java23中设计模式详解

2019年11月30日 阅读数:95
这篇文章主要向大家介绍java23中设计模式详解,主要内容包括基础应用、实用技巧、原理机制等方面,希望对大家有所帮助。

设计模式(Design Patterns)java

                                  ——可复用面向对象软件的基础node

设计模式(Design pattern)是一套被反复使用、多数人知晓的、通过分类编目的、代码设计经验的总结。使用设计模式是为了可重用代码、让代码更容易被他人理解、保证代码可靠性。 毫无疑问,设计模式于己于他人于系统都是多赢的,设计模式使代码编制真正工程化,设计模式是软件工程的基石,如同大厦的一块块砖石同样。项目中合理的运用设计模式能够完美的解决不少问题,每种模式在如今中都有相应的原理来与之对应,每个模式描述了一个在咱们周围不断重复发生的问题,以及该问题的核心解决方案,这也是它能被普遍应用的缘由。本章系Java之美[从菜鸟到高手演变]系列之设计模式,咱们会以理论与实践相结合的方式来进行本章的学习,但愿广大程序爱好者,学好设计模式,作一个优秀的软件工程师!mysql

1、设计模式的分类算法

整体来讲设计模式分为三大类:spring

建立型模式,共五种:工厂方法模式、抽象工厂模式、单例模式、建造者模式、原型模式。sql

结构型模式,共七种:适配器模式、装饰器模式、代理模式、外观模式、桥接模式、组合模式、享元模式。数据库

行为型模式,共十一种:策略模式、模板方法模式、观察者模式、迭代子模式、责任链模式、命令模式、备忘录模式、状态模式、访问者模式、中介者模式、解释器模式。编程

其实还有两类:并发型模式和线程池模式。用一个图片来总体描述一下:小程序

 

2、设计模式的六大原则设计模式

一、开闭原则(Open Close Principle)

开闭原则就是说对扩展开放,对修改关闭。在程序须要进行拓展的时候,不能去修改原有的代码,实现一个热插拔的效果。因此一句话归纳就是:为了使程序的扩展性好,易于维护和升级。想要达到这样的效果,咱们须要使用接口和抽象类,后面的具体设计中咱们会提到这点。

二、里氏代换原则(Liskov Substitution Principle)

里氏代换原则(Liskov Substitution Principle LSP)面向对象设计的基本原则之一。 里氏代换原则中说,任何基类能够出现的地方,子类必定能够出现。 LSP是继承复用的基石,只有当衍生类能够替换掉基类,软件单位的功能不受到影响时,基类才能真正被复用,而衍生类也可以在基类的基础上增长新的行为。里氏代换原则是对“开-闭”原则的补充。实现“开-闭”原则的关键步骤就是抽象化。而基类与子类的继承关系就是抽象化的具体实现,因此里氏代换原则是对实现抽象化的具体步骤的规范。—— From Baidu 百科

三、依赖倒转原则(Dependence Inversion Principle)

这个是开闭原则的基础,具体内容:真对接口编程,依赖于抽象而不依赖于具体。

四、接口隔离原则(Interface Segregation Principle)

这个原则的意思是:使用多个隔离的接口,比使用单个接口要好。仍是一个下降类之间的耦合度的意思,从这儿咱们看出,其实设计模式就是一个软件的设计思想,从大型软件架构出发,为了升级和维护方便。因此上文中屡次出现:下降依赖,下降耦合。

五、迪米特法则(最少知道原则)(Demeter Principle)

为何叫最少知道原则,就是说:一个实体应当尽可能少的与其余实体之间发生相互做用,使得系统功能模块相对独立。

六、合成复用原则(Composite Reuse Principle)

原则是尽可能使用合成/聚合的方式,而不是使用继承。

3、Java的23中设计模式

从这一块开始,咱们详细介绍Java中23种设计模式的概念,应用场景等状况,并结合他们的特色及设计模式的原则进行分析。

一、工厂方法模式(Factory Method)

工厂方法模式分为三种:

十一、普通工厂模式,就是创建一个工厂类,对实现了同一接口的一些类进行实例的建立。首先看下关系图:

举例以下:(咱们举一个发送邮件和短信的例子)

首先,建立两者的共同接口:

[java] view plain copy
  1. publicinterface Sender { 
  2.     publicvoid Send(); 

其次,建立实现类:

[java] view plain copy
  1. publicclass MailSender implements Sender { 
  2.     @Override 
  3.     publicvoid Send() { 
  4.         System.out.println("this is mailsender!"); 
  5.     } 
[java] view plain copy
  1. publicclass SmsSender implements Sender { 
  2.  
  3.     @Override 
  4.     publicvoid Send() { 
  5.         System.out.println("this is sms sender!"); 
  6.     } 

最后,建工厂类:

[java] view plain copy
  1. publicclass SendFactory { 
  2.  
  3.     public Sender produce(String type) { 
  4.         if ("mail".equals(type)) { 
  5.             returnnew MailSender(); 
  6.         } elseif ("sms".equals(type)) { 
  7.             returnnew SmsSender(); 
  8.         } else
  9.             System.out.println("请输入正确的类型!"); 
  10.             returnnull
  11.         } 
  12.     } 

咱们来测试下:

  1. publicclass FactoryTest { 
  2.  
  3.     publicstaticvoid main(String[] args) { 
  4.         SendFactory factory = new SendFactory(); 
  5.         Sender sender = factory.produce("sms"); 
  6.         sender.Send(); 
  7.     } 

输出:this is sms sender!

