《C#設(shè)計模式(第2版)》教學大綱

1、C#設(shè)計模式教學大綱一、課程說明1、課程編號：2、課程名稱（中/英文）：C#設(shè)計模式/C# Design Patterns3、課程類別：專業(yè)課4、學時/學分：32/2.05、先修課程：C#面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計、軟件工程6、適用專業(yè)：軟件工程，計算機科學與技術(shù)，信息管理與信息系統(tǒng)7、教材、教學參考書：二、課程性質(zhì)和教學目的C#設(shè)計模式是軟件工程、計算機科學與技術(shù)、信息管理與信息系統(tǒng)等專業(yè)本科生的一門專業(yè)課，本課程是一門具有較強理論性和實踐性的軟件設(shè)計和開發(fā)類課程。本課程主要學習設(shè)計模式基礎(chǔ)知識、UML類圖、面向?qū)ο笤O(shè)計原則、常用的創(chuàng)建型設(shè)計模式、結(jié)構(gòu)型設(shè)計模式和行為型設(shè)計模式。本課程要求學生掌握常用

2、設(shè)計模式的動機、定義、結(jié)構(gòu)、實現(xiàn)、使用效果以及應(yīng)用實例，能夠?qū)⑺鶎W知識應(yīng)用到C#項目設(shè)計與開發(fā)中，進一步培養(yǎng)學生的工程實踐能力和專業(yè)技術(shù)水平，為今后從事相關(guān)工作奠定基礎(chǔ)。本課程首先學習設(shè)計模式的基本知識和UML類圖；接著介紹常見的七個面向?qū)ο笤O(shè)計原則；然后重點介紹使用頻率較高的設(shè)計模式，包括五種創(chuàng)建型設(shè)計模式（簡單工廠模式、工廠方法模式、抽象工廠模式、原型模式、單例模式）、六種結(jié)構(gòu)型設(shè)計模式（適配器模式、橋接模式、組合模式、裝飾模式、外觀模式、代理模式）和七種行為型設(shè)計模式（職責鏈模式、命令模式、迭代器模式、觀察者模式、狀態(tài)模式、策略模式、模板方法模式）。此外，為了幫助學生深入理解所學知識，提

3、高實踐動手能力并將所學知識應(yīng)用于解決實際問題，本課程設(shè)置了相應(yīng)的實踐環(huán)節(jié)，針對具體問題合理選擇設(shè)計模式，繪制相應(yīng)的模式結(jié)構(gòu)圖并使用C#代碼實現(xiàn)模式結(jié)構(gòu)，通過實踐環(huán)節(jié)，進一步理解和掌握所學知識并將所學知識應(yīng)用于軟件設(shè)計和開發(fā)。三、課程目標（知識目標、能力目標）(1) 知識目標 掌握設(shè)計模式的概念和分類，理解設(shè)計模式的優(yōu)勢。 掌握UML類圖的繪制以及如何使用UML類圖構(gòu)建軟件的靜態(tài)設(shè)計模型。 掌握常用的面向?qū)ο笤O(shè)計原則，并學會使用面向?qū)ο笤O(shè)計原則對軟件設(shè)計方案進行重構(gòu)。 掌握常見設(shè)計模式的動機、定義、結(jié)構(gòu)、效果和應(yīng)用，結(jié)合實例學習如何在實際的C#項目開發(fā)中運用所學設(shè)計模式。(2) 能力目標 結(jié)合具

4、體問題要求學生合理選擇設(shè)計模式提供設(shè)計方案，有助于提高學生的獨立思考能力、問題解決能力和分析設(shè)計能力。 學會使用所學知識來解決實際問題并繪制結(jié)構(gòu)圖，培養(yǎng)學生的知識運用能力和工程實踐能力。 有助于培養(yǎng)和提高學生的創(chuàng)新思維與創(chuàng)造能力。四、教學內(nèi)容、重點難點及教學設(shè)計章節(jié)教學內(nèi)容參考學時學時分配教學重點教學難點教學方案設(shè)計（含教學方法、教學手段）講課(含研討)實踐第1章 設(shè)計模式概述設(shè)計模式的誕生與發(fā)展，設(shè)計模式的定義與分類，GoF設(shè)計模式簡介，設(shè)計模式的優(yōu)點220設(shè)計模式的定義、分類和優(yōu)點設(shè)計模式的優(yōu)點以課堂講授為主，結(jié)合課堂討論。第2章 UML類圖UML概述，類與類的UML表示，類之間的關(guān)系32

