汽车的关系图,司机驾驶汽车:

dependencyRelation.png

继承关系/泛化关系

继承关系是对象之间耦合度最大的一种关系,表示一般与特殊的关系,是父类与子类之间的关系,是一种继承关系。

在UML类图中,继承关系用带空心三角箭头的实线来表示,箭头从子类指向父类。在代码实现时,使用面向对象的继承机制来实现泛化关系。例如Student类和Teacher类都是Person类的子类:

inheritanceRelation.png

实现关系

实现关系是接口与实现类之间的关系。在这种关系中,类实现了接口,类中的操作实现了接口中所声明的所有的抽象操作。

在UML类图中,实现关系使用带空心三角箭头的虚线来表示,箭头从实现类指向接口。例如汽车和船实现了交通工具:

realizationRelation.png