2二、多个工厂方法模式,是对普通工厂方法模式的改进,在普通工厂方法模式中,若是传递的字符串出错,则不能正确建立对象,而多个工厂方法模式是提供多个工厂方法,分别建立对象。关系图:

将上面的代码作下修改,改动下SendFactory类就行,以下:

[java] view plain copy public class SendFactory { 
   public Sender produceMail(){ 
  1.         returnnew MailSender(); 
  2.     } 
  3.      
  4.     public Sender produceSms(){ 
  5.         returnnew SmsSender(); 
  6.     } 

测试类以下:

[java] view plain copy
  1. publicclass FactoryTest { 
  2.  
  3.     publicstaticvoid main(String[] args) { 
  4.         SendFactory factory = new SendFactory(); 
  5.         Sender sender = factory.produceMail(); 
  6.         sender.Send(); 
  7.     } 

输出:this is mailsender!

3三、静态工厂方法模式,将上面的多个工厂方法模式里的方法置为静态的,不须要建立实例,直接调用便可。

[java] view plain copy
  1. publicclass SendFactory { 
  2.      
  3.     publicstatic Sender produceMail(){ 
  4.         returnnew MailSender(); 
  5.     } 
  6.      
  7.     publicstatic Sender produceSms(){ 
  8.         returnnew SmsSender(); 
  9.     } 
[java] view plain copy
  1. publicclass FactoryTest { 
  2.  
  3.     publicstaticvoid main(String[] args) {     
  4.         Sender sender = SendFactory.produceMail(); 
  5.         sender.Send(); 
  6.     } 

输出:this is mailsender!

整体来讲,工厂模式适合:凡是出现了大量的产品须要建立,而且具备共同的接口时,能够经过工厂方法模式进行建立。在以上的三种模式中,第一种若是传入的字符串有误,不能正确建立对象,第三种相对于第二种,不须要实例化工厂类,因此,大多数状况下,咱们会选用第三种——静态工厂方法模式。

二、抽象工厂模式(Abstract Factory)

工厂方法模式有一个问题就是,类的建立依赖工厂类,也就是说,若是想要拓展程序,必须对工厂类进行修改,这违背了闭包原则,因此,从设计角度考虑,有必定的问题,如何解决?就用到抽象工厂模式,建立多个工厂类,这样一旦须要增长新的功能,直接增长新的工厂类就能够了,不须要修改以前的代码。由于抽象工厂不太好理解,咱们先看看图,而后就和代码,就比较容易理解。

请看例子:

[java] view plain copy
  1. publicinterface Sender { 
  2.     publicvoid Send(); 

两个实现类:

[java] view plain copy
  1. publicclass MailSender implements Sender { 
  2.     @Override 
  3.     publicvoid Send() { 
  4.         System.out.println("this is mailsender!"); 
  5.     } 
[java] view plain copy
  1. publicclass SmsSender implements Sender { 
  2.  
  3.     @Override 
  4.     publicvoid Send() { 
  5.         System.out.println("this is sms sender!"); 
  6.     } 

两个工厂类:

[java] view plain copy
  1. publicclass SendMailFactory implements Provider { 
  2.      
  3.     @Override 
  4.     public Sender produce(){ 
  5.         returnnew MailSender(); 
  6.     } 
[java] view plain copy
  1. publicclass SendSmsFactory implements Provider{ 
  2.  
  3.     @Override 
  4.     public Sender produce() { 
  5.         returnnew SmsSender(); 
  6.     } 

在提供一个接口:

[java] view plain copy
  1. publicinterface Provider { 
  2.     public Sender produce(); 

测试类:

[java] view plain copy
  1. publicclass Test { 
  2.  
  3.     publicstaticvoid main(String[] args) { 
  4.         Provider provider = new SendMailFactory(); 
  5.         Sender sender = provider.produce(); 
  6.         sender.Send(); 
  7.     } 

其实这个模式的好处就是,若是你如今想增长一个功能:发及时信息,则只需作一个实现类,实现Sender接口,同时作一个工厂类,实现Provider接口,就OK了,无需去改动现成的代码。这样作,拓展性较好!

三、单例模式(Singleton

单例对象(Singleton)是一种经常使用的设计模式。在Java应用中,单例对象能保证在一个JVM中,该对象只有一个实例存在。这样的模式有几个好处:

一、某些类建立比较频繁,对于一些大型的对象,这是一笔很大的系统开销。

二、省去了new操做符,下降了系统内存的使用频率,减轻GC压力。

三、有些类如交易所的核心交易引擎,控制着交易流程,若是该类能够建立多个的话,系统彻底乱了。(好比一个军队出现了多个司令员同时指挥,确定会乱成一团),因此只有使用单例模式,才能保证核心交易服务器独立控制整个流程。

首先咱们写一个简单的单例类:

[java] view plain copy
  1. publicclass Singleton { 
  2.  
  3.     /* 持有私有静态实例,防止被引用,此处赋值为null,目的是实现延迟加载 */ 
  4.     privatestatic Singleton instance = null
  5.  
  6.     /* 私有构造方法,防止被实例化 */ 
  7.     private Singleton() { 
  8.     } 
  9.  
  10.     /* 静态工程方法,建立实例 */ 
  11.     publicstatic Singleton getInstance() { 
  12.         if (instance == null) { 
  13.             instance = new Singleton(); 
  14.         } 
  15.         return instance; 
  16.     } 
  17.  
  18.     /* 若是该对象被用于序列化,能够保证对象在序列化先后保持一致 */ 
  19.     public Object readResolve() { 
  20.         return instance; 
  21.     } 

这个类能够知足基本要求,可是,像这样毫无线程安全保护的类,若是咱们把它放入多线程的环境下,确定就会出现问题了,如何解决?咱们首先会想到对getInstance方法加synchronized关键字,以下:

[java] view plain copy
  1. publicstaticsynchronized Singleton getInstance() { 
  2.         if (instance == null) { 
  3.             instance = new Singleton(); 
  4.         } 
  5.         return instance; 
  6.     } 

可是,synchronized关键字锁住的是这个对象,这样的用法,在性能上会有所降低,由于每次调用getInstance(),都要对对象上锁,事实上,只有在第一次建立对象的时候须要加锁,以后就不须要了,因此,这个地方须要改进。咱们改为下面这个:

