### 设计模式——可复用面向对象软件的基础 #### 知识点概览 1. **设计模式的概念与意义** 2. **设计模式在软件工程中的应用** 3. **常见设计模式分类及其特点** 4. **面向对象设计原则与设计模式的关系** #### 一、设计模式的概念与意义 设计模式是在特定情境下对问题解决方案的一种描述，它不仅描述了问题本身，还提供了该问题的上下文以及解决方案。设计模式通常包含以下三个部分： - **模式名称**：一个简短的、易于理解的名字。 - **问题**：在什么情况下适用该模式。 - **解决方案**：描述如何解决问题，并提供一种或多种实现方案。 设计模式的意义在于提供了一套标准的方法来解决常见的设计问题，提高了代码的复用性、可读性和可维护性。通过使用设计模式，开发者可以避免重复造轮子，减少开发过程中的错误，提高软件的整体质量。 #### 二、设计模式在软件工程中的应用 设计模式在软件工程中有着广泛的应用，特别是在面向对象编程中尤为重要。它可以用于以下几个方面： - **系统架构设计**：帮助设计人员更好地规划系统结构，提高系统的灵活性和扩展性。 - **模块划分**：指导模块之间的交互方式，确保模块间的松耦合。 - **代码复用**：通过封装好的设计模式，可以快速地复用已有的代码片段，提高开发效率。 - **文档编写**：设计模式的使用可以简化代码的解释，便于他人理解和维护。 #### 三、常见设计模式分类及其特点 设计模式大致可以分为三大类：创建型模式、结构型模式和行为型模式。 1. **创建型模式**：关注于对象的创建机制，使系统更加灵活地选择合适的对象类型。常见的有工厂方法模式、抽象工厂模式、单例模式等。 - **工厂方法模式**：定义一个创建产品对象但不绑定具体类的接口，由子类决定实例化哪一个类。工厂方法让类的实例化推迟到子类。 - **单例模式**：确保某个类只有一个实例，而且自行实例化并向整个系统提供这个实例。 2. **结构型模式**：涉及如何组合类或对象以获得更大的结构。常见的有适配器模式、桥接模式、装饰模式等。 - **适配器模式**：将一个类的接口转换成客户希望的另一个接口。适配器模式使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的那些类可以一起工作。 - **装饰模式**：动态地给一个对象添加一些额外的职责。就增加功能而言，装饰模式相比生成子类更为灵活。 3. **行为型模式**：关注于对象之间的职责分配。常见的有策略模式、命令模式、观察者模式等。 - **策略模式**：定义了一系列算法，并将每一个算法封装起来，使它们可以互相替换。策略模式让算法独立于使用它的客户而变化。 - **观察者模式**：定义了对象之间的一种一对多依赖关系，以便当一个对象的状态发生改变时，所有依赖于它的对象都会得到通知并自动更新。 #### 四、面向对象设计原则与设计模式的关系 面向对象设计原则是面向对象设计的核心思想，它包括但不限于单一职责原则、开放封闭原则、里氏替换原则、迪米特法则等。这些原则与设计模式密切相关，设计模式实际上是遵循这些原则的具体实践之一。例如： - **单一职责原则**：一个类应该只负责一项职责。通过设计模式如代理模式、职责链模式等可以更好地实现这一原则。 - **开放封闭原则**：软件实体应该是可扩展的，但是不可修改的。通过使用工厂模式、策略模式等可以有效地支持此原则。 - **里氏替换原则**：子类必须能够替换它们的基类。在使用模板方法模式、策略模式时，特别需要注意保持接口的一致性，以满足这一原则。 设计模式作为一套经过验证的解决方案集合，在软件开发过程中扮演着重要的角色。了解并熟练掌握各种设计模式，对于提高软件的质量和开发效率具有重要意义。

