设计模式总结

本文深入探讨了设计模式中创建型、结构型及行为型模式的应用,包括简单工厂、单例、建造者、装饰器、策略等多种模式的具体实现案例,帮助读者理解如何在实际开发中运用这些模式。

建造型模式:

简单工厂:常用,通过enum查找对象,调用其方法使用;

抽象工厂:未曾使用,多个工厂被封装在抽象工厂,挺复杂的;

单例:管理常用

建造者:需要生成的对象具有复杂的内部结构, 需要生成的对象内部属性本身相互依赖;(比如用于创建player、npc、pet等,每个对象都有复杂子结构,且都是object)

原型:拷贝构造,java的clone方法,之前在定义协议时使用过,初始化很多协议对象,使用时,拷贝一份;

结构型模式:

组合:部分整体结构(如,部门员工,一种聚合关系,不会有共同的生命周期),通过指针进行组件组合,增删改查管理

扩展型

装饰:对于接口扩展,可通过其他类对象扩展,也可通过自身函数指针扩展

适配:通过依赖使用某模块时,为了扩展所使用的模块,通过适配器达到扩展需求

代理:类似装饰,都是扩展自身接口,只是传递参数方法不同

桥接:对象和实现分离

享元:管理常用公有内容对象,抽离出内部状态,通过外部状态进行改变使用

关系型模式:

类之间关系型

观察者:发布、订阅场景

外观模式:一个管理型模式

//外观模式使用
public class Demo {
   public static void main(String[] args) {
      ShapeMaker shapeMaker = new ShapeMaker();
 
      shapeMaker.drawCircle();
      shapeMaker.drawRectangle();
      shapeMaker.drawSquare();      
   }
}

通过关联关系,封装了多个对象,使用时,通过不同方法,调用不同对象达到某种效果,也可以自由组合;

装饰器和策略:



//装饰器模式
public class ShapeDecorator implements Shape {
   protected Shape op;
 
   public ShapeDecorator(Shape decoratedShape){
      this.op = decoratedShape;
   }
 
   public void Extend() {
   }

   public void draw(){
      op.draw();
      Extend();
   }  
}

public class Demo {
   public static void main(String[] args) {
 
      Shape circle = new Circle();
      ShapeDecorator redCircle = new RedShapeDecorator(new Circle());
      ShapeDecorator redRectangle = new RedShapeDecorator(new Rectangle());
      
      System.out.println("Circle with normal border");
      circle.draw();
 
      System.out.println("Circle of red border");
      redCircle.draw();
 
      System.out.println("Rectangle of red border");
      redRectangle.draw();
   }
}

//策略模式使用
public class Demo {
   public static void main(String[] args) {
      Context context = new Context(new OperationAdd());    
      System.out.println("10 + 5 = " + context.execute(10, 5));
 
      context = new Context(new OperationSubtract());      
      System.out.println("10 - 5 = " + context.execute(10, 5));
 
      context = new Context(new OperationMultiply());    
      System.out.println("10 * 5 = " + context.execute(10, 5));
   }
}

策略模式:对外提供统一访问接口,通过传入不同策略来达到不同策略;

装饰器是要解决什么问题?

我们要对现有类进行扩展,如果改原有代码,量大,不兼容强;

因此,我们需要一个装饰器,装饰原有对象,同时,仍要使用原接口展示,达到兼容扩展的效果;

相同:

都是通过关联的关系,通过外部类调用;都是继承基类(shape、operation)实现统一方法,利用多态;

不同:

解决不同的问题,装饰器模式为了兼容扩展,策略模式是为了封装策略,并用同一个接口展示;

外观和策略比较:

方法调用上,策略模式整合成一个处理方法,外观模式应用不同处理方法;

关联关系上,外观是关联多个,策略是关联一个;

外观模式有整体的概念;策略模式更加零散,更灵活;

同时策略模式,不就是多态吗,但是比多态更灵活;

使用上,我更倾向使用外观,整体好管理,结构清晰,使用上,对于c++更适用;而且我认为即使是java也应该减少new的调用;

当然,要学的是思想,使用上肯定不能这样随意的new了,要配合工厂单例了;

使用上,都应该配合简单工厂,外面套实现,区别是,提供一个方法还是多个方法,一个方法需要传参enum,多个方法无需传参;

内容概要:本文系统介绍了算术优化算法(AOA)的基本原理、核心思想及Python实现方法,并通过图像分割的实际案例展示了其应用价值。AOA是一种基于种群的元启发式算法,其核心思想来源于四则运算,利用乘除运算进行全局勘探,加减运算进行局部开发,通过数学优化器加速函数(MOA)和数学优化概率(MOP)动态控制搜索过程,在全局探索与局部开发之间实现平衡。文章详细解析了算法的初始化、勘探与开发阶段的更新策略,并提供了完整的Python代码实现,结合Rastrigin函数进行测试验证。进一步地,以Flask框架搭建前后端分离系统,将AOA应用于图像分割任务,展示了其在实际工程中的可行性与高效性。最后,通过收敛速度、寻优精度等指标评估算法性能,并提出自适应参数调整、模型优化和并行计算等改进策略。; 适合人群:具备一定Python编程基础和优化算法基础知识的高校学生、科研人员及工程技术人员,尤其适合从事人工智能、图像处理、智能优化等领域的从业者;; 使用场景及目标:①理解元启发式算法的设计思想与实现机制;②掌握AOA在函数优化、图像分割等实际问题中的建模与求解方法;③学习如何将优化算法集成到Web系统中实现工程化应用;④为算法性能评估与改进提供实践参考; 阅读建议:建议读者结合代码逐行调试,深入理解算法流程中MOA与MOP的作用机制,尝试在不同测试函数上运行算法以观察性能差异,并可进一步扩展图像分割模块,引入更复杂的预处理或后处理技术以提升分割效果。
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