利用UML描述常見的幾種設(shè)計(jì)模式

1、.軟件體系結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)六利用uml描述常見的幾種設(shè)計(jì)模式一：實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆赵O(shè)計(jì)模式在軟件設(shè)計(jì)中的作用，熟悉并了解一些常用的設(shè)計(jì)模式，進(jìn)一步熟悉并鞏固rational rose 2003與visio2003工具的使用，熟悉并了解ibm rational software architecture 6.0工具的建模方法。二：實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備（1） 熟悉利用umlrose2003與visio2003建模的方法（2） 熟悉并了解軟件設(shè)計(jì)模式（3） 熟悉并了解ibm rational software architecture 6.0的建模方法。三：實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)面向?qū)ο筌浖容^困難，而設(shè)計(jì)可復(fù)用的面向?qū)ο筌浖透永?/p>

2、難。你必須找到相關(guān)的對(duì)象，以適當(dāng)?shù)牧６葘⑺鼈儦w類，再定義類的接口和繼承層次建立對(duì)象之間的基本關(guān)系。 在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該對(duì)手頭的問(wèn)題有針對(duì)性，同時(shí)對(duì)將來(lái)的問(wèn)題和需求也要有足夠的通用性，同時(shí)也希望避免重復(fù)設(shè)計(jì)或盡可能少做重復(fù)設(shè)計(jì)。一個(gè)設(shè)計(jì)模式是軟件開發(fā)中重復(fù)出現(xiàn)問(wèn)題的解決方案；一種來(lái)源于具體問(wèn)題形式的抽象，這種抽象在特定環(huán)境中出現(xiàn)；在給定的問(wèn)題環(huán)境和約束條件下，對(duì)通用問(wèn)題的重復(fù)解決方案；一種經(jīng)過(guò)證明的、在給定條件下問(wèn)題的有效的重復(fù)解決方案。它象一個(gè)“大金塊”傳遞了解決方案的本質(zhì)。（點(diǎn)石成金的方法）。經(jīng)過(guò)多次成功使用，已經(jīng)被證明的“最佳實(shí)踐方法”；用文字、圖表描述的方式來(lái)捕捉設(shè)計(jì)專家的智慧和經(jīng)驗(yàn)，并把這

3、些經(jīng)驗(yàn)傳遞給新手。對(duì)通用設(shè)計(jì)問(wèn)題的重復(fù)解決方案，對(duì)真實(shí)世界問(wèn)題的實(shí)踐的/具體的解決方案面向特定的問(wèn)題環(huán)境權(quán)衡利弊之后得到的“最佳”解決方案，領(lǐng)域?qū)＜液驮O(shè)計(jì)老手的“殺手锏”，用文檔的方式記錄的最佳實(shí)踐，在討論問(wèn)題的解決方案時(shí)，一種可交流的詞匯，在使用（重用）、共享、構(gòu)造軟件系統(tǒng)中，一種有效地使用已有的智慧/經(jīng)驗(yàn)/專家技術(shù)的方式。在面向?qū)ο蟮能浖O(shè)計(jì)中，可以利用uml對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行建模，對(duì)設(shè)計(jì)模式的建模包括建立內(nèi)部視圖和外部視圖 設(shè)計(jì)模式的內(nèi)部視圖是一組類圖和一組交互圖。 設(shè)計(jì)模式的外部視圖是一個(gè)參數(shù)化協(xié)作，協(xié)作參數(shù)命名。是模式的用戶必須綁定的元素。本次實(shí)驗(yàn)要求同學(xué)們理解常見的組合模式（結(jié)構(gòu)類型）、工

4、廠模式（構(gòu)造類型）、責(zé)任鏈模式（行為類型）。并能根據(jù)具體的案例，選擇相應(yīng)的設(shè)計(jì)模式，并根據(jù)該設(shè)計(jì)模式所定義的組成元素，組成元素之間的關(guān)連關(guān)系、約束關(guān)系，利用uml作出具體的設(shè)計(jì)。 在ibm rational software architecture 6.0中，提供了goff所總結(jié)的23種常見模式的模板，我們可以根據(jù)這些模板，實(shí)例化模板的參數(shù)，最后得到一個(gè)具體的某種模式的設(shè)計(jì)。圖1-圖3描述了組件的一個(gè)設(shè)計(jì)。精品.圖一：組件的設(shè)計(jì)模式圖（ibm rsa6.0中建模）精品.圖二：組件的設(shè)計(jì)模式圖主題圖（ibm rsa6.0中建模）圖三：組件的瀏覽圖（ibm rsa6.0中建模）一：組合模式：一個(gè)