书名: 设计模式可复用面向对象软件的基础 英文原书名: Design Patterns:Elements of Reusable Object-Oriented software 作者: Erich Gamma 等 译者: 李英军 马晓星 蔡敏 刘建中 书号: 7-111-07575-7 页码: 254 定价: ￥35.00 会员价: ￥31.50 币值: 315 出版日期: 2000-9-1 本书设计实例从面向对象的设计中精选出23个设计模式，总结了面向对象设计中最有价值的经验，并且用简洁可复用的形式表达出来。本书分类描述了一组设计良好，表达清楚的软件设计模式，这些模式在实用环境下有特别有用。 -------- 目 录 序言 前言 读者指南 第1章 引言 1 1.1 什么是设计模式 2 1.2 Smalltalk MVC中的设计模式 3 1.3 描述设计模式 4 1.4 设计模式的编目 5 1.5 组织编目 7 1.6 设计模式怎样解决设计问题 8 1.6.1 寻找合适的对象 8 1.6.2 决定对象的粒度 9 1.6.3 指定对象接口 9 1.6.4 描述对象的实现 10 1.6.5 运用复用机制 13 1.6.6 关联运行时刻和编译时刻的 结构 15 1.6.7 设计应支持变化 16 1.7 怎样选择设计模式 19 1.8 怎样使用设计模式 20 第2章 实例研究：设计一个文档编 辑器 22 2.1 设计问题 23 2.2 文档结构 23 2.2.1 递归组合 24 2.2.2 图元 25 2.2.3 组合模式 27 2.3 格式化 27 2.3.1 封装格式化算法 27 2.3.2 Compositor和Composition 27 2.3.3 策略模式 29 2.4 修饰用户界面 29 2.4.1 透明围栏 29 2.4.2 Monoglyph 30 2.4.3 Decorator 模式 32 2.5 支持多种视感标准 32 2.5.1 对象创建的抽象 32 2.5.2 工厂类和产品类 33 2.5.3 Abstract Factory模式 35 2.6 支持多种窗口系统 35 2.6.1 我们是否可以使用Abstract Factory 模式 35 2.6.2 封装实现依赖关系 35 2.6.3 Window和WindowImp 37 2.6.4 Bridge 模式 40 2.7 用户操作 40 2.7.1 封装一个请求 41 2.7.2 Command 类及其子类 41 2.7.3 撤消和重做 42 2.7.4 命令历史记录 42 2.7.5 Command 模式 44 2.8 拼写检查和断字处理 44 2.8.1 访问分散的信息 44 2.8.2 封装访问和遍历 45 2.8.3 Iterator类及其子类 46 2.8.4 Iterator模式 48 2.8.5 遍历和遍历过程中的动作 48 2.8.6 封装分析 48 2.8.7 Visitor 类及其子类 51 2.8.8 Visitor 模式 52 2.9 小结 53 第3章 创建型模式 54 3.1 Abstract Factory（抽象工厂）— 对象创建型模式 57 3.2 Builder（生成器）—对象创建型 模式 63 3.3 Factory Method（工厂方法）— 对象创建型模式 70 3.4 Prototype（原型）—对象创建型 模式 87 3.5 Singleton（单件）—对象创建型 模式 84 3.6 创建型模式的讨论 89 第4章 结构型模式 91 4.1 Adapter（适配器）—类对象结构型 模式 92 4.2 Bridge（桥接）—对象结构型 模式 100 4.3 Composite（组成）—对象结构型 模式 107 4.4 Decorator（装饰）—对象结构型 