软件设计师备考笔记【day2】-UML 图解 | 面向对象 | 设计模式
目录
一，uml建模
1，基础概念
2， UML 核心图分类
3，关系
二，面向对象
1，三大核心特性
2，设计原则
三，设计模式
1，模式分类总览
2，创建型模式
3，结构型模式
4，行为型模式
一，uml建模
1，基础概念
（1）uml包括
- 构造块
- 规则
- 通用关系
（2）构造块包括
- 事务
- 关系
- 图
（3）事务包括
- 结构事务（静态，概念和物理元素）
- 行为事务（时间和空间）
- 分组事务（组织架构，文件夹）
- 注释事务
2， UML 核心图分类
| 图类型 | 所属分类 | 核心用途 | 关键知识点 |
|---|---|---|---|
| 用例图 | 行为型 | 描述系统功能需求，参与者与用例的交互 | 识别参与者、用例；用例间关系（包含、扩展、泛化）的区别 |
| 类图 | 结构型 | 描述系统中类、接口及其关系 | 类间关系辨析；类的属性 / 方法可见性 |
| 时序图（序列图） | 行为型 | 描述对象间的交互时序，按时间顺序排列消息 | 消息类型（同步 / 异步 / 返回）；对象生命线、激活期；循环 / 分支表示 |
| 活动图 | 行为型 | 描述业务流程、算法逻辑、控制流 | 起始 / 终止节点、分支节点、合并节点、泳道（划分职责） |
| 状态图 | 行为型 | 描述对象的生命周期，状态间的转换 | 初态 / 终态、状态转换条件、事件驱动转换；区分状态图与活动图 |
3，关系
参与者之间的关系：泛化关系
参与者和用例之间：关联关系
用例之间：包含，扩展，泛化
| 关系类型 | 核心含义 | 图示 | 典型场景 |
|---|---|---|---|
| 依赖 | 临时的、弱的使用关系 | ----------->（虚线 + 箭头） | A 类的方法使用了 B 类对象作为参数 |
| 关联 | 长期的、稳定的引用关系 | ————>（实线 + 箭头） | 学生与课程；员工与部门 |
| 聚合 | 整体 - 部分关系，部分可脱离整体存在 | ◇————（空心菱形实线，菱形在整体） | 汽车和轮胎，班级和学生 |
| 组合 | 整体 - 部分关系，部分不能脱离整体存在 | ◆————（实心菱形实线，菱形在整体） | 人体和心脏，树和树叶 |
| 泛化 | 继承关系，子类继承父类 | ————△（实线 + 空心三角，指向父类） | 猫 / 狗继承动物类 |
| 实现 | 类实现接口，接口定义方法，类完成具体逻辑 | ------------△（虚线 + 空心三角，指向接口） | 实现 Runnable 接口、实现自定义接口 |
二，面向对象
1，三大核心特性
封装，继承，多肽
2，设计原则
| 原则名称 | 核心思想 | 目标 |
|---|---|---|
| 单一职责 (SRP) | 一个类只负责一项职责 | 降低类的复杂度，提高可读性和可维护性 |
| 开闭原则 (OCP) | 对扩展开放，对修改关闭 | 提高系统的可扩展性和灵活性 |
| 里氏替换 (LSP) | 子类可以替换父类 | 确保继承关系的正确性，增强程序的健壮性 |
| 接口隔离 (ISP) | 使用多个专用接口 | 降低系统耦合，提高内聚性 |
| 依赖倒置 (DIP) | 依赖抽象，不依赖具体 | 降低模块间耦合，提高系统稳定性 |
| 合成复用 (CRP) | 优先组合，其次继承 | 降低耦合，更灵活地复用代码 |
| 迪米特法则 (LOD) | 最少知道，最少依赖 | 降低类之间的耦合度 |
所有设计原则最终目标：提高内聚、降低耦合，符合开闭原则
三，设计模式
1，模式分类总览
- 创建型模式：解决对象创建问题，隐藏创建细节，提高灵活性。
- 结构型模式：解决类 / 对象的组合问题，通过组合实现新功能。
- 行为型模式：解决对象间的交互与职责分配问题。
2，创建型模式
| 模式 | 核心思想 | 关键考点 & 应用场景 |
|---|---|---|
| 单例模式 | 保证一个类仅有一个实例，并提供全局访问点 | 应用场景：配置类、连接池、日志类；实现方式：饿汉式（线程安全）、懒汉式（需双重检查锁） |
| 工厂方法模式 | 定义创建对象的接口，让子类决定实例化哪个类 | 核心：一个工厂对应一个产品；解决简单工厂的 “开闭原则” 问题 |
| 抽象工厂模式 | 提供创建一系列相关 / 依赖对象的接口 | 核心：一个工厂对应一组产品族；适合多系列产品的场景（如不同操作系统的按钮 / 文本框） |
| 简单工厂（非标准模式） | 由一个工厂类根据参数创建不同产品对象 | 软考常考辨析，违反开闭原则，适合产品少且稳定的场景 |
3，结构型模式
| 模式 | 核心思想 | 关键考点 & 应用场景 |
|---|---|---|
| 适配器模式 | 将一个类的接口转换成客户期望的另一个接口，解决接口不兼容问题 | 分为类适配器（继承）和对象适配器（组合）；应用场景：旧系统与新接口的兼容、第三方库适配 |
| 装饰器模式 | 动态给对象添加额外职责，比继承更灵活 | 核心：装饰器与被装饰者实现同一接口，包含被装饰者对象；应用场景：IO 流、动态添加功能（如日志、权限） |
| 代理模式 | 为其他对象提供一个代理，控制对该对象的访问 | 分为静态代理、动态代理；应用场景：远程代理（RPC）、虚拟代理（图片加载）、保护代理（权限控制） |
| 桥接模式 | 将抽象与实现分离，使两者可以独立变化 | 核心：组合代替继承，解决多维度变化的类爆炸问题；应用场景：不同品牌 + 不同类型的设备（如不同品牌的手机 + 不同系统） |
4，行为型模式
| 模式 | 核心思想 | 关键考点 & 应用场景 |
|---|---|---|
| 观察者模式 | 定义对象间的一对多依赖，当一个对象状态改变时，所有依赖它的对象都会收到通知并自动更新 | 核心：主题（被观察者）和观察者的分离；应用场景：事件通知系统、消息订阅（如消息队列、UI 事件监听） |
| 策略模式 | 定义一系列算法，将每个算法封装成独立类，使它们可以互相替换 | 核心：将算法与使用算法的客户端分离；应用场景：支付方式选择、排序算法切换、折扣策略 |
| 模板方法模式 | 定义一个算法的骨架，将部分步骤延迟到子类实现 | 核心：父类定义算法流程，子类实现具体步骤；应用场景：框架中的流程定义（如 Spring 的模板方法）、固定流程的业务逻辑 |
| 状态模式 | 允许对象在内部状态改变时改变它的行为，对象看起来好像修改了它的类 | 核心：将状态与行为封装到状态类中，避免大量 if-else 判断；应用场景：订单状态流转、游戏角色状态切换 |