5、1類的UML表示、類之間的關(guān)系類之間的關(guān)系以課堂講授為主，結(jié)合上機實驗和課堂討論。第3章面向?qū)ο笤O(shè)計原則面向?qū)ο笤O(shè)計原則概述，單一職責原則，開閉原則，里氏代換原則，依賴倒轉(zhuǎn)原則，接口隔離原則，合成復用原則，迪米特法則321單一職責原則、開閉原則、里氏代換原則、依賴倒轉(zhuǎn)原則、合成復用原則依賴倒轉(zhuǎn)原則、合成復用原則采用實例驅(qū)動教學法，以實例為中心講解相關(guān)知識點。以課堂講授為主，結(jié)合上機實驗和課堂討論。第4章創(chuàng)建型設(shè)計模式創(chuàng)建型模式概述，簡單工廠模式，工廠方法模式，抽象工廠模式，原型模式，單例模式752常用創(chuàng)建型設(shè)計模式的動機、定義、結(jié)構(gòu)和實現(xiàn)抽象工廠模式、原型模式采用實例驅(qū)動教學法，以實例為中心講

6、解相關(guān)知識點。以課堂講授為主，結(jié)合上機實驗和課堂討論。第5章結(jié)構(gòu)型設(shè)計模式結(jié)構(gòu)型模式概述，適配器模式，橋接模式，組合模式，裝飾模式，外觀模式，代理模式862常用結(jié)構(gòu)型設(shè)計模式的動機、定義、結(jié)構(gòu)和實現(xiàn)橋接模式、裝飾模式、代理模式采用實例驅(qū)動教學法，以實例為中心講解相關(guān)知識點。以課堂講授為主，結(jié)合上機實驗和課堂討論。第6章行為型設(shè)計模式行為型模式概述，職責鏈模式，命令模式，迭代器模式，觀察者模式，狀態(tài)模式，策略模式，模板方法模式972常用行為型設(shè)計模式的動機、定義、結(jié)構(gòu)和實現(xiàn)命令模式、觀察者模式、狀態(tài)模式采用實例驅(qū)動教學法，以實例為中心講解相關(guān)知識點。以課堂講授為主，結(jié)合上機實驗和課堂討論。注：實

7、踐包括實驗、上機等五、實踐教學內(nèi)容和基本要求本實踐教學的主要任務(wù)是要求學生通過課內(nèi)實驗，熟悉UML類圖的繪制以及雙向工程；通過面向?qū)ο笤O(shè)計原則對不良設(shè)計方案進行重構(gòu)；結(jié)合具體項目場景，實現(xiàn)常用的設(shè)計模式，包括簡單工廠模式，工廠方法模式，抽象工廠模式，原型模式，單例模式，適配器模式，橋接模式，組合模式，裝飾模式，外觀模式，代理模式，職責鏈模式，命令模式，迭代器模式，觀察者模式，狀態(tài)模式，策略模式和模板方法模式等設(shè)計模式。通過對本實踐課程的學習，學生將熟悉UML類圖的繪制和使用；熟悉常用的面向?qū)ο笤O(shè)計原則并使用面向?qū)ο笤O(shè)計原則對軟件設(shè)計方案進行重構(gòu)；熟悉常用的設(shè)計模式，掌握常用的設(shè)計模式的定義與結(jié)