模式 115 4.5 FACADE（外观）—对象结构型 模式 121 4.6 Flyweight（享元）—对象结构型 模式 128 4.7 Proxy（代理）—对象结构型 模式 137 4.8 结构型模式的讨论 144 4.8.1 Adapter与Bridge 144 4.8.2 Composite、Decorator与Proxy 145 第5章 行为模式 147 5.1 CHAIN OF RESPONSIBIL ITY（职责链） —对象行为型模式 147 5.2 COMMAND（命令）—对象行为型 模式 154 5.3 INTERPRETER（解释器）—类行为型 模式 162 5.4 ITERATOR（迭代器）—对象行为型 模式 171 5.5 MEDIATOR（中介者）—对象行为型 模式 181 5.6 MEMENTO（备忘录）—对象行为型 模式 188 5.7 OBSERVER（观察者）—对象行为型 模式 194 5.8 STATE（状态）—对象行为型模式 201 5.9 STRATEGY（策略）—对象行为型 模式 208 5.10 TEMPLATE METHOD（模板方法） —类行为型模式 214 5.11 VISITOR（访问者）—对象行为型 模式 218 5.12 行为模式的讨论 228 5.12 1 封装变化 228 5.12.2 对象作为参数 228 5.12.3 通信应该被封装还是被分布 229 5.12.4 对发送者和接收者解耦 229 5.12.5 总结 231 第6章 结论 232 6.1 设计模式将带来什么 232 6.2 一套通用的设计词汇 232 6.3 书写文档和学习的辅助手段 232 6.4 现有方法的一种补充 233 6.5 重构的目标 233 6.6 本书简史 234 6.7 模式界 235 6.8 Alexander 的模式语言 235 6.9 软件中的模式 236 6.10 邀请参与 237 6.11 临别感想 237 附录A 词汇表 238 附录B 图示符号指南 241 附录C 基本类 244 参考文献 249

内容概要：本文详细介绍了利用数字编码超表面进行多模式复用轨道角动量（OAM）、多焦点透镜以及多功能复用相位计算分布的远场计算方法。文中提供了具体的MATLAB代码实现，涵盖多焦点透镜的相位分布计算、多通道OAM相位分布计算以及远场强度分布的快速傅里叶变换（FFT）计算。作者强调了关键参数的选择和调试技巧，如焦点间距、拓扑荷数选择、相位混叠避免、填充因子设置等。 适合人群：从事光学工程、电磁波调控、超表面技术研究的专业人士，尤其是对MATLAB编程有一定基础的研究人员。 使用场景及目标：适用于需要理解和实现数字编码超表面相关算法的研究项目，帮助研究人员掌握多模式复用轨道角动量、多焦点透镜及远场计算的具体实现方法和技术细节。 其他说明：文章不仅提供完整的代码实现，还分享了许多实用的经验和技巧，如相位叠加、极角计算、远场对数变换等，有助于提高实验效果和数据准确性。

"光纤通信系统53波分复用系统WDM.ppt" 本文档主要介绍了光纤通信系统中的波分复用系统WDM技术，涵盖了概念、发展概况、主要特点、技术规范等方面的内容。 波分复用技术是指将不同波长的光信号汇集在一根光纤中发射传输，在接收端将它们分开。这种技术可以充分利用光纤的巨大带宽，节约大量的光纤，降低器件的超高速要求，并且通道对传输信号完全透明。 在波分复用技术的发展过程中，90年代中期，发展缓慢，主要是由于光纤色散和偏振模色散限制了10Gb/s的传输，TDM 10Gb/s面临着电子元器件响应时间的挑战。但是，随着光电器件的迅速发展，波分复用技术的发展也开始加速。 我国光通信的先行者武汉邮电科学研究院研制的波分复用技术，为光网络传输提供了实现“高速信息公路”的可能。