設計模式在軟件設計中的應用

鐘睿

摘要 設計模式是一套能夠被重復使用、經過分類的、多人協作的代碼設計經驗的總結，在軟件設計中有著重要作用，可以讓軟件代碼可靠性更高，更容易被人理解。本文介紹了設計模式的概念，并對其進行了簡單的分類，闡述了設計模式的選擇以及應用。

【關鍵詞】軟件設計 設計模式 應用

在信息技術快速發展的今天，許多工作領域都離不開軟件設計，軟件可以大大提高人們的工作效率，給人們帶來很大的便利。在軟件設計中，設計模式的合理利用可以讓相關軟件代碼能夠得到重復使用，提高軟件設計的效率，同時還增強了軟件代碼的可靠性。目前軟件設計模式已經取得了一定的成果，但是從社會需求和社會發展而言，設計模式還有著很大的提升空間，在這種的背景下，研究軟件設計模式對于相關從業人員而言，具有一定的借鑒意義。

1 設計模式的概述

在面對對象的軟件設計中，通常會有許多問題會重復出現。解決這些問題的有效辦法就是設計模式，設計模式的概念最早是從建筑學中誕生的，當初主要是為了讓建筑設計人員解決在設計時遇到的重復問題。隨著技術的發展，設計模式逐漸從建筑領域轉化為計算機領域，主要關注的是面向對象軟件設計中容易出現的重復問題，不同的設計模式都有著各自特有的強度和語境，強度在設計模式中作為語境的元素，而強度則是對設計模式的使用情況進行解釋。在軟件設計中，設計模式主要完成對多數驗證正確的提煉和記錄。

2 設計模式的分類

不同的設計模式都有著各自的適用環境和特點，在進行模式的選取之前，首先要了解不同的設計模式，只有這樣，才可以在實際的軟件設計中靈活運用，常見的設計模式包括以下幾種：

2.1 享元模式

在軟件設計中，經常會遇到很多共性較大、相似的對象，這種情況對系統的性能會產生一定的負面影響。享元模式可以較好的解決這個問題，該模式可以提取多個對象的相似信息，并將他們分類成為新的Flyweight對象，如果要對原來的信息進行復原的話，可以在Flyweight對象中進行，這樣可以有效地減少設計中程序對象的創建，減小內存的占用率，同時提高軟件程序的性能。

2.2 0bserver模式

該設計模式可以在軟件對象中建立一對多的對應關系，如果此模式中的一個對象發生變化時，建立對應關系的其他對象也會及時更新。在軟件的界面設計中，Observer模式的應用較為廣泛，在軟件開發過程中，往往需要把軟件的業務邏輯同用戶的界面分離開，而Observer模式則可以有效地避免這種情況的發生。同時，Observer模式還可以很好的解決對象之間的狀態同步問題，如果一個用戶視圖的數據發生更改后，相應的后臺數據庫也會進行同步的自動更新。

2.3 組合模式

組合模式主要功能是把軟件對象劃分為“整體-部分”的層次，也就是樹狀結構，可以有效地使單個對象和復合對象在實際的使用時能夠保持較好的一致性。在軟件界面設計中，組合模式的應用也十分廣泛，比如可以利用此模式操作圖形對象，能夠有效地提高代碼的可重復程度，使軟件設計更加規范。

3 設計模式的選取和在軟件設計中的應用

目前設計模式在軟件設計中的應用主要表現在：

（1）在進行軟件開發之前，就把設計模式計劃應用到設計的多個環節之中;

（2）在軟件設計的過程中，相關的工作已經開展，例如軟件結構己初步設計完成后，為了保證軟件的組件和模塊更加靈活，從而應用設計模式。

3.1 設計模式的選取

3.1.1 設計模式的選擇

在選擇設計模式時往往要考慮多方面的因素：

（1）要充分考慮軟件設計過程中的可變因素：

（2）充分考慮不同的設計模式可以解決哪些問題以及他們各自的工作原理;

（3）了解瀏覽模式的意圖;

（4）充分比較研究多個相似的模式;

（5）了解不同的分析模式之間如何進行連接。

3.1.2 設計模式的選擇步驟

為了能夠在設計軟件中高效地應用設計模式，選擇的步驟主要包括：

（1）將要解決的問題抽象化，并進行合理科學的劃分;

（2）根據實際問題的不同選擇合適的設計模式;

（3）將問題進行規劃并匹配設計模式;

（4）將選擇的模式進行變體，適當的修改和調整設計模式的原始結構，便于有問題的解決;

（5）細化軟件體系的結構;

（6）衡量度量設計的質量。

3.2 設計模式的應用

選取合適的設計模式后，如何科學合理的應用也十分重要：

（1）詳細了解設計模式;

（2）仔細觀察代碼示例部分和形式案例;

（3）明確模式參與者在應用中的實際意義;

（4）需要定義類;

（5）使用專門的操作名稱，便于軟件設計中多人協作的良好實現。

4 結語

在面向對象的軟件設計領域，設計模式得到了廣泛的應用，同時也有許多新的研究成果誕生。相信在今后的軟件設計，特別是面向對象軟件設計中，設計模式將會得到更好的發展和應用。

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