GOF設(shè)計(jì)模式變體分類研究

李港　楊道武　彭逸凡　董澤民　肖卓宇

摘要：設(shè)計(jì)模式提供一種可復(fù)用的解決方案，并有助于提高軟件研發(fā)的效率。但隨著GOF設(shè)計(jì)模式成熟化與規(guī)?；F(xiàn)有23種經(jīng)典設(shè)計(jì)模式已不能滿足業(yè)務(wù)需求，為此，眾多學(xué)者對(duì)傳統(tǒng)GOF設(shè)計(jì)模式進(jìn)行了演化，該文致力于演化后設(shè)計(jì)模式的研究，提出了設(shè)計(jì)模式變體的概念，研究了變體特征，以裝飾者模式與代理模式為例，給出了具體的研究實(shí)現(xiàn)，取得了較好的研究效果，說明了設(shè)計(jì)模式變體值得進(jìn)一步深入研究。

關(guān)鍵詞：設(shè)計(jì)模式；設(shè)計(jì)模式變體；方案演化；設(shè)計(jì)模式分類；GOF

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2017）31-0085-02

1 概述

設(shè)計(jì)模式是一套經(jīng)典的，并得到了廣大軟件開發(fā)人員認(rèn)可的可復(fù)用設(shè)計(jì)方案[1-3]。目前，（Gang of four， GOF）GOF設(shè)計(jì)模式主要分為結(jié)構(gòu)型、行為型及創(chuàng)建型3類共計(jì)23種[4]。隨著設(shè)計(jì)模式應(yīng)用技術(shù)的普及化與成熟化，現(xiàn)有設(shè)計(jì)模式在實(shí)際應(yīng)用被不斷演化，并形成3類GOF標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)模式變體[5-6]。文獻(xiàn)[7]基于形式概念分析FCA與實(shí)例推理技術(shù)CBR，并應(yīng)用余弦理論提出一種設(shè)計(jì)模式方案推薦系統(tǒng)。文獻(xiàn)[8]結(jié)合圖形理論與矩陣相似計(jì)算理論提出一種設(shè)計(jì)模式檢測(cè)策略。文獻(xiàn)[9]對(duì)設(shè)計(jì)模式參與者角色間的關(guān)系進(jìn)行了分類研究，側(cè)重探討了改變?cè)O(shè)計(jì)模式意圖的附加關(guān)系，并依據(jù)特征制定了附加關(guān)系識(shí)別規(guī)則。文獻(xiàn)[10]基于子圖同構(gòu)原理與UML類圖匹配策略進(jìn)行了設(shè)計(jì)模式實(shí)例挖掘。

為此，進(jìn)行設(shè)計(jì)模式研究是非常有意義的，而設(shè)計(jì)模式演化后的變體更是研究的熱點(diǎn)與難點(diǎn)，本文工作將對(duì)典型設(shè)計(jì)模式變體進(jìn)行研究分析與實(shí)現(xiàn)。