1997年，武汉邮电科学研究院承担了具有国际领先水平的波分复用光网络技术的研究与开发。1999年，国产首条密集波分复用系统工程在山东投入实际运行，表明我国光通信产业在该领域中已取得了重大的突破，并一跃成为世界上少数能够开发、生产这一设备的国家之一。 WDM系统的主要特点包括充分利用了光纤的巨大带宽，节约了大量的光纤，降低了器件的超高速要求，通道对传输信号完全透明，且可扩展性好。 为了引进产品和国内自行开发的产品具有统一性，制定我国的标准十分必要。WDM系统的技术规范主要考虑了基于2.5Gb／s SDH的干线网WDM系统的应用，承载信号为SDH STM-16系统，即2.5Gb/s×N的WDM系统。 在工作波长区的选择上，ITU-T G.692给出了以193.1THz为标准频率、间隔为100GHz的41个标准波长（192.1～196.1THz），即1530～1561nm。WDM系统除了对各个通路的信号波长有明确的规定外，对中心频率偏移也有严格规定。 波分复用技术是光纤通信系统中的一种重要技术，能够提高光纤的带宽利用率，降低成本，提高网络的可靠性和可扩展性。

内容概要：本文详细探讨了光纤通信及波分复用技术的基本原理，重点介绍了八通道波分复用系统的关键技术和仿真建模。文中阐述了光放大技术（掺铒光纤放大器）、色散补偿技术（DCF补偿技术）和非线性效应抑制技术的作用，并展示了如何在Opt isystem仿真软件中构建八通道波分复用系统的仿真模型。通过对波分复用和解复用后的光信号频谱、Q因子和误码率等数据的测量与分析，验证了该设计方案的高传输速率和低误码率，证明了其可行性。 适合人群：从事光纤通信研究和技术开发的专业人士，尤其是对波分复用技术感兴趣的科研人员和工程师。 使用场景及目标：适用于希望深入了解波分复用技术原理及其实际应用的研究人员和技术开发者。目标是掌握波分复用系统的设计思路和仿真方法，为未来的项目提供理论支持和技术储备。 其他说明：本文不仅提供了详细的理论背景介绍，还结合具体实例进行了深入浅出的讲解，有助于读者更好地理解和应用相关技术。同时，文中提供的仿真模型和实验数据也为后续研究提供了宝贵的参考资料。

Optisystem仿真案例研究：八通道波分复用系统的构建与性能分析——关键技术及元器件仿真模型探究报告,Optisystem仿真案例8-八通道波分复用系统 内容：本文首先分析了光纤通信以及波分复用技术基本原理，随后，介绍了波分复用系统中部分关键技术，光放大技术（掺铒光纤放大器）、色散补偿技术（DCF补偿技术）和非线性效应抑制技术。 列举在Optisystem仿真软件中用到的基本功能和元器件，并建立了波分复用传输系统的基本仿真模型，测量了波分复用和解复用后光信号的频谱，通过检测Q因子误码率等数据分析了波分复用设计方案的可行性，并得出了一些结论。 形式：程序＋附带报告 ,Optisystem仿真; 八通道波分复用系统; 光纤通信; 波分复用技术; 关键技术; 光放大技术; 色散补偿技术; 非线性效应抑制技术; 基本功能; 元器件; 仿真模型; 频谱测量; Q因子误码率; 设计方案可行性,"Optisystem仿真案例：八通道波分复用系统的设计与分析"

本文介绍了Z-BLOCK的基本结构和工作原理，Z-BLOCK是一种用于光通信模块的玻璃块，其一边贴有四个相应波长的滤光片，另一边部分区域镀反射膜，部分区域镀增透射膜。光路在BLOCK中呈现Z字形反射，因此得名Z-BLOCK。文章详细描述了在ZEMAX软件中建模的过程，包括光源选择、透镜配置以及膜层设计，特别是滤光片和反射膜、增透膜的设置。此外，还提到了入射角的选择与BLOCK折射率、通道高度及厚度之间的关系，并强调了参数设置的重要性。最后，作者欢迎读者指正错误并提出改进建议。 