软体样式(Design Pattern )
          之应用
  
※ 高焕堂
  
自从1991年以来﹐样式观念和理论逐渐成为物件导向(OO)领域中最热门的话题之一。本文探讨如何使用样式﹐解决软体上的常见问题。
  
  

什么是样式？
     顾名思意﹐样式是人们遭遇到特定问题时﹐大家惯用的应付方式。样式可用来解决问题﹐而且是有效、可靠的。掌握愈多样式﹐运用愈成熟﹐就愈是杰出的设计专家。
    依据样式理论大师亚历山大(Christopher Alexander) 之定义﹕
  
「样式是某外在环境(Context) 下﹐对特定问题(Problem)的惯用解决之道(Solution)」
  
例如﹐在平坦的校园里(Context) ﹐下述两项需求是互相冲突的﹕
      ◎学生需要交通工具代步。
      ◎校园空气必须保持清洁。
  
就产生问题(Problem) 了﹐该如何化解呢﹖在一般校园里﹐惯用解决之道(Solution)是﹕规定在校园中只能骑自行车﹐不能骑有污染的机车和汽车。此解决之道是否有效﹐是取决于外在环境(Context) 。例如﹐在不平坦的清华大学校园中﹐上述解决之道就无效用了。于是另找解决方案来处理这问题了﹔例如﹐提供电动机车供学生在校园中使用。
    自从1991年以来﹐亚历山大的样式理论逐渐应用于OO软体的设计上﹐可解决软体设计上的问题。例如﹐软体设计时﹐常见下述问题﹕
  
软体模组(Module)之间的相依性太高﹐不易个别抽换模组﹐软体的「软」性就降低了。
可利用样式解决这种问题﹐求增强模组之间的独立性﹐提高软体的弹性(Flexibility) ﹐降低软体的维护费用﹗
  
设计样式(Design Pattern)
  
在Erich Gamma 等人合着的﹕
  
"Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software"
  
一书列出23种软体样式﹐可解决软体设计上的特定问题。本文举例说明其中的3 种样式﹐看看它们的应用情形。
      1. Factory Method 样式
      2. Abstract Factory 样式
      3. Builder样式
  
首先拿个简单程式来叙述「问题」之所在﹕
  
//// p1.cpp
class Integer {
    int value;
  public:
    Integer()   {  value=100;  }
    void DisplayValue()
         {  cout << value << endl;  }
};
  
class Document {
       Integer *pi;
     public:
   Document() { pi = new Integer(); }
    void DisplayData()
       {  pi->DisplayValue();  }
};
  
void main() {
   Document d;
   d.DisplayData();
}
//// end
  
    两类别的相依性很高﹐原因是﹕Document类别直接使用Integer 字眼﹐且使用两次。于是﹐问题是﹕
  
「若必须将Integer 类别名称改为Float 时﹐得更换 Document类别中的Integer 字眼」。
  
亦即﹐抽换Integer 类别时﹐会牵连到Document类别﹐抽换过程将不会很顺畅﹗藉由抽象类别﹐可解决部分问题，如下﹕
  
//// p2.cpp
class Data {
     public:
       virtual void DisplayValue()=0;
};
  
class Integer : public Data {
    int value;
  public:
    Integer()  {  value=100;  }  
   virtual void DisplayValue()
          { cout << value << endl; }  
};
class Document {
     Data *pd;
   public:
     Document()  { pd=new Integer(); }
     void DisplayData()
          { pd->DisplayValue(); }
};
  
void main() {
     Document d;
     d.DisplayData();
}
//// end
&nb