使用什么设计模式来生成多个模拟？

Question

我有一个在特定高度和特定温度下运行的模拟：

interface IGeneratable
{
    string Name { get; }
    void Generate();
}    

interface ISimulation : IGeneratable
{
    int Height { get; }
    int Temperature { get; }        
}

Generate() 模拟过程通常涉及多个步骤：

void Generate()
{
    Step1();
    Step2();
    Step3();
}

现在，用户可以指定多个高度和/或多个温度。

在这种情况下，会产生多个模拟（子模拟），每个高度/温度组合一个。

interface IMultiSimulation : IGeneratable
{
    ISimulation[] SubSimulations { get; }       
}

但是，在这种情况下，子模拟的 Generate() 方法偏离了 Step1、Step2、Step3 的顺序：

• 如果指定了多个温度，则只需对所有子模拟执行一次Step2()，而不是每个温度（即每个多重模拟一次）。
• 如果指定了多个高度，则：
  • Step1() 首先针对所有子模拟进行预计算。
  • Step2, Step3,..etc 然后被执行。
• 可以进行具有多个高度和多个温度的宏大模拟。这意味着需要满足以上两个条件。

一般说明

• 一个步骤的实现被封装在IStep中，它实现了IGeneratable。例如，模拟可以返回一个步骤列表。
• 步骤数可能相当大。

我一直在尝试使用装饰器模式，但没有成功。

我正在寻找一种具有可扩展解决方案的合适模式，该解决方案可以处理单个模拟和多个模拟的生成。

谢谢。

Answer 1

在您的情况下，我会使用设计模式组合。 generate 方法会检查它是否有任何组件。如果没有，它只会调用

void Generate()
{
    Step1();
    Step2();
    Step3();
}

但如果它确实有组件，则意味着它有多个模拟。那么代码将是这样的：

void Generate()
{
if(this.simulations.Count==0)
{
  Step1();
  Step2();
  Step3();
}
else
 {
    if(multipleHeights)
    {
      precomputeStep1();
      if(multipleHeights)
      {
        createSingletonForStep2(this);
      }
      else
      {
        Step2();
      }
      Step3();
    }
  }
}

对于第 2 步，我将简单地调用一个接收此复合作为参数的单例，因此对于这组模拟将只有一个 step2。

Answer 2

你的任务不是那么小，所以答案不是单一的设计模式，而是多个。我个人不会强调模式，而是强调直观和意图揭示的实现（例如，我在这里写过：http://www.tutisani.com/software-architecture/intuitive-object-models.html）。我认为你的设计不是直观的和自我描述的，所以你没有通过提出你提出的问题来解决正确的问题。

无论如何，既然您要求确定设计模式，我也会帮助您。

• 事实上，所有派生类型（特别是接口）都实现了 IGeneratable，即称为 Super Type 设计模式。
• 正如一些人所建议的，包含其他模拟的模拟是Composite 模式。但是，它并不完全准确，因为 IMultiSimulation 没有实现 ISimulation。无论如何，这是某种复合，因为父母和孩子都至少实现了 IGeneratable。
• IStep 听起来像 Strategy 模式，但我猜你没有正确实现它。

现在，我想建议您重新考虑您的设计方法，因为您的界面不直观。以下是我看到的问题，您需要重新思考：

• ISimulation 具有高度和温度，还具有 Generate()。 Generate() 很可能应该使用 Height 和 Temperature - 这就是我理解您的描述的方式，但这不是表达它的正确方式。如果 Generate() 取决于高度和温度，则将它们作为参数传递，并且不要将它们定义为属性。此外，接口可以更好地表达行为，而不是状态。属性代表状态，我将其表示为一个类，而不是一个接口。
• 如果仿真要执行步骤，请不要在 ISimulation 本身上定义它们 - 这又不是那么直观的设计。将它们作为参数传递，这将使其成为一种策略设计模式（这就是我在上面说它没有正确实现的原因）。

我会走得更远，但我不知道整体情况。从您所表达的内容来看，您提出的实现是不正确的。请重新考虑。

Answer 3

接口：

interface IGeneratable
{
    string Name { get; }
    void Generate();
} 

interface IGeneratableOnce : IGeneratable
{
    bool HasRunned { get; set; }
}   

interface ISimulation : IGeneratable
{
    int Height { get; }
    int Temperature { get; }
    IMultiSimulation MultiSimulation{ get; }
    IGeneratable[] Steps{ get; }

}

interface IMultiSimulation : IGeneratable
{
    ISimulation[] SubSimulations { get; }       
}

典型的多重仿真生成：

void Generate(){
    for (ISimulation simulation in SubSimulations){
        simulation.Generate();
    }
}

典型的 ISimulation 生成：

void Generate(){
    for (IGeneratable step in Steps){
        step.Generate();
    }
}

ISimulation Generate 避免第二步运行两次：

void Generate(){
    for (int i=0;i<Steps.Length;i++){
        IGeneratable step = Steps[i];
        if (i!=1){
            if (step is IGeneratableOnce && !(step as IGeneratableOnce).HasRunned){
                step.Generate();
                step.HasRunned = true;
            }
        }else{
            step.Generate();
        }
    }
}

如果您愿意，您可以添加一些其他标志，甚至可以添加某种方法，例如 CanRun(int Height ,int Temperature)，以防您的逻辑过于复杂。 但是，在您的情况下，我相信您应该使用像此代码示例这样的复合模式变体。

编辑：Here 另一个您可能会使用的有趣模式

Answer 4

在我看来，有一个非常具体的用例需要实现，所以我建议使用一个包含 Generate() 实现的类（我希望我理解正确的要求）

class Simulation
{
    string Name { get; }
    int[] Heights { get; }
    int[] Temperatures { get; }

    void Generate() {
         for (int i = 0; i < Temperatures.Count; i++) {
             for (int j = 0; j < Heights.Count; j++) {
                  GenerateStep1();
             }
             GenerateStep2();
             GenerateStep3();
         }
    }
}