设计模式实战：在线购物系统的设计与实现

创新实用美学设计，打破传统生活模式 #生活乐趣# #生活艺术# #生活美学设计# #实用美学设计#

简介

本篇文章将介绍如何设计一个在线购物系统，系统包括购物车、订单处理、支付等功能。我们将通过这一项目，应用组合模式、命令模式、策略模式和观察者模式来解决具体的设计问题。

问题描述

设计一个在线购物系统，用户可以浏览商品、将商品添加到购物车、提交订单并完成支付。系统需要支持多种支付方式，并且能够在订单状态变化时通知用户。

设计分析

业务流程说明

整个在线购物系统的业务流程如下：

用户浏览商品并将商品添加到购物车。用户查看购物车并确认商品。用户提交订单，系统生成订单。用户选择支付方式并进行支付。系统处理支付请求，完成支付。支付完成后，系统更新订单状态，并通知用户。 流程图

浏览商品

添加商品到购物车

查看购物车

确认商品

提交订单

选择支付方式

支付

支付成功

更新订单状态

通知用户

模块依赖关系图

ShoppingCart

Order

PaymentContext

PaymentStrategy

Observer

模式选择 购物车设计 模式选择：组合模式原因：组合模式适用于将对象组合成树形结构以表示部分-整体层次。购物车中的商品可以看作树结构中的叶子节点，而购物车本身可以看作树的根节点。使用组合模式能够方便地处理购物车中商品的添加和总价计算。 订单处理设计 模式选择：命令模式原因：命令模式用于将请求封装成对象，使得可以用不同的请求、队列或者日志来参数化其他对象。订单处理需要支持提交和取消操作，使用命令模式可以将这些操作封装成独立的对象，从而使系统更灵活和易于扩展。 支付方式设计 模式选择：策略模式原因：策略模式定义了一系列算法，并将每个算法封装起来，使它们可以互换。系统需要支持多种支付方式，使用策略模式可以使支付方式的实现更加灵活，方便添加新的支付方式而不影响现有代码。 通知用户设计 模式选择：观察者模式原因：观察者模式定义了对象之间的一对多依赖，当一个对象改变状态时，其所有依赖者都会收到通知并自动更新。订单状态变化时需要通知用户，使用观察者模式可以实现这一需求，确保用户及时获取订单状态的更新。

详细设计与实现

数据模型 组合模式（购物车设计）

import java.util.ArrayList; import java.util.List; // 产品接口 interface ProductComponent { double getPrice(); } // 商品类 class Product implements ProductComponent { private String name; private double price; public Product(String name, double price) { this.name = name; this.price = price; } @Override public double getPrice() { return this.price; } public String getName() { return name; } } // 购物车类 class ShoppingCart implements ProductComponent { private List<ProductComponent> items = new ArrayList<>(); public void addItem(ProductComponent item) { items.add(item); } public void removeItem(ProductComponent item) { items.remove(item); } @Override public double getPrice() { return items.stream().mapToDouble(ProductComponent::getPrice).sum(); } public List<ProductComponent> getItems() { return items; } }

12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940414243444546474849 命令模式（订单处理）

// 订单类 class Order { private String status; public void submit() { this.status = "Submitted"; notifyObservers(); } public void cancel() { this.status = "Canceled"; notifyObservers(); } public String getStatus() { return status; } private List<Observer> observers = new ArrayList<>(); public void addObserver(Observer observer) { observers.add(observer); } public void notifyObservers() { for (Observer observer : observers) { observer.update("Order status changed to " + status); } } } // 命令接口 interface OrderCommand { void execute(); } // 提交订单命令 class SubmitOrderCommand implements OrderCommand { private Order order; public SubmitOrderCommand(Order order) { this.order = order; } @Override public void execute() { order.submit(); } } // 取消订单命令 class CancelOrderCommand implements OrderCommand { private Order order; public CancelOrderCommand(Order order) { this.order = order; } @Override public void execute() { order.cancel(); } }

123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445464748495051525354555657585960616263 策略模式（支付方式）

