我的java设计模式学习之旅 - 设计模式简介

本文深入解析设计模式的定义、来源及重要性,介绍其四大核心要素,并探讨23种经典设计模式,帮助读者掌握设计模式的精髓,提升软件设计水平。

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1.什么是设计模式

设计模式是从许多优秀的软件系统中总结出成功的可复用的设计方案。建筑大师Alexander给出过一个经典定义:"每一个设计模式描述一个在我们周围不断重复发生的问题,以及该问题的解决方案的核心,这样,你就能一次次地使用该方案而不必做重复的劳动。"。

记录一个设计模式有4个基本要素:

1、名称:

一个模式的名称,高度概括了该模式的本质,有利于行业统一术语,便于交流。

2、问题:

描述应该在何时使用该模式,解释设计问题和问题存在的前因后果,描述在怎样的场景下使用该模式。

3、方案:

描述方案的组成部分,它们之间的相互关系,以及各自的职责和协作方式。

4、效果:

描述模式的应用效果以及使用模式应该权衡的问题,主要效果包括使用模式对系统的灵活性,扩展性和复用性的影响。

所以,掌握一个设计模式,最基本是要能清晰描述一个设计模式的4个基本要素。


2.“23个设计模式”来源:

来源于外国4人在1994年合作出版的《Design Patterns: Elements of Reusable Obvject-Orientied Software 》,翻译为:“设计模式:可复用的面向对象软件的基本原理”。也就是大名鼎鼎的四人帮之书,昵称GOF。


3.学习设计模式的重要性:

易维护、易扩展、易复用,是一个好的设计系统的特点。而23种设计模式就是从很多好的设计系统中提取出来的部分模式,学习这些设计模式,不仅可以使我们用好这些成功的模式,更重要是能让我们更加深刻地理解面向对象的设计思想,非常有利于我们更好的使用面向对象的思想来解决我们设计中的问题。 另外,学习了设计模式,对我们进一步学习、理解和掌握框架是非常有利的,比如JavaEE中就大量使用了设计模式。


4.合理使用模式

不是任何部分都要套用模式,模式是针对具体问题的。

避免教条:不满足时,完全可以修改模式种的部分结构来符合实际设计需求。

避免乱用:模式不是发现的,是总结出来的,在设计时,要尽可能用最简单的方式满足系统要求,不要为了模式而强行使用。


5.23中设计模式

创建型5种(工厂方法模式、抽象工厂模式、单例模式、建造者模式、原型模式)

结构型7种()

 行为型11中()

内容概要:该研究通过在黑龙江省某示范村进行24小时实地测试,比较了燃煤炉具与自动/手动进料生物质炉具的污染物排放特征。结果显示,生物质炉具相比燃煤炉具显著降低了PM2.5、CO和SO2的排放(自动进料分别降低41.2%、54.3%、40.0%;手动进料降低35.3%、22.1%、20.0%),但NOx排放未降低甚至有所增加。研究还发现,经济性和便利性是影响生物质炉具推广的重要因素。该研究不仅提供了实际排放数据支持,还通过Python代码详细复现了排放特征比较、减排效果计算和结果可视化,进一步探讨了燃料性质、动态排放特征、碳平衡计算以及政策建议。 适合人群:从事环境科学研究的学者、政府环保部门工作人员、能源政策制定者、关注农村能源转型的社会人士。 使用场景及目标:①评估生物质炉具在农村地区的推广潜力;②为政策制定者提供科学依据,优化补贴政策;③帮助研究人员深入了解生物质炉具的排放特征和技术改进方向;④为企业研发更高效的生物质炉具提供参考。 其他说明:该研究通过大量数据分析和模拟,揭示了生物质炉具在实际应用中的优点和挑战,特别是NOx排放增加的问题。研究还提出了多项具体的技术改进方向和政策建议,如优化进料方式、提高热效率、建设本地颗粒厂等,为生物质炉具的广泛推广提供了可行路径。此外,研究还开发了一个智能政策建议生成系统,可以根据不同地区的特征定制化生成政策建议,为农村能源转型提供了有力支持。
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