什么是设计模式，结构化设计和抽象化设计的区别

什么是设计模式

“每一个模式描述了一个在我们周围不断重复发生的问题，以及该问题的解决方案的核心。这样，你就能一次又一次地使用该方案而不必做重复劳动”

思维

底层思维
- 构建机器模型
- 元素的组合运转机制
抽象思维
- 将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
深入理解面向对象
- 向下
  - 封装，隐藏内部实现
  - 继承，复用现有代码
  - 多态，改写对象行为
- 向上
  - 把握面向对象机制所带来的抽象意义
  - 如何使用这些机制来表达现实世界
抽象思维的引入
- 软件的复杂性
- 根本：需求的变化
如何解决复杂性
- 分解(分而治之)
- 把不同的可能（变化）从笼统中分出来
- 针对每一个变化写出应对的函数
- 大问题分解为多个小问题
- 复杂问题分解为多个简单问题
- 抽象(统而治之)
  - 解决更高层次的问题
  - 把不同的可能（变化）归类到一个抽象体系中，统一的来处理

结构化 VS 面向对象

有一个画图的应用，鼠标按下记录点p1，鼠标抬起记录p2；
如果事先选择画线，则把p1,p2连起来
如果事先选择画矩形，则把p1,p2框起来
结构化

创建好点、线、矩形的类

 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;
     }
 };

主框架mainForm

 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);
 };

鼠标按下记录点p1

 void MainForm::OnMouseDown(const MouseEventArgs& e){
     p1.x = e.X;
     p1.y = e.Y;

     //...
     Form::OnMouseDown(e);
 }

鼠标抬起记录p2

 void MainForm::OnMouseUp(const MouseEventArgs& e){
     p2.x = e.X;
     p2.y = e.Y;

 // 如果事先选择画线
     if (rdoLine.Checked){
         Line line(p1, p2);
         lineVector.push_back(line);
     }
 // 如果事先选择画矩形
     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);
 }

画画

 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);
 }

面向对象

增加shape的父类

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

线和矩形都继承shap

 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);
     }
 };

主框架mainForm

把各个具体的线、矩形形状换成了Shape这个父类
所以一个vector<Shape*>就可以应对所有的类型

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

     //针对所有形状，对象指针
     vector<Shape*> shapeVector;

 public:
     MainForm(){
         //...
     }
 protected:

     virtual void OnMouseDown(const MouseEventArgs& e);
     virtual void OnMouseUp(const MouseEventArgs& e);
     virtual void OnPaint(const PaintEventArgs& e);
 };

鼠标按下记录点p1

 void MainForm::OnMouseDown(const MouseEventArgs& e){
     p1.x = e.X;
     p1.y = e.Y;

     //...
     Form::OnMouseDown(e);
 }

鼠标抬起记录p2

 void MainForm::OnMouseUp(const MouseEventArgs& e){
     p2.x = e.X;
     p2.y = e.Y;

     if (rdoLine.Checked){
     // 不能放入栈对象，放入堆对象的指针
         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
     else if (...){
         //...
         shapeVector.push_back(circle);
     }

     //...
     this->Refresh();

     Form::OnMouseUp(e);
 }

显示图形

 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);
 }

区别

当要加入圆形需求时
- 结构化设计需要:
  - 增加圆形的类Circle{点、半径、new()构造器}
  - 在主框架mainForm中增加 vector<Circle> circleVector
  - 在鼠标抬起时，增加如果先前选择圆形的情况，把一个新的圆形对象放入circle_vec中
  - 在显示图形的函数中，加上对circle_vec对象列表的遍历和绘制
- 抽象化设计
  - 增加圆形的类Circle{点、半径、new()构造器}，
    - 继承Shape类
    - Circle类实现自己的draw绘制方法
  - (不动)mainForm中是vector<Shape*>，Circle也是Shape类型
  - 在鼠标抬起时，增加如果先前选择圆形的情况，把一个新的圆形对象放入shape_vec中
  - (不动)在显示图形的函数中，任然是遍历shape_vec，调用每个shape.draw()方法

软件设计的目标

设计模式的目标就是软件的复用性

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