c++ 设计模式1

从面向对象谈起

1）

底层思维：向下，如何把握及其底层，从微观理解对象构造 

             （语言构造、编译转换、内存模型、运行时机制）

抽象思维： 向上，如何将我们的周围世界抽象为程序代码

　　　 　（面向对象、组件封装、设计模式、架构模式）

 

2）

深入理解面向对象 

向下： 深入理解三大面向对象机制（封装、继承、多态）

向上：深刻把握面向对象机制所带来的抽象意义，掌握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“。 （不是使用了封装、继承、多态就是面向对象）

3）

软件设计复杂的根本原因： 变化！

 

4）如何解决复杂性？ （分解与抽象）

分解：分而治之，将大问题分解为多个小问题，复杂问题分解为简单问题

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，我们选择忽略它的非本质细节，而去处理泛化和理想化的对象模型

 

5）代码示例：画图简单工具代码描述 (伪代码，关注业务逻辑，体会分解与抽象的不同)

两种实现方法描述

第一种实现：（分解）

Shape1 中， 各自建立Point，Line，Rec类

Mainform1中，建立存储不同类型图形的数据结构（vector<Point>, vector<Line>...）;

　　　　　　　鼠标点击时根据类型判断存储在不同结构中;

　　　　　　　Onpaint方法依次实现不同图形画法。

第二种实现：（抽象）

Shape2中，建立Shape基类和draw虚函数；

　　　　　 Point Line Rec等继承Shape类，并override draw函数，自己画自己。

Mainform2中，建立存储基类指针的数据结构（vector<Shape*>），实现对所有形状存储；

　　　　　　　鼠标点击时根据类型判断以不同方式存储在 vector<Shape*>中， 如 = new Rec() 或 = new Line()

　　　　　　　Onpaint方法，多态调用，各负其责。

 

孰优孰劣？ 评判标准？

功能均可实现，但考虑实现好坏的标准应该要考虑变化！

变化： 增加circle类和其画法

对于第一种实现： 36-40行 增加circle类； 53行 增加vector<Circle>;  89-93行 增加对Circle判断和存储； 120 -125行增加画circle的

对于第二种实现：54-62行 增加circle类继承shape;    107-111行增加对Circle判断和存储（采用工厂模式也可消除该变化）

 

可以看出第二种是实现代码变更部分更少（尤其不必修改内部代码，只是额外添加），代码复用性更强，抵御变化能力更强。

 

6） 回到软件设计的目标

软件设计的金科玉律： 复用！

 

shape1 & Mainform1 :

//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
class Circle{


};
 
//Mainform1.cpp
//

class MainForm : public Form {
private:
    Point p1;
    Point p2;

    vector<Line> lineVector;
    vector<Rect> rectVector;
    //改变
    vector<Circle> circleVector;

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){
        Line line(p1, p2);
        lineVector.push_back(line);
    }
    else if (rdoRect.Checked){
        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 (...){
        //...
        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);
}

 

shape2 & Mainform2 :

//Shape2
//
class Shape{
public:
    virtual void Draw(const Graphics& g)=0;
    virtual ~Shape() { }
};


class Point{
public:
    int x;
    int y;
};

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);
    }

};

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,
            ...);
    }

};

//Mainform2
//
class MainForm : public Form {
private:
    Point p1;
    Point p2;

    //针对所有形状
    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));
    }
    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));
    }
    //改变  (使用工厂模式这里的变化也可消除)
    else if (...){
        //...
        shapeVector.push_back(circle);
    }

    //...
    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);
}