文章首先对Z-BLOCK的基本结构和工作原理进行了详细阐述。Z-BLOCK，作为一种应用于光通信领域的特殊玻璃块，设计独特，其一侧集成了四个特定波长的滤光片，另一侧则根据功能的不同区域，分别镀上了反射膜和增透射膜。这种设计使得光路在Z-BLOCK内以Z字形的方式反射，这种光路设计极大地提升了光通信模块的性能和效率。 接着，文章详细介绍了在ZEMAX这一光学仿真软件中，建立Z-BLOCK模型的具体过程。这一部分内容主要包括了光源的选择、透镜的配置以及膜层的设计。尤其是对于滤光片、反射膜和增透膜的参数设置，作者进行了深入的探讨，强调了这些参数对于整个光通信系统性能的重要影响。 在模型建立的过程中，作者还特别指出，入射角的选取、Z-BLOCK的折射率以及通道高度和厚度的确定都是影响仿真实验结果的关键因素。这些参数之间存在着复杂的相互作用，任何微小的变化都可能导致整个系统性能的显著变化。因此，文章中也强调了参数设置的重要性，以及在设计和优化过程中必须进行细致的分析和调整。 文章的作者以开放的态度欢迎读者对本文内容提出指正和改进建议。这种谦虚开放的姿态不仅体现了作者对知识的尊重，也显示了作者对于学术交流的积极态度，期待能够与同行们一起推动光通信技术的发展。 本文对于光通信领域的研究者以及光通信模块的设计者来说，是一篇极具参考价值的文章。通过阅读本文，读者可以了解到Z-BLOCK这种光通信元件的设计细节，掌握在ZEMAX软件中进行光通信模块仿真的方法，并且能够更加深入地理解光通信模块中各种参数的设置和调整对于性能的直接影响。

中的“基于Python的购物商城管理系统”表明这是一个使用Python编程语言开发的电商系统，主要面向大学课程设计，特点是简单且易于复用。这样的系统通常包含用户管理、商品管理、订单处理、支付接口等核心功能，对于学习Python Web开发的学生来说是一个很好的实践项目。 在中，“大学课设级别项目，简单易复用”进一步强调了这个项目的定位和特点。作为大学课程设计的一部分，它可能包含了基础的Web应用开发技术，如使用Python的Flask或Django框架，以及数据库操作。同时，它的简单性和可复用性意味着代码结构清晰，适合初学者理解和修改，也便于其他类似项目借鉴。 尽管为空，但我们可以根据标题和描述推测出一些关键标签，如“Python”、“Web开发”、“商城系统”、“Flask/Django”、“数据库管理”、“用户界面”和“复用性”。 【压缩包子文件的文件名称列表】只有一个“haah”，这可能是项目源代码文件夹的名称，或者是一个误输入。通常情况下，一个完整的Python Web项目会包含以下组件： 1. **源代码文件夹**：包括主程序文件（如app.py或manage.py）、路由定义、模型定义、视图函数、模板文件等。 2. **配置文件**：用于设置数据库连接、环境变量、应用配置等。 3. **数据库文件**：如SQLite、MySQL或PostgreSQL的数据文件。 4. **静态文件**：CSS、JavaScript和图片资源，用于构建用户界面。 5. **模板文件**：使用HTML和模板引擎（如Jinja2）编写的页面结构。 6. **虚拟环境**：包含Python环境的依赖包，如venv或virtualenv文件夹。 7. **README**：项目介绍、安装和运行指南。 8. **LICENSE**：开源许可协议，如MIT、Apache 2.0等。 9. **测试文件**：单元测试和集成测试代码，确保代码质量。 在实现这样一个系统时，开发者可能使用了ORM（对象关系映射）来简化数据库操作，如SQLAlchemy；使用模板引擎来动态生成HTML页面；使用WTForms进行表单验证；并可能结合Bootstrap或其他前端框架美化用户界面。此外，为了处理支付，可能会集成第三方支付API，如支付宝或微信支付。 这个项目为初学者提供了一个实践Python Web开发技能的机会，同时也展示了如何将这些技能应用于实际场景，即构建一个简单的在线购物平台。通过研究和复用这个项目，学习者可以深入了解Python Web开发的流程，增强对数据库管理、前后端交互和用户体验设计的理解。