5、例子：組件可以分為原子組件與組合組件，原子組件是不能再分解的一個(gè)組件單元，組合組件則是由多個(gè)組件組成，而組成組合組件的這些組件既可以是原子組件，也可以是組合組件。這樣，原子組件可以通過(guò)組合構(gòu)成一個(gè)組合組件，原子組件與組合組件又可以通過(guò)組合構(gòu)成更大的組合組件。我們可以通過(guò)組合模式來(lái)設(shè)計(jì)一個(gè)組合組件的模型，圖三是利用ibm rationalsoftwarearchitecture所提供的組合模式設(shè)計(jì)出來(lái)的組件的結(jié)構(gòu)。圖四是利用rational rose類圖描述的組件的結(jié)構(gòu)圖。精品.圖四：組件類圖（rose2003） 圖形可以看成是一些基本圖形元素與組合圖形元素的組合體，其中基本的圖形元素包括點(diǎn)，線

6、，園，矩形，橢圓形，射線等基本元素。而一個(gè)最簡(jiǎn)單的組合圖形元素是這些基本圖形元素組合在一塊形成的組合。通過(guò)組合，最終可以構(gòu)成用戶所需要的圖形。圖五描述了一個(gè)構(gòu)成的例子。一個(gè)文件夾由文件以及文件夾組成，而在這個(gè)文件夾里可能也是由文件及文件夾組成，因此，文件夾也是一種組合模式的實(shí)例，請(qǐng)根據(jù)上面所提供描述內(nèi)容，利用組合模式畫出圖形元素、文件夾的uml結(jié)構(gòu)圖。精品.圖五：一個(gè)圖形例子圖六：一個(gè)文件夾的例子 二：責(zé)任鏈模式： 責(zé)任鏈模式是使多個(gè)對(duì)象都有機(jī)會(huì)處理請(qǐng)求，從而避免請(qǐng)求的對(duì)象和接收的對(duì)象之間的耦合關(guān)系，將這些對(duì)象連成一條鏈，并沿著這條鏈傳遞該請(qǐng)求，直到有一個(gè)對(duì)象處理它為止。例如一個(gè)圖形用戶界面中

7、的上下文有關(guān)的幫助機(jī)制，用戶在界面的任一部分上按f1鍵就應(yīng)該可以得到幫助信息，所提供的幫助依賴于點(diǎn)擊的是界面的哪一部分以及上下文環(huán)境。顯然，在這種模式中，我們應(yīng)根據(jù)從最特殊到最普遍的順序來(lái)組織幫助信息，這樣，用戶所得到的幫助應(yīng)是最體現(xiàn)了用戶的需求。精品.圖七 對(duì)象責(zé)任鏈類之間調(diào)用圖根據(jù)上面的提示，請(qǐng)畫出它們之間的對(duì)象交互圖以及類圖。圖八：幫助責(zé)任鏈序列圖 圖九：責(zé)任鏈類圖 抽象工廠模式與工廠模式：精品. 抽象工廠模式與工廠模式的區(qū)別：抽象工廠模式比工廠模式更復(fù)雜，更靈活，一個(gè)抽象工廠模式或以先創(chuàng)建出多個(gè)具體的工廠，這些具體的工廠再創(chuàng)建出具體的產(chǎn)品。抽象工廠模式關(guān)鍵在于工廠類是多層次的，有父工廠

8、類和子工廠類，父工廠類可以產(chǎn)生子工廠類，再由子工廠類生產(chǎn)出產(chǎn)品，這樣產(chǎn)品也可以是由復(fù)雜關(guān)系的，也可以說(shuō)多種的。創(chuàng)建產(chǎn)品時(shí)，它是由具體工廠的實(shí)例的操作來(lái)完成的。 抽象工廠模式：多個(gè)抽象產(chǎn)品類，每個(gè)抽象產(chǎn)品類可以派生出多個(gè)具體產(chǎn)品類。 工廠方法模式：一個(gè)抽象產(chǎn)品類，可以派生出多個(gè)具體產(chǎn)品類。由這些類來(lái)創(chuàng)建實(shí)例圖十：生成不同平臺(tái)的控件的設(shè)計(jì)圖（簡(jiǎn)化了的抽象工廠模式）圖十一：生成不同控件的設(shè)計(jì)圖（工廠模式）根據(jù)上面分析與實(shí)例所描述抽象工廠模式與工廠模式的區(qū)別及聯(lián)系，考慮一個(gè)游戲中的人物的創(chuàng)建，試著利用這兩種模式對(duì)游戲中創(chuàng)建人物的方法進(jìn)行建模。（提示：為了描述在不同的場(chǎng)景中的人物建立，可以認(rèn)為不同的場(chǎng)景是不同的具體工廠，而在同一場(chǎng)景中建立一個(gè)人物，可以利用工廠模式進(jìn)行建模）。