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出版者:Addison-Wesley Professional

作者:Eric Carter

出品人:

页数:978

译者:

出版时间:2005-09-08

价格:USD 49.99

装帧:Paperback

isbn号码:9780321334886

丛书系列:

图书标签:

• Office
• Visual Studio
• Office开发
• VSTO
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• Office集成

软件工程中的设计模式：实践与应用 本书聚焦于软件开发领域的核心基石——设计模式，旨在为读者提供一套全面、深入且具有高度实践指导意义的知识体系。我们不涉及任何与 Microsoft Office 平台、Visual Studio 2019/2022 或 VSTO 相关的技术内容。本书的全部篇幅将严格围绕经典设计模式的理论基础、结构解析、代码实现、以及在真实软件架构中的应用展开。 --- 第一部分：设计模式的哲学基石 本部分将为读者建立对设计模式的深刻理解，超越简单的“套用公式”，深入探讨模式背后的设计哲学和原则。 第一章：软件设计的本质与演进 软件设计的核心目标：管理复杂性。本章将探讨软件危机产生的根源，并介绍面向对象编程（OOP）范式如何提供解决这些问题的初步框架。我们将回顾从早期结构化编程到现代面向对象范式演进的关键里程碑，强调“高内聚，低耦合”这一永恒的追求。 第二章：SOLID 原则的重温与深化 SOLID 原则是现代面向对象设计和设计模式的理论支撑。本章将逐一深入剖析这五个核心原则： 1. 单一职责原则 (SRP)：不仅是“一个类只做一件事”，更深入探讨如何界定“职责”的范围，以及如何通过领域驱动设计（DDD）的思想来辅助划分职责。 2. 开放/封闭原则 (OCP)：如何通过抽象（接口和抽象类）来构建可扩展的系统，避免修改现有代码以适应新需求。我们将通过对比继承和组合的方式来展示 OCP 的不同实现路径。 3. 里氏替换原则 (LSP)：理解子类型必须能够替换掉它们的基类型。本章将通过违反 LSP 的常见陷阱（如不当的异常抛出或状态修改）来警示读者。 4. 接口隔离原则 (ISP)：探讨“胖接口”的危害，并阐述如何设计粒度适中、职责清晰的接口集合，以减少客户端对不必要方法的依赖。 5. 依赖倒置原则 (DIP)：强调依赖于抽象而不是具体实现。我们将详细论述依赖注入（DI）容器如何自然地实现 DIP，并讨论控制反转（IoC）的概念。 第三章：模式的分类与语境 设计模式并非孤立存在，它们遵循一定的组织结构。本章将介绍“四人帮”（Gang of Four, GoF）提出的经典分类法： 创建型模式 (Creational Patterns)：关注对象的实例化过程，如何使系统更灵活地创建对象。 结构型模式 (Structural Patterns)：关注如何将类和对象组合成更大的结构，以实现新的功能。 行为型模式 (Behavioral Patterns)：关注对象间的交互与职责分配。 同时，本章也会简要介绍超越 GoF 范畴的其他重要模式分类，如并发模式、架构模式（如 MVC/MVP/MVVM 的抽象概念，不涉及具体框架实现）等。 --- 第二部分：创建型模式的精妙结构 本部分专注于五种核心创建型模式，讲解它们如何解耦对象创建与使用。 第四章：工厂方法模式 (Factory Method) 工厂方法提供了一种在父类中定义创建对象的接口，而将实际实例化延迟到子类中去完成的方式。我们将探讨其在框架设计中的应用，例如插件系统的组件加载机制。 第五章：抽象工厂模式 (Abstract Factory) 当系统需要创建一组相互依赖或相互关联的产品对象时，抽象工厂提供了清晰的界限。本章将使用跨平台 GUI 组件库的抽象为例，演示如何隔离不同“皮肤”或“主题”的生成。 第六章：单例模式 (Singleton) 作为最常用也最常被误用的模式之一，本章将对其进行严谨的分析。我们将探讨线程安全的实现方法（如懒汉式、饿汉式、双检锁），并重点讨论在现代多线程和依赖注入环境中，单例模式的适用性、潜在的弊端（如可测试性挑战）及其替代方案。 第七章：建造者模式 (Builder) 建造者模式专注于复杂对象的逐步构建。我们将通过解析一个配置对象或复杂报表对象的生成过程，展示如何将对象的构造逻辑与表示逻辑分离，确保在构建过程中保持对象状态的一致性。 第八章：原型模式 (Prototype) 当对象的创建成本高昂或需要基于现有对象进行灵活复制时，原型模式提供了解决方案。本章将讨论深拷贝与浅拷贝在原型模式中的重要性，以及如何通过实现克隆接口来支持这一机制。 --- 第三部分：结构型模式的灵活组合 结构型模式的核心在于如何巧妙地组织类和对象，以构建更灵活的系统架构。 第九章：适配器模式 (Adapter) 适配器模式用于将一个类的接口转换成客户希望的另一个接口。