[java] view plain copy
  1. publicstatic Singleton getInstance() { 
  2.         if (instance == null) { 
  3.             synchronized (instance) { 
  4.                 if (instance == null) { 
  5.                     instance = new Singleton(); 
  6.                 } 
  7.             } 
  8.         } 
  9.         return instance; 
  10.     } 

彷佛解决了以前提到的问题,将synchronized关键字加在了内部,也就是说当调用的时候是不须要加锁的,只有在instance为null,并建立对象的时候才须要加锁,性能有必定的提高。可是,这样的状况,仍是有可能有问题的,看下面的状况:在Java指令中建立对象和赋值操做是分开进行的,也就是说instance = new Singleton();语句是分两步执行的。可是JVM并不保证这两个操做的前后顺序,也就是说有可能JVM会为新的Singleton实例分配空间,而后直接赋值给instance成员,而后再去初始化这个Singleton实例。这样就可能出错了,咱们以A、B两个线程为例:

a>A、B线程同时进入了第一个if判断

b>A首先进入synchronized块,因为instance为null,因此它执行instance = new Singleton();

c>因为JVM内部的优化机制,JVM先画出了一些分配给Singleton实例的空白内存,并赋值给instance成员(注意此时JVM没有开始初始化这个实例),而后A离开了synchronized块。

d>B进入synchronized块,因为instance此时不是null,所以它立刻离开了synchronized块并将结果返回给调用该方法的程序。

e>此时B线程打算使用Singleton实例,却发现它没有被初始化,因而错误发生了。

因此程序仍是有可能发生错误,其实程序在运行过程是很复杂的,从这点咱们就能够看出,尤为是在写多线程环境下的程序更有难度,有挑战性。咱们对该程序作进一步优化:

[java] view plain copy
  1. privatestaticclass SingletonFactory{          
  2.         privatestatic Singleton instance = new Singleton();          
  3.     }          
  4.     publicstatic Singleton getInstance(){          
  5.         return SingletonFactory.instance;          
  6.     }  

实际状况是,单例模式使用内部类来维护单例的实现,JVM内部的机制可以保证当一个类被加载的时候,这个类的加载过程是线程互斥的。这样当咱们第一次调用getInstance的时候,JVM可以帮咱们保证instance只被建立一次,而且会保证把赋值给instance的内存初始化完毕,这样咱们就不用担忧上面的问题。同时该方法也只会在第一次调用的时候使用互斥机制,这样就解决了低性能问题。这样咱们暂时总结一个完美的单例模式:

[java] view plain copy
  1. publicclass Singleton { 
  2.  
  3.     /* 私有构造方法,防止被实例化 */ 
  4.     private Singleton() { 
  5.     } 
  6.  
  7.     /* 此处使用一个内部类来维护单例 */ 
  8.     privatestaticclass SingletonFactory { 
  9.         privatestatic Singleton instance = new Singleton(); 
  10.     } 
  11.  
  12.     /* 获取实例 */ 
  13.     publicstatic Singleton getInstance() { 
  14.         return SingletonFactory.instance; 
  15.     } 
  16.  
  17.     /* 若是该对象被用于序列化,能够保证对象在序列化先后保持一致 */ 
  18.     public Object readResolve() { 
  19.         return getInstance(); 
  20.     } 

其实说它完美,也不必定,若是在构造函数中抛出异常,实例将永远得不到建立,也会出错。因此说,十分完美的东西是没有的,咱们只能根据实际状况,选择最适合本身应用场景的实现方法。也有人这样实现:由于咱们只须要在建立类的时候进行同步,因此只要将建立和getInstance()分开,单独为建立加synchronized关键字,也是能够的:

[java] view plain copy
  1. publicclass SingletonTest { 
  2.  
  3.     privatestatic SingletonTest instance = null
  4.  
  5.     private SingletonTest() { 
  6.     } 
  7.  
  8.     privatestaticsynchronizedvoid syncInit() { 
  9.         if (instance == null) { 
  10.             instance = new SingletonTest(); 
  11.         } 
  12.     } 
  13.  
  14.     publicstatic SingletonTest getInstance() { 
  15.         if (instance == null) { 
  16.             syncInit(); 
  17.         } 
  18.         return instance; 
  19.     } 

考虑性能的话,整个程序只需建立一次实例,因此性能也不会有什么影响。

补充:采用"影子实例"的办法为单例对象的属性同步更新

[java] view plain copy
  1. publicclass SingletonTest { 
  2.  
  3.     privatestatic SingletonTest instance = null
  4.     private Vector properties = null
  5.  
  6.     public Vector getProperties() { 
  7.         return properties; 
  8.     } 
  9.  
  10.     private SingletonTest() { 
  11.     } 
  12.  
  13.     privatestaticsynchronizedvoid syncInit() { 
  14.         if (instance == null) { 
  15.             instance = new SingletonTest(); 
  16.         } 
  17.     } 
  18.  
  19.     publicstatic SingletonTest getInstance() { 
  20.         if (instance == null) { 
  21.             syncInit(); 
  22.         } 
  23.         return instance; 
  24.     } 
  25.  
  26.     publicvoid updateProperties() { 
  27.         SingletonTest shadow = new SingletonTest(); 
  28.         properties = shadow.getProperties(); 
  29.     } 

经过单例模式的学习告诉咱们:

一、单例模式理解起来简单,可是具体实现起来仍是有必定的难度。

二、synchronized关键字锁定的是对象,在用的时候,必定要在恰当的地方使用(注意须要使用锁的对象和过程,可能有的时候并非整个对象及整个过程都须要锁)。

到这儿,单例模式基本已经讲完了,结尾处,笔者忽然想到另外一个问题,就是采用类的静态方法,实现单例模式的效果,也是可行的,此处两者有什么不一样?