2 GOF模式變體分類識(shí)別研究

為研究設(shè)計(jì)模式變體，以結(jié)構(gòu)型裝飾者模式與代理模式為例進(jìn)行深入研究。

2.1 裝飾者設(shè)計(jì)模式變體

GOF標(biāo)準(zhǔn)裝飾者模式意圖不是為某個(gè)類，而是為一個(gè)具體對(duì)象增加新的功能。圖1為一個(gè)典型的裝飾者模式變體。

——————一person接口———————

public interface Person { void eat（）；}

——————-二Man———————————

public class Man implements Person {

public void eat（） {

System.out.println（"男人在吃"）； }}

——————-三Decorator抽象類——————

public abstract class Decorator implements Person {

protected Person person；

public void setPerson（Person person） {

this.person = person； }

public void eat（） {person.eat（）；}}

——————四Decorator的擴(kuò)展類—————

public class ManDecoratorA extends Decorator {

public void eat（） {

super.eat（）；

reEat（）；

System.out.println（"ManDecoratorA類"）；}

public void reEat（） {

System.out.println（"再吃一頓飯"）；}}

public class ManDecoratorB extends Decorator {

public void eat（） {

super.eat（）；

System.out.println（"吃菜"）；

System.out.println（"ManDecoratorB類"）； }}

————————-六Container————————

public class Container {

public ManDecoratorA ManDecoratorA（Person person）{

ManDecoratorA A= new ManDecoratorA（）；

A.setPerson（person）；

return A； }

public ManDecoratorB ManDecoratorB（Person person）{

ManDecoratorB B= new ManDecoratorB（）；

B.setPerson（person）；

return B；}}

————————七test類————————

public class test {

public static void main（String[] args） {

Man man = new Man（）；

Container c=new Container（）；

c.ManDecoratorB（c.ManDecoratorA（man））.eat（）；}}

2.2 代理設(shè)計(jì)模式變體

代理模式旨在為設(shè)計(jì)模式參與者角色對(duì)象提供一種可訪問某種特定對(duì)象的代理控制機(jī)制。

——————————-項(xiàng)目接口—————————

public interface ISubject { void action（）； }

——————————-抽象項(xiàng)目—————————-

public abstract class AbstractRealSubject implements ISubject{

public void action（）{ }

———————-抽象項(xiàng)目的泛化3個(gè)———————-

public class RealSubject1 extends AbstractRealSubject {

public void action（）{

System.out.println（"代理開始"）；

System.out.println（"這是第一個(gè)項(xiàng)目在執(zhí)行"）；

System.out.println（"代理結(jié)束"）； }}

public class RealSubject2 extends AbstractRealSubject {

public void action（）{

System.out.println（"代理開始"）；

System.out.println（"這是第二個(gè)項(xiàng)目在執(zhí)行"）；

System.out.println（"代理結(jié)束"）； }}

public class RealSubject3 extends AbstractRealSubject {

public void action（）{

System.out.println（"代理開始"）；

System.out.println（"這是第三個(gè)項(xiàng)目在執(zhí)行"）；

System.out.println（"代理結(jié)束"）； }}

————————項(xiàng)目的代理————————-

package Proxy01；

public class SubjectProxy implements ISubject{

AbstractRealSubject subject；

public SubjectProxy（）{

System.out.println（"——這是代理類——"）；}

public void action（） {subject=new RealSubject1（）；}

public void Subject1（） {

subject=new RealSubject1（）；

subject.action（）；}

public void Subject2（） {

subject=new RealSubject2（）；

subject.action（）；}

public void Subject3（） {

subject=new RealSubject3（）；

subject.action（）；}

————————-test類————————-

public class test {

public static void main（String[] args） {

SubjectProxy proxy=new SubjectProxy（）；

proxy.Subject1（）；

proxy.Subject2（）；

proxy.Subject3（）；}}

3 結(jié)論

GOF設(shè)計(jì)模式在軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)中得到廣泛的應(yīng)用，但傳統(tǒng)23種經(jīng)典GOF設(shè)計(jì)模式已不能完全滿足設(shè)計(jì)模式需求，本文工作側(cè)重研究設(shè)計(jì)模式演化后變體的實(shí)際應(yīng)用，并對(duì)設(shè)計(jì)模式分類進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)，取得了較好的效果。事實(shí)證明設(shè)計(jì)模式變體的研究具有積極的意義，后續(xù)工作中將對(duì)設(shè)計(jì)模式變體進(jìn)行更深入的研究，歸納具有普遍性的變體識(shí)別規(guī)則，并為設(shè)計(jì)模式變體檢測(cè)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 肖卓宇， 何锫， 余波， 等. 一種形式化上下無關(guān)文法關(guān)系驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)模式檢測(cè)方法[J]. 工程科學(xué)學(xué)報(bào)， 2016， 38（10）.

[2] 肖卓宇， 何锫， 余波. 一種多階段交互式線索驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)模式識(shí)別方法[J]. 北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào)， 2017， 43（9）.

[3] 肖卓宇， 何锫， 楊鑫維， 等. 基于文法產(chǎn)生式優(yōu)化的設(shè)計(jì)模式識(shí)別方法[J]. 電子科技大學(xué)學(xué)報(bào)， 2017， 46（3）.

[4] 肖卓宇， 黃海， 何锫， 等. 設(shè)計(jì)模式檢測(cè)工具有效性評(píng)估策略[J/OL]. 計(jì)算機(jī)科學(xué)與探索， http：//kns.cnki.net/kcms/detail/11.5602.TP.20170504.1312.006.html.

[5] 肖卓宇， 何锫， 陳俊旭，等. 設(shè)計(jì)模式變體檢測(cè)研究[J]. 小型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)， 2017， 38（8）.

[6] 肖卓宇， 何锫， 陳俊旭. 設(shè)計(jì)模式變體的描述與驗(yàn)證[J]. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究， 2017， 34（6）.

[7] 肖卓宇， 何锫， 余波， 等. 基于FCA與CBR的設(shè)計(jì)模式檢測(cè)[J]. 山東大學(xué)學(xué)報(bào)：工學(xué)版， 2016， 46（2）.

[8] 肖卓宇， 黎妍， 何锫， 等. 基于矩陣積分評(píng)估的設(shè)計(jì)模式檢測(cè)研究[J]. 小型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)， 2016， 37（7）.

[9] 肖卓宇， 何锫， 黎妍. 基于設(shè)計(jì)模式角色的附加關(guān)系檢測(cè)研究[J]. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究， 2015， 32（7）.

[10] 肖卓宇， 何锫， 黎妍. 基于DPS表達(dá)式類圖的設(shè)計(jì)模式檢測(cè)[J]. 計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì)， 2015， 36（10）.