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课程目标

• 理解松耦合设计思想
• 掌握面向对象设计原则
• 掌握重构技法改善设计
• 掌握GOF核心设计模式

什么是设计模式

目标：复用，以不变应万变

GOF设计模式

从面向对象谈起

深入理解面向对象

• 向下：深入理解三大面向对象机制
  • 封装：隐藏内部实现
  • 继承：复用现有代码
  • 多态：改写对象行为
• 向上：深刻把握面向对象机制所带来的抽象意义，理解如何使用这些机制来表达现实世界，掌握什么是“好的面向对象设计”

软件设计固有的复杂性

软件设计复杂的根本原因

• 变化
  • 客户需求的变化
  • 技术平台的变化
  • 开发团队的变化
  • 市场环境的变化
  • …

如何解决复杂性

• 分解
  • 人们面对复杂性有一个常见的做法：即分而治之，将大问题分解为多个小问题，将复杂问题分解为多个简单问题。
• 抽象
  • 更高层次来讲，人们处理复杂性有一个通用的技术，即抽象。由于不能掌握全部的复杂对象，我们选择忽视它的非本质细节，而去处理泛化和理想化了的对象模型。

结构化 VS. 面向对象

• 分解：将问题具体化

/*
* @file: Shape1.h
*/class Point {
public:int x;int y;
};class Line {
public:Point start;Point end;Line(const Point& start, const Point& end) {this->start = start;this->end = end;}
};class Rect {
public:Point leftUp;int width;int height;Rect(const Point& leftUp, int width, int height) {this->leftUp = leftUp;this->width = width;this->height = height;}
};// 增加
// 新图形
class Circle {};

/*
* @file: MainForm1.cpp
*/class MainForm : public Form {
private:Point p1;Point p2;vector<Line> lineVector;	// 直线vector<Rect> rectVector;	// 矩形// 改变// 增加一个vector专门存储圆vector<Circle> circleVector;	// 圆public:MainForm() {// ...}
protected:virtual void OnMouseDown(const MouseEventArgs& e);virtual void OnMouseUp(const MouseEventArgs& e);virtual void OnPaint(const PaintEventArgs& e);
};void MainForm::OnMouseDown(const MouseEventArgs& e) {p1.x = e.X;p1.y = e.Y;// ...Form::OnMouseDown(e);
}void MainForm::OnMouseUp(const MouseEventArgs& e) {p2.x = e.X;p2.y = e.Y;if (rdoLine.Checked) {	// 如果是要画线Line line(p1, p2);lineVector.push_back(line);}else if (rdoRect.Checked){	// 如果是要画矩形int width = abs(p2.x - p1.x);int height = abs(p2.y - p1.y);Rect rect(p1, width, height);rectVector.push_back(rect);}// 改变else if (...) {	// 如果是要画圆// ...circleVector.push_back(circle);}// ...this->Refresh();Form::OnMouseUp(e);
}void MainForm::OnPaint(const PaintEventArgs& e) {// 针对直线for (int i = 0; i < lineVector.size(); i++) {e.Graphics.DrawLine(Pens.Red,lineVector[i].start.x, lineVector[i].start.y,lineVector[i].end.x,lineVector[i].end.y);}// 针对矩形for (int i = 0; i < rectVector.size(); i++) {e.Graphics.DrawRectangle(Pens.Red,rectVector[i].leftUp,rectVector[i].width,rectVector[i].height);}// 改变// 针对圆形for (int i = 0; i < circleVector.size(); i++) {e.Graphics.DrawCircle(Pens.Red,circleVector[i]);}// ...Form::OnPaint(e);
}

• 抽象：运用面向对象的继承与多态特性，使用统一的处理方式，来提高代码的复用性

/*
* @file: Shape2.h
*/// 基类
class Shape {
public:// 虚函数，由子类overridevirtual void Draw(const Graphics& g) = 0;// 析构函数也要是virtualvirtual ~Shape() { }
};class Point {
public:int x;int y;
};// 派生类：继承Shape
class Line: public Shape {
public:Point start;Point end;Line(const Point& start, const Point& end) {this->start = start;this->end = end;}// 实现自己的Draw，负责画自己virtual void Draw(const Graphics& g) {g.DrawLine(Pens.Red, start.x, start.y, end.x, end.y);}
};// 派生类：继承Shape
class Rect: public Shape {
public:Point leftUp;int width;int height;Rect(const Point& leftUp, int width, int height) {this->leftUp = leftUp;this->width = width;this->height = height;}// 实现自己的Draw，负责画自己virtual void Draw(const Graphics& g){g.DrawRectangle(Pens.Red,leftUp, width, height);}
};//增加
class Circle : public Shape{
public://实现自己的Draw，负责画自己virtual void Draw(const Graphics& g) {g.DrawCircle(Pens.Red,...);}
};

/*
* @file: MainForm2.cpp
*/class MainForm : public Form {
private:Point p1;Point p2;// 针对所有形状，注意：这里是基类指针Shape*，而非基类对象；// 目的是利用多态，用父类指针指向子类对象，vector中可以存储所有子类对象的指针vector<Shape*> shapeVector;public:MainForm() {//...}
protected:virtual void OnMouseDown(const MouseEventArgs& e);virtual void OnMouseUp(const MouseEventArgs& e);virtual void OnPaint(const PaintEventArgs& e);
};void MainForm::OnMouseDown(const MouseEventArgs& e) {p1.x = e.X;p1.y = e.Y;// ...Form::OnMouseDown(e);
}void MainForm::OnMouseUp(const MouseEventArgs& e) {p2.x = e.X;p2.y = e.Y;if (rdoLine.Checked) {shapeVector.push_back(new Line(p1,p2));	// 将Line*指针放入shapeVector中}else if (rdoRect.Checked) {int width = abs(p2.x - p1.x);int height = abs(p2.y - p1.y);shapeVector.push_back(new Rect(p1, width, height));	// 将Rect*指针放入shapeVector中}// 改变else if (...){// ...shapeVector.push_back(circle);	// 将Circle*指针放入shapeVector中}// ...this->Refresh();Form::OnMouseUp(e);
}void MainForm::OnPaint(const PaintEventArgs& e) {// 针对所有形状for (int i = 0; i < shapeVector.size(); i++) {shapeVector[i]->Draw(e.Graphics); //多态调用，各负其责}// ...Form::OnPaint(e);
}

软件设计的目标

什么是好的软件设计？软件设计的金科玉律：复用！