1. 预备知识

1.0 设计原则和设计模式

1.1 如何描述设计模式

在本系列文章中，我们将用统一的格式描述设计模式，每一个模式根据以下的模板被分为若干部分描述。

模式名和分类：
模式名称简介地描述了模式的本质，比如观察者模式、迭代器模式，等等。

意图：
主要回答以下问题：

• 这是模式是做什么的
• 它的基本原理和意图是什么
• 它可以解决怎样特定的设计问题

别名：
模式的其他名称

适用性：

• 什么情况下可以使用该设计模式？
• 该模式可用来改进哪些不良的设计，怎么识别这些情况

结构：
基于OMT表示法对模式中的类进行图形化描述。 OMT表示法见2.0

参与者：
抽象化地描述设计模式中的类和对象以及各自的职责

协作：
模式的不同参与者怎么样协作实现他们的职责

效果：

• 模式怎么样支持它的目标
• 效果和工作量的权衡
• 系统结构的哪些方面可以独立改变

代码示例：
基于C++语言的代码示例，所有代码开源，且使用gitee管理
这是代码gitee地址

已知应用：
实际系统中应用该模式的例子

相关模式：

• 与这个模式紧密相关的模式有哪些
• 不同之处是什么
• 这个模式与哪些其他的模式一起使用

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1.3 图示符号指南

主要使用以下三种图描述类和对象间的关系和交互。

• 类图：描述各个类的结构及静态关系
• 对象图：描述运行时刻特定的对象结果
• 交互图：展示对象间请求的流程

1.3.1 类图

1. 类。
   使用OMT表示法表示类图
   

• 一个类表示为一个线框，在顶部以粗体写着类名，其下是主要的操作，在下是实例变量。
• 斜体表示类的操作是抽象的

2. 继承：Shape(父类)与LineShape(子类)表示类继承关系，用空心三角形，在连接线中间表示。
3. 组合 的含义是一个类中具有另一个类的成员变量，被组合的对象生命周期同组合他的对象一致，即“同生共死”。C++代码为：

class Drawing
{
	Shape ShapeVar;
}
1
2
3
4

在OMT中用根部有菱形的箭头表示，其中箭头的指向为成员变量。

4.聚合(部分书翻译为相识)。一个类只是“知道”另一个类，但是对于他的生命周期完全不关心(这点看笔者认为“相识”的翻译更能让人领会意思)。C++代码为：

class LineShape
{
	Color* ColorVar;
}
1
2
3
4

在OMT中，根部没有菱形的箭头表示聚合关系

5.多于一个
OMT还定义了一种实心圆点，表示“多于一个”：

例如上图表示Drawing 类有多个Shape类型的成员变量，同shape成员变量之间是组合厝
6.创建
还有一种需要表示的关系是“一个类创建了哪个类的对象”，但书中说OMT并不支持这种表示，因此书中自己用虚线表示了这种关系：

如图表示CreationTool创建了LineShape类型的对象
7. 伪代码注解

一个例子：

1. Drawing类有成员变量Shape(可能有多个),二者构成组合关系
2. Shape为父类，LineShape为子类，其中LineShape有指向Color类的指针，构成聚合关系
3. CreationTool类创建了LineShape类型的对象

1.3.2 对象图

1.3.3 交互图

1.4 前置C++知识

待续

2. 观察者模式

模式名和分类

意图

Observer 模式要解决的问题为：建立一个一（Subject, 主题）对多（Observer，观察者）的依赖关系，并且做到当主题变化的时候，依赖这个主题的多个观察者也能够同步改变。

比如：
对同一组数据进行统计分析时候，我们希望能够提供多种形式的表示（例如以表格进行统计显示、柱状图统计显示、百分比统计显示等）。指多个对象间存在一对多的依赖关系(数据为subject, 不同的表示方式为多个Observer)，当一个对象的状态发生改变时，所有依赖于它的对象都得到通知并被自动更新。

别名

观察者模式又叫做发布-订阅(Publish-Subscribe)模式、模型-视图(Model-View)模式、源-监听器(Source-Listener)模式。

“一” 指代：publish,Model,Source,Subject.　上述含义等价。

动机

实用性

结构

参与者

1. Subject：抽象目标类
   – Subject知道它的观察者。可以有任意多个观察者观察同一个目标。
   – 提供注册和删除观察者对象的接口
2. Observer：抽象观察者类
   – 为对象定义一个更新接口，这些对象在目标发生改变时需要获得通知。
3. ConcreteSubject：具体目标
   – 将有关状态存入各自的ConcreteSubject对象
   – 当具体目标的状态发生改变时，向它的各个观察者发出通知
4. ConcreteObserver：具体观察者
   – 维护一个指向具体目标 对象的引用
   – 存储有关状态，这些状态应与目标的状态保持一致
   – 实现Observer的更新接口，更新目标为：自身状态与目标状态保持一致。

协作

效果

实现

代码示例

参考
观察者模式的C++示例

已知应用

相关模式