首先,静态类不能实现接口。(从类的角度说是能够的,可是那样就破坏了静态了。由于接口中不容许有static修饰的方法,因此即便实现了也是非静态的)

其次,单例能够被延迟初始化,静态类通常在第一次加载是初始化。之因此延迟加载,是由于有些类比较庞大,因此延迟加载有助于提高性能。

再次,单例类能够被继承,他的方法能够被覆写。可是静态类内部方法都是static,没法被覆写。

最后一点,单例类比较灵活,毕竟从实现上只是一个普通的Java类,只要知足单例的基本需求,你能够在里面为所欲为的实现一些其它功能,可是静态类不行。从上面这些归纳中,基本能够看出两者的区别,可是,从另外一方面讲,咱们上面最后实现的那个单例模式,内部就是用一个静态类来实现的,因此,两者有很大的关联,只是咱们考虑问题的层面不一样罢了。两种思想的结合,才能造就出完美的解决方案,就像HashMap采用数组+链表来实现同样,其实生活中不少事情都是这样,单用不一样的方法来处理问题,老是有优势也有缺点,最完美的方法是,结合各个方法的优势,才能最好的解决问题!

四、建造者模式(Builder)

工厂类模式提供的是建立单个类的模式,而建造者模式则是将各类产品集中起来进行管理,用来建立复合对象,所谓复合对象就是指某个类具备不一样的属性,其实建造者模式就是前面抽象工厂模式和最后的Test结合起来获得的。咱们看一下代码:

还和前面同样,一个Sender接口,两个实现类MailSender和SmsSender。最后,建造者类以下:

[java] view plain copy
  1. publicclass Builder { 
  2.      
  3.     private List<Sender> list = new ArrayList<Sender>(); 
  4.      
  5.     publicvoid produceMailSender(int count){ 
  6.         for(int i=0; i<count; i++){ 
  7.             list.add(new MailSender()); 
  8.         } 
  9.     } 
  10.      
  11.     publicvoid produceSmsSender(int count){ 
  12.         for(int i=0; i<count; i++){ 
  13.             list.add(new SmsSender()); 
  14.         } 
  15.     } 

测试类:

[java] view plain copy
  1. publicclass Test { 
  2.  
  3.     publicstaticvoid main(String[] args) { 
  4.         Builder builder = new Builder(); 
  5.         builder.produceMailSender(10); 
  6.     } 

从这点看出,建造者模式将不少功能集成到一个类里,这个类能够创造出比较复杂的东西。因此与工程模式的区别就是:工厂模式关注的是建立单个产品,而建造者模式则关注建立符合对象,多个部分。所以,是选择工厂模式仍是建造者模式,依实际状况而定。

五、原型模式(Prototype)

原型模式虽然是建立型的模式,可是与工程模式没有关系,从名字便可看出,该模式的思想就是将一个对象做为原型,对其进行复制、克隆,产生一个和原对象相似的新对象。本小结会经过对象的复制,进行讲解。在Java中,复制对象是经过clone()实现的,先建立一个原型类:

[java] view plain copy
  1. publicclass Prototype implements Cloneable { 
  2.  
  3.     public Object clone() throws CloneNotSupportedException { 
  4.         Prototype proto = (Prototype) super.clone(); 
  5.         return proto; 
  6.     } 

很简单,一个原型类,只须要实现Cloneable接口,覆写clone方法,此处clone方法能够改为任意的名称,由于Cloneable接口是个空接口,你能够任意定义实现类的方法名,如cloneA或者cloneB,由于此处的重点是super.clone()这句话,super.clone()调用的是Object的clone()方法,而在Object类中,clone()是native的,具体怎么实现,我会在另外一篇文章中,关于解读Java中本地方法的调用,此处再也不深究。在这儿,我将结合对象的浅复制和深复制来讲一下,首先须要了解对象深、浅复制的概念:

浅复制:将一个对象复制后,基本数据类型的变量都会从新建立,而引用类型,指向的仍是原对象所指向的。

深复制:将一个对象复制后,不管是基本数据类型还有引用类型,都是从新建立的。简单来讲,就是深复制进行了彻底完全的复制,而浅复制不完全。

此处,写一个深浅复制的例子:

[java] view plain copy
  1. publicclass Prototype implements Cloneable, Serializable { 
  2.  
  3.     privatestaticfinallong serialVersionUID = 1L; 
  4.     private String string; 
  5.  
  6.     private SerializableObject obj; 
  7.  
  8.     /* 浅复制 */ 
  9.     public Object clone() throws CloneNotSupportedException { 
  10.         Prototype proto = (Prototype) super.clone(); 
  11.         return proto; 
  12.     } 
  13.  
  14.     /* 深复制 */ 
  15.     public Object deepClone() throws IOException, ClassNotFoundException { 
  16.  
  17.         /* 写入当前对象的二进制流 */ 
  18.         ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream(); 
  19.         ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos); 
  20.         oos.writeObject(this); 
  21.  
  22.         /* 读出二进制流产生的新对象 */ 
  23.         ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray()); 
  24.         ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bis); 
  25.         return ois.readObject(); 
  26.     } 
  27.  
  28.     public String getString() { 
  29.         return string; 
  30.     } 
  31.  
  32.     publicvoid setString(String string) { 
  33.         this.string = string; 
  34.     } 
  35.  
  36.     public SerializableObject getObj() { 
  37.         return obj; 
  38.     } 
  39.  
  40.     publicvoid setObj(SerializableObject obj) { 
  41.         this.obj = obj; 
  42.     } 
  43.  
  44.  
  45. class SerializableObject implements Serializable { 
  46.     privatestaticfinallong serialVersionUID = 1L; 
 
