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1、现代软件设计技术,潘爱民 ,内容,复习 Generic Programming 补充一些patterns 构造框架(framework)的技术 构造可重用类库的技术,复习：creational patters,Factory Method 本质：用一个virtual method完成创建过程 Abstract Factory 一个product族的factory method构成了一个factory接口 Prototype 通过product原型来构造product，Clone+prototype manager Builder 通过一个构造算法和builder接口把构造过程与客户隔离开 Si
2、ngleton 单实例类型，如何构造这单个实例？如何访问这单个实例？ Finder 把对象的获取过程与客户隔离开,复习：Structural patterns,Adapter 、bridge、facade adapter用于两个不兼容接口之间的转接 bridge用于将一个抽象与多个可能的实现连接起来 facade用于为复杂的子系统定义一个新的简单易用的接口 composite、decorator和proxy composite用于构造对象组合结构 decorator用于为对象增加新的职责 proxy为目标对象提供一个替代者 flyweight 针对细粒度对象的一种全局控制手段,复习：Behav
3、ioral Patterns,Command 用对象封装命令，使得命令可以被传递、记录、排队等 Iterator 把对聚合体对象的访问封装起来 Observer 建立起一对多的通信模型，特别适合于更新通知和事件模型 Strategy 把一个对象或者类的某些行为封装到另一个单独的对象中 Visitor 把对一个结构模型的操作单独组织到一个类中,复习：Behavioral Patterns(续一),Chain of Responsibility 请求的处理过程，沿着链传递，decouple发送方和接收方 Interpreter 在类层次结构中，在特定环境的“interpret”过程 Mediato
4、r 用一个mediator来decouple各同等单元 Memento 在对象之外保存对象的内部状态 State 把一个对象的状态独立出来，动态可变换状态对象的类型 Template Method 在基类中定义算法的骨架，把某些细节延迟到子类中,复习：Behavioral Patterns(续二),Strategy、Iterator、Mediator、State、command 用一个对象来封装某些特性，比如变化、交互、状态、行为、命令 Mediator、Observer Observer建立起subject和observer之间的松耦合连接 mediator把约束限制集中起来 -中心控制 c
5、ommand、Chain of Responsibility、interpreter command模式侧重于命令的总体管理 Chain of Responsibility侧重于命令被正确处理 interpreter用于复合结构中操作的执行过程,Generic programming,思想： “通过参数化技术达到重用的目的(reuse through parameterization)”，使得组件更容易被定制。实现静态配置代码，从而获得很高的效率。 Generic Programming可以消除类型和算法之间本来不必要的相依性 STL是成功的generic programming典型 gene
6、ric programming限制代码产生的方式：用实体类型代替类型参数，使这些预先编制好的代码模型成为真正的代码，无法产生完全新的代码。,相关的programming,Aspect-Oriented Programming (AOP) An aspect is a modular unit that cross-cuts the structure of other modular units Aspects exist in both design and implementation. A design aspect is a modular unit of the design tha
7、t cross-cuts the structure of other parts of the design. A program or code aspect is a modular unit of the program that cross-cuts other modular units of the program. 把问题分解为功能单元(组件)和aspect 在AOP系统中，组件和aspects(交织)组合起来得到一个系统的具体实现。交织组合既可以在compile-time，也可以在runtime AOSD, 参考：,generative programming,Generat
8、ive Programming 建立起一族软件系统的模型，在特定的要求下，利用一些基本的、可重用的组件，通过配置，能够自动根据需要产生一个高度定制和优化的软件系统实例 一些原则 用参数化技术来概括出差异性 对于相依性和交互进行分析和建模 通过静态链接(compile-time)消除不必要的开销，以及执行与特定领域相关的优化 将问题空间和方案空间分离，通过配置建立两者的映射关系 Separation of concerns: borrowed from AOP 特点 Generative Programming涉及到软件开发过程的各个阶段 与Domain Engineering结合 A Mode
9、l-Based Approach：http:/www.sei.cmu.edu/domain-engineering/domain_engineering.html Active Libraries,C+ Generic Programming,Template技术 使C+成为two-level language metaprogram 从科学计算用途-一般性的抽象，即generic programming 对于编译器 代码产生、优化 在编译时刻，实现静态绑定 partial evaluation 对于库开发人员 Active libraries，提供一种抽象的功能，并且控制优化过程 许多技术，
10、如policy(traits)、编译时刻计算功能 对于应用开发人员 定制template class或者template function,C+ Generic Programming(续),设计思想 编译时刻程序设计，类似于logic-programming即，在compile-time让编译器完成一些功能，例如 静态的计算功能 if/else，loop，switch 对type进行一些基本的逻辑操作(编程) 保证类型安全 宁可要compile-time error，也不要runtime error 尽可能地泛化 抽象性 跟传统的设计方法结合起来，比如利用patterns,Template基
11、础 class template,template class Array public: T,使用： Array a1; Array a2;,Template基础 模板特化template specialization,template class Array public: char,Template基础 部分模板特化 partial template specialization,template class Array public: T *Visual C+ 6不支持部分模板特化,Template基础 函数模板function template,template void Swap(
12、T ,模板参数，compile-time起作用,函数参数，runtime起作用,Template基础 函数对象泛化generalized functors(function objects),functor：重载了operator()的C+对象，扩展了函数指针的概念，可以增加内部状态，可以被当作对象来传递，具有值语义(value semantic)。它可以是template class，也可以不是 template class Functor public : ResultType operator()(); / other member function private : / implem
13、entation ; 用法： Functor MyFunctor(val1); int Result = MyFunctor();,Template技术 代替runtime的if/else,/ Class declarations template class ConditionProcess ; class ConditionProcess public: static inline void f() statement1; / true case ; class ConditionProcess public: static inline void f() statement2; / fa
14、lse case ; / Replacement for if/else statement: ConditionProcess :f();,if (condition) statement1; else statement2;,Compile-time能够确定condition的值,Template技术 代替runtime的switch,/ Class declarations template class SwitchProcess public: static inline void f() default-statement; ; class SwitchProcess public:
15、 static inline void f() statement1; ; class SwitchProcess public: static inline void f() statement2; ; / Replacement for switch(i) statement SwitchProcess :f();,int i; switch(i) case value1: statement1; break; case value2: statement2; break; default: default-statement; break; ,Template技术 代替runtime的d
16、o循环,template class DoProcess private: enum go = (I-1) != 0 ; public: static inline void f() statement; DoProcess :f(); ; / Specialization provides base case for recursion class DoProcess public: static inline void f() ; / Equivalent loop code DoProcess :f();,int i = N; do statement; while (-i 0);,Template技术 代替runtime的临时变量,template class countBits enum bit3 = (N ,int countBits(int N) int bit3 = (N ,Template技术 计算 Compile-time funct