一种多路分时复用抗混叠滤波器针对应用于飞行试验的网络化机载采集系统中数字信号混叠问题，采用变采样率的抗混叠滤波器的设计，解决在数字信号处理过程中由于采样率过高，在进行整数倍抽取时有可能会出现数字信号混叠问题。同时将数字滤波器通过FPGA实现，实现了多路分时复用功能，支持8路同步采样数据的数字信号处理，并进行滤波器特性测试，对于8 kHz的原始信号，半带滤波器的截止频率为Fs/4，即2 kHz，经过系统后的-3 dB对应的信号频率2 048 Hz，幅频特性曲线与Matlab仿真结果一致。

基于CST仿真超表面技术的全息成像与圆极化复用研究：GS算法的matlab代码与全程教学应用,cst仿真超表面 fdtd仿真 全息成像 圆极化复用全息成像 cst仿真全息成像，GS算法，matlab代码，全程教学 ,核心关键词： cst仿真超表面; fdtd仿真; 全息成像; 圆极化复用; GS算法; matlab代码; 全程教学 （以上关键词用分号分隔）,"超表面CST仿真与全息成像技术研究，采用FDTD及GS算法教学Matlab编程" 在当今科技高速发展的背景下，全息成像技术作为光学信息处理领域的一项重要技术，已经在许多领域中得到应用，如医疗成像、信息安全、虚拟现实等。全息成像技术的核心在于通过精确的波前控制与相位编码实现三维图像的再现。在这一过程中，超表面技术的引入，为全息成像技术的发展带来了新的可能性。 超表面是一类具有特定物理特性的超薄材料结构，通过精细设计其表面结构，可以实现对入射光的精确操控，包括折射、反射、衍射等，进而实现复杂的波前转换。CST仿真软件是模拟电磁场特性的重要工具，其可以在虚拟环境中对超表面的设计进行仿真分析，以优化全息成像系统的性能。而FDTD（时域有限差分法）仿真则是一种数值分析方法，用于计算电磁场随时间变化的分布情况，这一方法在超表面与全息成像技术的研究中同样占据着举足轻重的地位。 圆极化复用是另一种提升全息成像技术性能的方法，通过编码与解码不同的圆极化状态，可以实现多个全息图像的同时复用与分离，这对于提升信息存储密度和传输效率具有重要意义。GS算法（Gerchberg-Saxton算法）是一种迭代算法，主要用于波前校正，它能够在全息成像系统中通过迭代计算提高成像质量。 本文档集主要探讨了基于CST仿真的超表面技术与全息成像技术，以及圆极化复用的应用。文档不仅提供了GS算法的matlab代码实现，而且还包括了从仿真到实际应用的全程教学内容，旨在帮助读者理解并掌握相关理论和技术。这些内容对于希望深入研究超表面与全息成像技术的科研人员和工程师来说，是一个宝贵的参考资料。 文档名称如“探索仿真超表面与全息成像基于仿真与圆极化”和“仿真超表面及其在全息成像与圆极化复用中的应用与”等，揭示了文档内容不仅涵盖超表面技术的仿真分析，还包括其在全息成像与圆极化复用领域的应用探讨。此外，包含“过调制统一实现仿真及代码介绍过调制.html”与“仿真超表面仿真全息成像圆极化复用全息成像仿真.html”的文档，说明了仿真技术在实现这些复杂算法中的重要作用。 通过这些文档，读者可以系统地学习到超表面技术在全息成像中的应用原理、仿真技术、圆极化复用技术以及GS算法的matlab代码实现。这些知识不仅可以提升理论研究的深度，而且对于实际应用的开发具有重要的指导意义。无论是在学术领域还是在工业界，这类研究都有望推动全息成像技术向着更高精度、更高效率的方向发展。