要实现深复制,须要采用流的形式读入当前对象的二进制输入,再写出二进制数据对应的对象。

咱们接着讨论设计模式,上篇文章我讲完了5种建立型模式,这章开始,我将讲下7种结构型模式:适配器模式、装饰模式、代理模式、外观模式、桥接模式、组合模式、享元模式。其中对象的适配器模式是各类模式的起源,咱们看下面的图:

适配器模式将某个类的接口转换成客户端指望的另外一个接口表示,目的是消除因为接口不匹配所形成的类的兼容性问题。主要分为三类:类的适配器模式、对象的适配器模式、接口的适配器模式。首先,咱们来看看类的适配器模式,先看类图:

核心思想就是:有一个Source类,拥有一个方法,待适配,目标接口时Targetable,经过Adapter类,将Source的功能扩展到Targetable里,看代码:

[java] view plain copy
  1. publicclass Source { 
  2.  
  3.     publicvoid method1() { 
  4.         System.out.println("this is original method!"); 
  5.     } 
[java] view plain copy
  1. publicinterface Targetable { 
  2.  
  3.     /* 与原类中的方法相同 */ 
  4.     publicvoid method1(); 
  5.  
  6.     /* 新类的方法 */ 
  7.     publicvoid method2(); 
[java] view plain copy
  1. publicclass Adapter extends Source implements Targetable { 
  2.  
  3.     @Override 
  4.     publicvoid method2() { 
  5.         System.out.println("this is the targetable method!"); 
  6.     } 

Adapter类继承Source类,实现Targetable接口,下面是测试类:

[java] view plain copy
  1. publicclass AdapterTest { 
  2.  
  3.     publicstaticvoid main(String[] args) { 
  4.         Targetable target = new Adapter(); 
  5.         target.method1(); 
  6.         target.method2(); 
  7.     } 

输出:

this is original method! this is the targetable method!

这样Targetable接口的实现类就具备了Source类的功能。

对象的适配器模式

基本思路和类的适配器模式相同,只是将Adapter类做修改,此次不继承Source类,而是持有Source类的实例,以达到解决兼容性的问题。看图:

 

只须要修改Adapter类的源码便可:

[java] view plain copy
  1. publicclass Wrapper implements Targetable { 
  2.  
  3.     private Source source; 
  4.      
  5.     public Wrapper(Source source){ 
  6.         super(); 
  7.         this.source = source; 
  8.     } 
  9.     @Override 
  10.     publicvoid method2() { 
  11.         System.out.println("this is the targetable method!"); 
  12.     } 
  13.  
  14.     @Override 
  15.     publicvoid method1() { 
  16.         source.method1(); 
  17.     } 

测试类:

[java] view plain copy
  1. publicclass AdapterTest { 
  2.  
  3.     publicstaticvoid main(String[] args) { 
  4.         Source source = new Source(); 
  5.         Targetable target = new Wrapper(source); 
  6.         target.method1(); 
  7.         target.method2(); 
  8.     } 

输出与第一种同样,只是适配的方法不一样而已。

第三种适配器模式是接口的适配器模式,接口的适配器是这样的:有时咱们写的一个接口中有多个抽象方法,当咱们写该接口的实现类时,必须实现该接口的全部方法,这明显有时比较浪费,由于并非全部的方法都是咱们须要的,有时只须要某一些,此处为了解决这个问题,咱们引入了接口的适配器模式,借助于一个抽象类,该抽象类实现了该接口,实现了全部的方法,而咱们不和原始的接口打交道,只和该抽象类取得联系,因此咱们写一个类,继承该抽象类,重写咱们须要的方法就行。看一下类图:

这个很好理解,在实际开发中,咱们也常会遇到这种接口中定义了太多的方法,以至于有时咱们在一些实现类中并非都须要。看代码:

[java] view plain copy
  1. publicinterface Sourceable { 
  2.      
  3.     publicvoid method1(); 
  4.     publicvoid method2(); 

抽象类Wrapper2:

[java] view plain copy
  1. publicabstractclass Wrapper2 implements Sourceable{ 
  2.      
  3.     publicvoid method1(){} 
  4.     publicvoid method2(){} 
[java] view plain copy
  1. publicclass SourceSub1 extends Wrapper2 { 
  2.     publicvoid method1(){ 
  3.         System.out.println("the sourceable interface's first Sub1!"); 
  4.     } 
[java] view plain copy
  1. publicclass SourceSub2 extends Wrapper2 { 
  2.     publicvoid method2(){ 
  3.         System.out.println("the sourceable interface's second Sub2!"); 
  4.     } 
[java] view plain copy
  1. publicclass WrapperTest { 
  2.  
  3.     publicstaticvoid main(String[] args) { 
  4.         Sourceable source1 = new SourceSub1(); 
  5.         Sourceable source2 = new SourceSub2(); 
  6.          
  7.         source1.method1(); 
  8.         source1.method2(); 
  9.         source2.method1(); 
  10.         source2.method2(); 
  11.     } 

测试输出:

the sourceable interface's first Sub1! the sourceable interface's second Sub2!

达到了咱们的效果!

讲了这么多,总结一下三种适配器模式的应用场景:

类的适配器模式:当但愿将一个类转换成知足另外一个新接口的类时,可使用类的适配器模式,建立一个新类,继承原有的类,实现新的接口便可。

对象的适配器模式:当但愿将一个对象转换成知足另外一个新接口的对象时,能够建立一个Wrapper类,持有原类的一个实例,在Wrapper类的方法中,调用实例的方法就行。

接口的适配器模式:当不但愿实现一个接口中全部的方法时,能够建立一个抽象类Wrapper,实现全部方法,咱们写别的类的时候,继承抽象类便可。

七、装饰模式(Decorator)

顾名思义,装饰模式就是给一个对象增长一些新的功能,并且是动态的,要求装饰对象和被装饰对象实现同一个接口,装饰对象持有被装饰对象的实例,关系图以下:

Source类是被装饰类,Decorator类是一个装饰类,能够为Source类动态的添加一些功能,代码以下:

