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综合学习记录：设计模式、数据结构与系统知识汇总

📅 2026-08-02 18:28 👤 admin 💬 0 条评论

Learn — 综合学习记录

一份汇总了设计模式、数据结构、Markdown、SQL、Git、C# 基础、计算机系统、dll、结构化开发方法、算法设计与分析的综合学习笔记。

设计模式

原则

总纲

  • 开闭原则：一个软件实体，如类、模块、函数应该对扩展开放，修改封闭

六大原则

  1. 单一职责原则：一个类应该只有一个发生变化的原因
  2. 里氏替换原则：所有使用基类的地方必须能透明的使用其子类对象
  3. 依赖倒置原则：上层模块不应依赖于底层模块，他们都应该依赖于抽象；抽象不应依赖于细节，细节应依赖于抽象
  4. 接口隔离原则：客户端不应该依赖于他不需要的接口；类间的依赖关系应该建立在最小的接口上
  5. 迪米特法则（最少知道原则）：只与你的朋友交谈，不和陌生人说话；出现为成员变量、方法参数、方法返回值的类为直接朋友
  6. 合成复用原则：尽量使用对象的组合/聚合，而不是继承达到软件复用的目的

继承复用破坏封装性（白箱复用）、耦合度高、灵活性低；组合/聚合复用维持封装性（黑箱复用）、耦合度低、可动态复用。

创建型

  • 工厂模式（Factory）：通过继承产品的基类实现产品多态，封装工厂的产品创建函数制造唯一接口。存在问题：只能生成继承于 Product 的产品
  • 抽象工厂模式（AbstractFactory）：以工厂模式为基础，进一步对工厂抽象
  • 单例模式（Singleton）：一次创建多次使用，分懒汉模式和饿汉模式
  • 建造者模式（Builder）：如同生产线，一个 builder 关注产品的每一道工序，通过修改工序输出不同产品
  • 原型模式（Prototype）：通过 Clone 创建新数据，保证原有数据不被污染

结构型

  • 适配器模式（Adapter）：将一个类的接口转换成客户希望的另一个接口，使接口不兼容的类可以一起工作
  • 装饰器模式（Decorator）：动态给一个对象添加额外职责
  • 代理模式（Proxy）：为其他对象提供代理以控制对这个对象的访问
  • 外观模式（Facade）：为子系统的一组接口提供一致的界面，使子系统更容易使用
  • 桥接模式（Bridge）：将抽象部分与其实现部分分离，使它们可以独立变化
  • 组合模式（Composite）：将对象组合成树型结构表示"部分-整体"层次，对单个对象和组合对象使用一致，如 Unity 的 Component
  • 享元模式（FlyWeight）：运用共享技术支持大量细粒度对象，如对象池

行为型

  • 策略模式（Strategy）：定义一系列算法并封装，可相互替换，算法独立于使用它们的客户
  • 模板方法模式（Template）：定义算法骨架，将一些步骤延迟到子类，如模板类
  • 观察者模式（Observer）：对象间一对多依赖，状态改变时所有依赖者收到通知自动更新（事件与委托）
  • 迭代子模式（Iterator）：顺序访问聚合对象中的各元素，不暴露内部表示
  • 责任链模式（Chain of Responsibility）：多个对象有机会处理请求，连成链传递直到有对象处理
  • 命令模式（Command）：将请求封装为对象，可参数化、排队、记录日志、支持撤销
  • 备忘录模式（Memento）：不破坏封装的前提下捕获并保存对象内部状态，可恢复到原状态
  • 状态模式（State）：允许对象在内部状态改变时改变其行为
  • 访问者模式（Visitor）：不改变元素类的前提下定义作用于元素的新操作
  • 中介者模式（Mediator）：用一个中介对象封装一系列对象交互，使各对象耦合松散
  • 解释器模式（Interpreter）：定义语言的文法表示和解释器，用表示来解释语言中的句子

数据结构

排序算法

  • 直接插入排序：逐一遍历，低者前移，高者向后
  • 冒泡排序：相邻比较，顺降逆升，无交换提前结束
  • 简单选择排序：逐个寻最小
  • 希尔排序（缩小增量排序）：指定增量，隔数比较互换，逐步缩小增量值直至为一
  • 快速排序：来回扫描，低者前移，高者向后，用栈模拟递归
  • 归并排序 / 堆排序 / 计数排序 / 桶排序

查找算法

静态查找表：

  • 顺序查找：从左到右依次匹配键值。时间 O(n)，空间 O(1)
  • 二分查找：只针对有序查找，从中间值开始。时间 O(logn)，空间 O(1)
  • 插值查找：针对顺序查找等差分段，根据待查值自适应中间值。时间 O(log(logn))~O(n)