8、構(gòu)，理解其設(shè)計方案和實現(xiàn)原理，結(jié)合實例學習如何運用設(shè)計模式解決項目實際問題，提高系統(tǒng)設(shè)計水平和代碼質(zhì)量，并學會分析設(shè)計模式的優(yōu)缺點，熟悉模式的適用場景，使用C#語言實現(xiàn)常用的設(shè)計模式并繪制相應(yīng)的結(jié)構(gòu)圖。要求學生在課外時間，研究設(shè)計模式與某一軟件質(zhì)量屬性（例如可擴展性、可復用性、可維護性、可靠性等）之間的關(guān)系，撰寫一篇相應(yīng)的小論文。通過課外實驗，深入理解如何通過設(shè)計模式來提高軟件質(zhì)量，有助于學生更好地掌握所學設(shè)計模式。本課程實踐教學內(nèi)容和基本要求如下表所示：實驗項目名稱實驗學時實踐內(nèi)容基本要求實驗1 UML類圖和面向?qū)ο笤O(shè)計原則實驗2根據(jù)項目場景繪制對應(yīng)的類圖；使用常用的面向?qū)ο笤O(shè)計原則對面向?qū)?/p>

9、象系統(tǒng)中的類設(shè)計進行重構(gòu)。(1) 正確無誤繪制項目場景對應(yīng)的類圖。(2) 選擇合適的面向?qū)ο笤O(shè)計原則對系統(tǒng)進行重構(gòu)，正確無誤地繪制重構(gòu)之后的類圖。實驗2 創(chuàng)建型設(shè)計模式實驗2結(jié)合實例實現(xiàn)幾種常見的創(chuàng)建型設(shè)計模式，包括簡單工廠模式、工廠方法模式、抽象工廠模式、原型模式和單例模式，理解每一種設(shè)計模式的模式動機，掌握模式結(jié)構(gòu)，結(jié)合實例繪制模式結(jié)構(gòu)圖、編寫模式實例實現(xiàn)代碼，運行并測試模式實例代碼。(1) 結(jié)合實例，正確無誤地繪制簡單工廠模式、工廠方法模式、抽象工廠模式、原型模式和單例模式的模式結(jié)構(gòu)圖。(2) 使用C#語言實現(xiàn)簡單工廠模式、工廠方法模式、抽象工廠模式、原型模式和單例模式實例，代碼運行正確

10、無誤。實驗3 結(jié)構(gòu)型設(shè)計模式實驗2結(jié)合實例實現(xiàn)幾種常見的結(jié)構(gòu)型設(shè)計模式，包括適配器模式、橋接模式、組合模式、裝飾模式、外觀模式和代理模式，理解每一種設(shè)計模式的模式動機，掌握模式結(jié)構(gòu)，結(jié)合實例繪制模式結(jié)構(gòu)圖、編寫模式實例實現(xiàn)代碼，運行并測試模式實例代碼。(1) 結(jié)合實例，正確無誤地繪制適配器模式、橋接模式、組合模式、裝飾模式、外觀模式和代理模式的模式結(jié)構(gòu)圖。(2) 使用C#語言實現(xiàn)適配器模式、橋接模式、組合模式、裝飾模式、外觀模式和代理模式實例，代碼運行正確無誤。實驗4 行為型設(shè)計模式實驗2結(jié)合實例實現(xiàn)幾種常見的行為型設(shè)計模式，包括職責鏈模式、命令模式、迭代器模式、觀察者模式、狀態(tài)模式、策略模式和模板方法模式，理解每一種設(shè)計模式的模式動機，掌握模式結(jié)構(gòu)，結(jié)合實例繪制模式結(jié)構(gòu)圖、編寫模式實例實現(xiàn)代碼，運行并測試模式實例代碼。(1) 結(jié)合實例，正確無誤地繪制職責鏈模式、命令模式、迭代器模式、觀察者模式、狀態(tài)模式、策略模式和模板方法模式的模式結(jié)構(gòu)圖。(2) 使用C#語言實現(xiàn)職責鏈模式、命令模式、迭代器模式、觀察者模式、狀態(tài)模式、策略模式和模板方法模式實例，