// 支付策略接口 interface PaymentStrategy { void pay(double amount); } // 信用卡支付策略 class CreditCardPayment implements PaymentStrategy { @Override public void pay(double amount) { // 信用卡支付逻辑 System.out.println("Paid " + amount + " using Credit Card."); } } // 支付宝支付策略 class AlipayPayment implements PaymentStrategy { @Override public void pay(double amount) { // 支付宝支付逻辑 System.out.println("Paid " + amount + " using Alipay."); } } // 支付上下文 class PaymentContext { private PaymentStrategy strategy; public void setPaymentStrategy(PaymentStrategy strategy) { this.strategy = strategy; } public void pay(double amount) { strategy.pay(amount); } }

1234567891011121314151617181920212223242526272829303132333435 观察者模式（通知用户）

// 观察者接口 interface Observer { void update(String message); } // 用户类 class User implements Observer { private String name; public User(String name) { this.name = name; } @Override public void update(String message) { System.out.println("Notify " + name + ": " + message); } }

123456789101112131415161718 使用示例

public class Main { public static void main(String[] args) { // 创建用户 User user = new User("Alice"); // 创建商品 Product product1 = new Product("Laptop", 1000); Product product2 = new Product("Phone", 500); // 创建购物车并添加商品 ShoppingCart cart = new ShoppingCart(); cart.addItem(product1); cart.addItem(product2); System.out.println("Total cart price: " + cart.getPrice()); // 创建订单并添加观察者 Order order = new Order(); order.addObserver(user); // 提交订单 OrderCommand submitOrder = new SubmitOrderCommand(order); submitOrder.execute(); // 选择支付方式并支付 PaymentContext paymentContext = new PaymentContext(); paymentContext.setPaymentStrategy(new CreditCardPayment()); paymentContext.pay(cart.getPrice()); // 取消订单 OrderCommand cancelOrder = new CancelOrderCommand(order); cancelOrder.execute(); } }

123456789101112131415161718192021222324252627282930313233 设计模式类图 组合模式（购物车设计）

contains

«interface»

ProductComponent

+double getPrice()

Product

+String name

+double price

+double getPrice()

+String getName()

ShoppingCart

+List<ProductComponent> items

+addItem(ProductComponent item)

+removeItem(ProductComponent item)

+double getPrice()

命令模式（订单处理）

uses

«interface»

OrderCommand

+void execute()

SubmitOrderCommand

-Order order

+SubmitOrderCommand(Order order)

+void execute()

CancelOrderCommand

-Order order

+CancelOrderCommand(Order order)

+void execute()

Order

+String status

+void submit()

+void cancel()

+void addObserver(Observer observer)

+void notifyObservers()

策略模式（支付方式）

«interface»

PaymentStrategy

+void pay(double amount)

CreditCardPayment

+void pay(double amount)

AlipayPayment

+void pay(double amount)

PaymentContext

-PaymentStrategy strategy

+void setPaymentStrategy(PaymentStrategy strategy)

+void pay(double amount)

观察者模式（通知用户）

«interface»

Observer

+void update(String message)

User

-String name

+User(String name)

+void update(String message)

Order

-List<Observer> observers

+void addObserver(Observer observer)

+void notifyObservers()

+void submit()

+void cancel()

整体类图

owns

contains

generates

notifies

uses

uses

User

+String name

+User(String name)

+void update(String message)

ShoppingCart

+List<ProductComponent> items

+addItem(ProductComponent item)

+removeItem(ProductComponent item)

+double getPrice()

Product

+String name

+double price

+double getPrice()

Order

+String status

+void submit()

+void cancel()

+void addObserver(Observer observer)

+void notifyObservers()

«interface»

OrderCommand

+void execute()

SubmitOrderCommand

-Order order

+SubmitOrderCommand(Order order)

+void execute()

CancelOrderCommand

-Order order

+CancelOrderCommand(Order order)

+void execute()

«interface»

PaymentStrategy

+void pay(double amount)

PaymentContext

-PaymentStrategy strategy

+void setPaymentStrategy(PaymentStrategy strategy)

+void pay(double amount)

CreditCardPayment

+void pay(double amount)

AlipayPayment

+void pay(double amount)

«interface»

Observer

+void update(String message)

总结与反思

通过本项目，我们综合应用了组合模式、命令模式、策略模式和观察者模式，解决了在线购物系统的设计需求。通过这些模式，我们实现了系统模块的解耦和灵活扩展，使得代码结构更加清晰、易于维护。

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