[java] view plain copy
  1. publicinterface Sourceable { 
  2.     publicvoid method(); 
[java] view plain copy
  1. publicclass Source implements Sourceable { 
  2.  
  3.     @Override 
  4.     publicvoid method() { 
  5.         System.out.println("the original method!"); 
  6.     } 
[java] view plain copy
  1. publicclass Decorator implements Sourceable { 
  2.  
  3.     private Sourceable source; 
  4.      
  5.     public Decorator(Sourceable source){ 
  6.         super(); 
  7.         this.source = source; 
  8.     } 
  9.     @Override 
  10.     publicvoid method() { 
  11.         System.out.println("before decorator!"); 
  12.         source.method(); 
  13.         System.out.println("after decorator!"); 
  14.     } 

测试类:

[java] view plain copy
  1. publicclass DecoratorTest { 
  2.  
  3.     publicstaticvoid main(String[] args) { 
  4.         Sourceable source = new Source(); 
  5.         Sourceable obj = new Decorator(source); 
  6.         obj.method(); 
  7.     } 

输出:

before decorator! the original method! after decorator!

装饰器模式的应用场景:

一、须要扩展一个类的功能。

二、动态的为一个对象增长功能,并且还能动态撤销。(继承不能作到这一点,继承的功能是静态的,不能动态增删。)

缺点:产生过多类似的对象,不易排错!

八、代理模式(Proxy)

其实每一个模式名称就代表了该模式的做用,代理模式就是多一个代理类出来,替原对象进行一些操做,好比咱们在租房子的时候回去找中介,为何呢?由于你对该地区房屋的信息掌握的不够全面,但愿找一个更熟悉的人去帮你作,此处的代理就是这个意思。再如咱们有的时候打官司,咱们须要请律师,由于律师在法律方面有专长,能够替咱们进行操做,表达咱们的想法。先来看看关系图:

 

根据上文的阐述,代理模式就比较容易的理解了,咱们看下代码:

[java] view plain copy
  1. publicinterface Sourceable { 
  2.     publicvoid method(); 
[java] view plain copy
  1. publicclass Source implements Sourceable { 
  2.  
  3.     @Override 
  4.     publicvoid method() { 
  5.         System.out.println("the original method!"); 
  6.     } 
[java] view plain copy
  1. publicclass Proxy implements Sourceable { 
  2.  
  3.     private Source source; 
  4.     public Proxy(){ 
  5.         super(); 
  6.         this.source = new Source(); 
  7.     } 
  8.     @Override 
  9.     publicvoid method() { 
  10.         before(); 
  11.         source.method(); 
  12.         atfer(); 
  13.     } 
  14.     privatevoid atfer() { 
  15.         System.out.println("after proxy!"); 
  16.     } 
  17.     privatevoid before() { 
  18.         System.out.println("before proxy!"); 
  19.     } 

测试类:

[java] view plain copy
  1. publicclass ProxyTest { 
  2.  
  3.     publicstaticvoid main(String[] args) { 
  4.         Sourceable source = new Proxy(); 
  5.         source.method(); 
  6.     } 
  7.  

输出:

before proxy! the original method! after proxy!

代理模式的应用场景:

若是已有的方法在使用的时候须要对原有的方法进行改进,此时有两种办法:

一、修改原有的方法来适应。这样违反了“对扩展开放,对修改关闭”的原则。

二、就是采用一个代理类调用原有的方法,且对产生的结果进行控制。这种方法就是代理模式。

使用代理模式,能够将功能划分的更加清晰,有助于后期维护!

九、外观模式(Facade)

外观模式是为了解决类与类之家的依赖关系的,像spring同样,能够将类和类之间的关系配置到配置文件中,而外观模式就是将他们的关系放在一个Facade类中,下降了类类之间的耦合度,该模式中没有涉及到接口,看下类图:(咱们以一个计算机的启动过程为例)

咱们先看下实现类:

[java] view plain copy
  1. publicclass CPU { 
  2.      
  3.     publicvoid startup(){ 
  4.         System.out.println("cpu startup!"); 
  5.     } 
  6.      
  7.     publicvoid shutdown(){ 
  8.         System.out.println("cpu shutdown!"); 
  9.     } 
[java] view plain copy
  1. publicclass Memory { 
  2.      
  3.     publicvoid startup(){ 
  4.         System.out.println("memory startup!"); 
  5.     } 
  6.      
  7.     publicvoid shutdown(){ 
  8.         System.out.println("memory shutdown!"); 
  9.     } 
[java] view plain copy
  1. publicclass Disk { 
  2.      
  3.     publicvoid startup(){ 
  4.         System.out.println("disk startup!"); 
  5.     } 
  6.      
  7.     publicvoid shutdown(){ 
  8.         System.out.println("disk shutdown!"); 
  9.     } 
[java] view plain copy
  1. publicclass Computer { 
  2.     private CPU cpu; 
  3.     private Memory memory; 
  4.     private Disk disk; 
  5.      
  6.     public Computer(){ 
  7.         cpu = new CPU(); 
  8.         memory = new Memory(); 
  9.         disk = new Disk(); 
  10.     } 
  11.      
  12.     publicvoid startup(){ 
  13.         System.out.println("start the computer!"); 
  14.         cpu.startup(); 
  15.         memory.startup(); 
  16.         disk.startup(); 
  17.         System.out.println("start computer finished!"); 
  18.     } 
  19.      
  20.     publicvoid shutdown(){ 
  21.         System.out.println("begin to close the computer!"); 
  22.         cpu.shutdown(); 
  23.         memory.shutdown(); 
  24.         disk.shutdown(); 
  25.         System.out.println("computer closed!"); 
  26.     } 

User类以下:

[java] view plain copy
  1. publicclass User { 
  2.  
  3.     publicstaticvoid main(String[] args) { 
  4.         Computer computer = new Computer(); 
  5.         computer.startup(); 
  6.         computer.shutdown(); 
  7.     } 

输出:

start the computer! cpu startup! memory startup! disk startup! start computer finished! begin to close the computer! cpu shutdown! memory shutdown! disk shutdown! computer closed!

