行为型模式应用实验

行为型模式（Behavioral Pattern）是对在不同的对象之间划分责任和算法的抽象化，它是 GoF 设计模式中最为庞大的一类模式，包含以下 11 种：模板方法（Template Method）模式、策略（Strategy）模式、命令（Command）模式、职责链（Chain of Responsibility）模式、状态（State）模式、观察者（Observer）模式、中介者（Mediator）模式、迭代器（Iterator）模式、访问者（Visitor）模式、备忘录（Memento)模式、解释器（Interpreter）模式。

实验目的

本实验的主要目的如下。

了解 11 种“行为型模式”的定义、特点和工作原理。
理解 11 种“行为型模式”的结构、实现和应用场景。
学会应用 11 种“行为型模式”进行软件开发。

实验原理

1. 行为型模式的工作原理

行为型模式用于描述程序在运行时复杂的流程控制，即描述多个类或对象之间怎样相互协作共同完成单个对象无法单独完成的任务，它涉及算法与对象间职责的分配。

按照其显示方式的不同，行为型模式可分为类行为模式和对象行为模式，其中类行为型模式使用继承关系在几个类之间分配行为，主要通过多态等方式来分配父类与子类的职责；对象行为型模式则使用对象的组合或聚合关联关系来分配行为，主要是通过对象关联等方式来分配两个或多个类的职责。

由于组合关系或聚合关系比继承关系耦合度低，满足“合成复用原则”所以对象行为模式比类行为模式具有更大的灵活性。

如果按目的来分，行为型模式共 11 种，每种模式的工作原理在前面的教程中都有详细的介绍，每种模式的实验大概要花 2 个学时，大家可以根据实验计划来选做若干个实验。下面以观察者模式为例，介绍其实验过程。

2. 观察者模式的工作原理

观察者模式是一种对象行为型模式，用于解决多个对象间存在的一对多的依赖关系。在现实世界中，许多对象并不是独立存在的，其中一个对象的状态发生改变可能会导致一个或者多个其他对象也发生改变，如物价与消费者、股价与股民、天气预报与农民、警察与小偷、事件源与事件处理者等。这种模式有时又称作发布-订阅模式、模型-视图模式，其结构图如图 1 所示。