动态查找表：二叉树查找、哈希查找

Markdown

  • 目录生成：使用 [TOC]（github 无法识别）；或用插件 Markdown All in One 按 shift+ctrl+p 输入 Markdown All in One: Create Table of Contents
  • 引用图片：![这是图片](/assets/img/philly-magic-garden.jpg "Magic Gardens")

PlantUML

类图六种基本关系

  • 泛化：继承关系，子类指向父类，用 <|-- 表示
  • 实现：类指向接口，用 <|.. 表示
  • 关联：拥有关系，单向 <--，双向 --
  • 组合：整体与部分，不可分离，整体指向部分，用 *-- 表示
  • 聚合：整体与部分，可单独存在，整体指向部分，用 o-- 表示
  • 依赖：使用关系（局部变量/方法参数），依赖者指向被依赖者，用 <.. 表示

思维导图

plantuml 插件支持 mindmap，用 @startmindmap 和 @endmindmap 包裹代码块

SQL

基础语法

--添加新字段（注意：MySQL 8.0.17 起不推荐 INT(11) 的 display width）
ALTER TABLE test.my_collection ADD ID INT DEFAULT 0 FIRST;
--删除字段
ALTER TABLE test.my_collection DROP ID;
--删除索引
ALTER TABLE test.my_collection DROP INDEX ID;
--添加索引
ALTER TABLE test.my_collection ADD INDEX SelectID (ID);

存储过程

delimiter $$ -- 将结束符号从分号临时改为$$
CREATE PROCEDURE CREATEDATA() -- 创建存储过程
BEGIN
declare _ID INT; -- 声明变量
SET _ID = 0;
while _ID < 1000 do
insert into test.my_collection (ID,param) values (_ID,_ID);
set _ID=_ID+1;
end while;
END$$
delimiter ; -- 恢复结束符号

call CREATEDATA(); -- 调用

Git

初始配置

git config user.name "name"
git config user.email XX@XX.xom
git config http.proxy Ip:Port

提交

git add .
git commit -m "描述"
git push
git pull
git status / git diff
git branch
git remote add main git@github.com:xx/xx.git 
// 版本回退
git reset HEAD^        // 全回退
git reset HEAD^ [文件]  // 指定文件回退
git reset HEAD^n        // 回退n个版本
git reset 版本号
// pull 无法拉取时
git fetch --all
git reset --hard [库名]
git pull

C# 基础

读写

  • 文件读写：FileStream 类与 File 类搭配使用

类型参数约束

  • 泛型类型和方法声明可以通过 type_parameter_constraints_clause 指定类型参数约束
  • 使用 where 加约束类型，如 where T:new()
  • 需要带参构造时：
(T)System.Activator.CreateInstance(typeof(T),actData)

方法参数

  • 使用 params 修饰方法中不定长的参数列表

计算机系统

CPU 组成

PlantUML 图表

指令集

PlantUML 图表

存储系统

PlantUML 图表

原码反码补码

  • 机器数：二进制表示的数，无正负之分，计算机用最高位表示正负
  • 真值：带符号位的机器数表示的值
  • 原码：带符号位的机器数
  • 反码：正数反码是本身，负数反码符号位不变、其他位取反
  • 补码：正数补码是本身，负数补码是反码+1

dll

关于 C# 调用 C++ 编译的 dll 库实操

托管代码与非托管代码：托管代码运行在 CLR 上，跨平台强，享受垃圾回收等服务；非托管代码是机器语言，依赖语言和环境，需自行管理

DllImport：C# 调用非托管动态链接库静态入口点的特性化方法；关键字段 EntryPoint 明确动态库函数名；使用 System.Runtime.InteropServices 命名空间

__declspec(dllexport)：C++ 中导出 dll 数据的关键字，规范输出函数名，避免调用时找不到函数

遇到的问题：

  1. C# 找不到 dll 函数，原因是缺少 __declspec(dllexport)
  2. dll 编译找不到预编译文件，不使用预编译头解决
  3. 多处 cpp 引用 pch.h 报重复声明，去掉引用解决
  4. dll 调试：将命令路径改为执行 exe 路径，dll 工程设为首选项

结构化开发方法

系统分析

PlantUML 图表

系统设计

PlantUML 图表

系统总体结构

PlantUML 图表

模块结构设计

PlantUML 图表

算法设计与分析

动态规划

核心理念：

  1. 找出最优解的性质，并刻画其特征
  2. 递归的定义最优解的值
  3. 以自底而上的方式计算出最优解
  4. 根据计算最优值时得到的信息，构造一个最优解

TODO

  • 基础数据结构 图
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