若是咱们没有Computer类,那么,CPU、Memory、Disk他们之间将会相互持有实例,产生关系,这样会形成严重的依赖,修改一个类,可能会带来其余类的修改,这不是咱们想要看到的,有了Computer类,他们之间的关系被放在了Computer类里,这样就起到了解耦的做用,这,就是外观模式!

十、桥接模式(Bridge)

桥接模式就是把事物和其具体实现分开,使他们能够各自独立的变化。桥接的用意是:将抽象化与实现化解耦,使得两者能够独立变化,像咱们经常使用的JDBC桥DriverManager同样,JDBC进行链接数据库的时候,在各个数据库之间进行切换,基本不须要动太多的代码,甚至丝绝不用动,缘由就是JDBC提供统一接口,每一个数据库提供各自的实现,用一个叫作数据库驱动的程序来桥接就好了。咱们来看看关系图:

实现代码:

先定义接口:

[java] view plain copy
  1. publicinterface Sourceable { 
  2.     publicvoid method(); 

分别定义两个实现类:

[java] view plain copy
  1. publicclass SourceSub1 implements Sourceable { 
  2.  
  3.     @Override 
  4.     publicvoid method() { 
  5.         System.out.println("this is the first sub!"); 
  6.     } 
[java] view plain copy
  1. publicclass SourceSub2 implements Sourceable { 
  2.  
  3.     @Override 
  4.     publicvoid method() { 
  5.         System.out.println("this is the second sub!"); 
  6.     } 

定义一个桥,持有Sourceable的一个实例:

[java] view plain copy
  1. publicabstractclass Bridge { 
  2.     private Sourceable source; 
  3.  
  4.     publicvoid method(){ 
  5.         source.method(); 
  6.     } 
  7.      
  8.     public Sourceable getSource() { 
  9.         return source; 
  10.     } 
  11.  
  12.     publicvoid setSource(Sourceable source) { 
  13.         this.source = source; 
  14.     } 
[java] view plain copy
  1. publicclass MyBridge extends Bridge { 
  2.     publicvoid method(){ 
  3.         getSource().method(); 
  4.     } 

测试类:

[java] view plain copy
  1. publicclass BridgeTest { 
  2.      
  3.     publicstaticvoid main(String[] args) { 
  4.          
  5.         Bridge bridge = new MyBridge(); 
  6.          
  7.         /*调用第一个对象*/ 
  8.         Sourceable source1 = new SourceSub1(); 
  9.         bridge.setSource(source1); 
  10.         bridge.method(); 
  11.          
  12.         /*调用第二个对象*/ 
  13.         Sourceable source2 = new SourceSub2(); 
  14.         bridge.setSource(source2); 
  15.         bridge.method(); 
  16.     } 

output:

this is the first sub! this is the second sub!

这样,就经过对Bridge类的调用,实现了对接口Sourceable的实现类SourceSub1和SourceSub2的调用。接下来我再画个图,你们就应该明白了,由于这个图是咱们JDBC链接的原理,有数据库学习基础的,一结合就都懂了。

十一、组合模式(Composite)

组合模式有时又叫部分-总体模式在处理相似树形结构的问题时比较方便,看看关系图:

直接来看代码:

[java] view plain copy
  1. publicclass TreeNode { 
  2.      
  3.     private String name; 
  4.     private TreeNode parent; 
  5.     private Vector<TreeNode> children = new Vector<TreeNode>(); 
  6.      
  7.     public TreeNode(String name){ 
  8.         this.name = name; 
  9.     } 
  10.  
  11.     public String getName() { 
  12.         return name; 
  13.     } 
  14.  
  15.     publicvoid setName(String name) { 
  16.         this.name = name; 
  17.     } 
  18.  
  19.     public TreeNode getParent() { 
  20.         return parent; 
  21.     } 
  22.  
  23.     publicvoid setParent(TreeNode parent) { 
  24.         this.parent = parent; 
  25.     } 
  26.      
  27.     //添加孩子节点 
  28.     publicvoid add(TreeNode node){ 
  29.         children.add(node); 
  30.     } 
  31.      
  32.     //删除孩子节点 
  33.     publicvoid remove(TreeNode node){ 
  34.         children.remove(node); 
  35.     } 
  36.      
  37.     //取得孩子节点 
  38.     public Enumeration<TreeNode> getChildren(){ 
  39.         return children.elements(); 
  40.     } 
[java] view plain copy
  1. publicclass Tree { 
  2.  
  3.     TreeNode root = null
  4.  
  5.     public Tree(String name) { 
  6.         root = new TreeNode(name); 
  7.     } 
  8.  
  9.     publicstaticvoid main(String[] args) { 
  10.         Tree tree = new Tree("A"); 
  11.         TreeNode nodeB = new TreeNode("B"); 
  12.         TreeNode nodeC = new TreeNode("C"); 
  13.          
  14.         nodeB.add(nodeC); 
  15.         tree.root.add(nodeB); 
  16.         System.out.println("build the tree finished!"); 
  17.     } 

使用场景:将多个对象组合在一块儿进行操做,经常使用于表示树形结构中,例如二叉树,数等。

十二、享元模式(Flyweight)