本章将通过系统集成场景，例如连接一个遗留系统接口与现代 API 客户端的例子，来具体阐述其作用。 第十章：桥接模式 (Bridge) 桥接模式旨在将抽象与其实现分离，使两者可以独立变化。我们将用一个抽象的“图形”类与不同的“渲染引擎”实现之间的关系为例，展示如何通过桥接来实现系统的高度解耦。 第十一章：组合模式 (Composite) 组合模式允许用户将单个对象和对象组合视为一致的方式对待。本章将深入讲解如何设计文件系统、组织结构图或复杂表单控件树等场景。 第十二章：装饰器模式 (Decorator) 装饰器模式提供了一种动态地给对象添加额外职责的灵活方式。我们将对比继承方式的不足，并通过一个咖啡店订单系统的例子，展示如何使用装饰器模式来动态组合不同的配料和功能。 第十三章：外观模式 (Facade) 外观模式提供了一个简化的接口来访问一个复杂的子系统。本章将重点讨论如何通过外观模式来降低客户端代码的认知负荷，以及它与适配器模式在目的上的区别。 第十四章：享元模式 (Flyweight) 当系统中存在大量细粒度的、可共享的对象时，享元模式通过外部状态和内部状态的区分，达到内存优化的目的。本章将分析其在文本编辑器或图形渲染中的应用。 第十五章：代理模式 (Proxy) 代理模式为另一个对象提供一个替身或占位符。我们将详细探讨不同类型的代理：远程代理、虚拟代理（懒加载）、保护代理（访问控制），以及它们在系统性能优化和安全控制中的角色。 --- 第四部分：行为型模式的交互艺术 行为型模式关注对象间的算法和责任分配，它们是实现复杂业务逻辑的关键。 第十六章：责任链模式 (Chain of Responsibility) 责任链模式允许一个请求沿着链条传递给多个对象进行处理，直到其中一个对象处理请求为止。本章将通过审批流程或日志处理系统来阐述其松耦合的优势。 第十七章：命令模式 (Command) 命令模式将一个请求封装成一个对象，从而允许你使用不同的请求、排队或记录请求，并支持撤销操作。我们将重点讲解如何设计一个具有撤销/重做功能的图形编辑器的核心机制。 第十八章：迭代器模式 (Iterator) 迭代器模式提供了一种顺序访问聚合对象内部元素，而无需暴露其内部结构的方法。本章将展示如何为不同的数据结构（如数组、链表、树）设计统一的遍历接口。 第十九章：中介者模式 (Mediator) 中介者模式用于封装一组对象之间的复杂交互，使对象之间松散耦合。我们将通过一个复杂的交通信号控制系统或在线聊天室的组件交互为例，说明中介者如何取代对象间的网状依赖。 第二十章：备忘录模式 (Memento) 备忘录模式用于在不破坏封装性的前提下，捕获一个对象的内部状态，并能将该对象恢复到先前状态。本章将详细解析“发起人”、“备忘录”和“看护者”三个角色的职责划分。 第二十一章：观察者模式 (Observer) 观察者模式定义了一种一对多的依赖关系，当一个主题对象的状态发生改变时，所有依赖于它的对象都将得到通知并自动更新。我们将探讨该模式在事件处理系统中的核心地位。 第二十二章：状态模式 (State) 状态模式允许对象在其内部状态改变时，改变其行为。我们将通过一个有限状态机（FSM）的实现，如文档的草稿、审核、发布状态流转，来展示状态模式如何替代大量的条件判断语句。 第十三章：策略模式 (Strategy) 策略模式定义了一系列算法，并将它们封装起来，使它们可以互相替换。本章将侧重于如何使用策略模式来实现排序算法的选择、数据加密方式的切换，并强调其与简单工厂模式的联系与区别。 第二十四章：模板方法模式 (Template Method) 模板方法模式在一个操作中定义了算法的骨架，而将一些步骤的实现延迟到子类中。我们将通过一个标准的构建流程或数据处理流程为例，展示如何确保关键步骤的执行顺序。 第二十五章：访问者模式 (Visitor) 访问者模式用于分离一个对象的结构和其操作。当需要在不修改对象结构的前提下，增加新的操作时，访问者模式提供了优雅的解决方案。本章将通过对抽象语法树（AST）进行不同类型的遍历和分析来演示其威力。 --- 第五部分：模式的综合应用与架构考量 本部分将跳出单个模式的解析，探讨模式在大型系统设计中的整合与架构选择。 第二十六章：模式的组合与演化 很少有大型系统只使用单一模式。本章将分析如何将创建型、结构型和行为型模式结合起来解决一个复杂的工程问题，例如设计一个可配置的报表生成引擎。 第二十七章：反模式与模式滥用 理解何时不使用设计模式同样重要。本章将识别常见的“反模式”（Anti-Patterns），如过度设计、过度使用代理、以及错误地使用单例模式等，并提供避免这些陷阱的实践建议。 第二十八章：架构与设计模式的交汇 探讨模式如何支持更宏观的架构思想，如面向服务的架构（SOA）的初步概念，以及如何通过应用模式来保证系统在面对未来需求变化时的健壮性。 本书最终目标是培养读者从“实现功能”到“设计结构”的思维转变，掌握一套通用的、久经考验的软件解决方案词汇库，从而构建出更易于理解、维护和扩展的高质量软件系统。

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