享元模式的主要目的是实现对象的共享,即共享池,当系统中对象多的时候能够减小内存的开销,一般与工厂模式一块儿使用。

FlyWeightFactory负责建立和管理享元单元,当一个客户端请求时,工厂须要检查当前对象池中是否有符合条件的对象,若是有,就返回已经存在的对象,若是没有,则建立一个新对象,FlyWeight是超类。一提到共享池,咱们很容易联想到Java里面的JDBC链接池,想一想每一个链接的特色,咱们不难总结出:适用于做共享的一些个对象,他们有一些共有的属性,就拿数据库链接池来讲,url、driverClassName、username、password及dbname,这些属性对于每一个链接来讲都是同样的,因此就适合用享元模式来处理,建一个工厂类,将上述相似属性做为内部数据,其它的做为外部数据,在方法调用时,当作参数传进来,这样就节省了空间,减小了实例的数量。

看个例子:

看下数据库链接池的代码:

[java] view plain copy
  1. publicclass ConnectionPool { 
  2.      
  3.     private Vector<Connection> pool; 
  4.      
  5.     /*公有属性*/ 
  6.     private String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/test"
  7.     private String username = "root"
  8.     private String password = "root"
  9.     private String driverClassName = "com.mysql.jdbc.Driver"
  10.  
  11.     privateint poolSize = 100
  12.     privatestatic ConnectionPool instance = null
  13.     Connection conn = null
  14.  
  15.     /*构造方法,作一些初始化工做*/ 
  16.     private ConnectionPool() { 
  17.         pool = new Vector<Connection>(poolSize); 
  18.  
  19.         for (int i = 0; i < poolSize; i++) { 
  20.             try
  21.                 Class.forName(driverClassName); 
  22.                 conn = DriverManager.getConnection(url, username, password); 
  23.                 pool.add(conn); 
  24.             } catch (ClassNotFoundException e) { 
  25.                 e.printStackTrace(); 
  26.             } catch (SQLException e) { 
  27.                 e.printStackTrace(); 
  28.             } 
  29.         } 
  30.     } 
  31.  
  32.     /* 返回链接到链接池 */ 
  33.     publicsynchronizedvoid release() { 
  34.         pool.add(conn); 
  35.     } 
  36.  
  37.     /* 返回链接池中的一个数据库链接 */ 
  38.     publicsynchronized Connection getConnection() { 
  39.         if (pool.size() > 0) { 
  40.             Connection conn = pool.get(0); 
  41.             pool.remove(conn); 
  42.             return conn; 
  43.         } else
  44.             returnnull
  45.         } 
  46.     } 
 
经过链接池的管理,实现了数据库链接的共享,不须要每一次都从新建立链接,节省了数据库从新建立的开销,提高了系统的性能!本章讲解了7种结构型模式,由于篇幅的问题,剩下的11种行为型模式,

本章是关于设计模式的最后一讲,会讲到第三种设计模式——行为型模式,共11种:策略模式、模板方法模式、观察者模式、迭代子模式、责任链模式、命令模式、备忘录模式、状态模式、访问者模式、中介者模式、解释器模式。这段时间一直在写关于设计模式的东西,终于写到一半了,写博文是个很费时间的东西,由于我得为读者负责,不管是图仍是代码仍是表述,都但愿能尽可能写清楚,以便读者理解,我想不管是我仍是读者,都但愿看到高质量的博文出来,从我本人出发,我会一直坚持下去,不断更新,源源动力来自于读者朋友们的不断支持,我会尽本身的努力,写好每一篇文章!但愿你们能不断给出意见和建议,共同打造完美的博文!

 

 

先来张图,看看这11中模式的关系:

第一类:经过父类与子类的关系进行实现。第二类:两个类之间。第三类:类的状态。第四类:经过中间类

1三、策略模式(strategy)

策略模式定义了一系列算法,并将每一个算法封装起来,使他们能够相互替换,且算法的变化不会影响到使用算法的客户。须要设计一个接口,为一系列实现类提供统一的方法,多个实现类实现该接口,设计一个抽象类(无关紧要,属于辅助类),提供辅助函数,关系图以下:

图中ICalculator提供赞成的方法, AbstractCalculator是辅助类,提供辅助方法,接下来,依次实现下每一个类:

首先统一接口:

[java] view plain copy
  1. publicinterface ICalculator { 
  2.     publicint calculate(String exp); 

辅助类:

[java] view plain copy
  1. publicabstractclass AbstractCalculator { 
  2.      
  3.     publicint[] split(String exp,String opt){ 
  4.         String array[] = exp.split(opt); 
  5.         int arrayInt[] = newint[2]; 
  6.         arrayInt[0] = Integer.parseInt(array[0]); 
  7.         arrayInt[1] = Integer.parseInt(array[1]); 
  8.         return arrayInt; 
  9.     } 

三个实现类:

[java] view plain copy
  1. publicclass Plus extends AbstractCalculator implements ICalculator { 
  2.  
  3.     @Override 
  4.     publicint calculate(String exp) { 
  5.         int arrayInt[] = split(exp,"\\+"); 
  6.         return arrayInt[0]+arrayInt[1]; 
  7.     } 
[java] view plain copy
  1. publicclass Minus extends AbstractCalculator implements ICalculator { 
  2.  
  3.     @Override 
  4.     publicint calculate(String exp) { 
  5.         int arrayInt[] = split(exp,"-"); 
  6.         return arrayInt[0]-arrayInt[1]; 
  7.     } 
  8.  
[java] view plain copy
  1. publicclass Multiply extends AbstractCalculator implements ICalculator { 
  2.  
  3.     @Override 
  4.     publicint calculate(String exp) { 
  5.         int arrayInt[] = split(exp,"\\*"); 
  6.         return arrayInt[0]*arrayInt[1]; 
  7.     } 

简单的测试类:

[java] view plain copy
  1. publicclass StrategyTest { 
  2.  
  3.     publicstaticvoid main(String[] args) { 
  4.         String exp = "2+8"
  5.         ICalculator cal = new Plus(); 
  6.         int result = cal.calculate(exp); 
  7.         System.out.println(result); 
  8.     } 

输出:10

策略模式的决定权在用户,系统自己提供不一样算法的实现,新增或者删除算法,对各类算法作封装。所以,策略模式多用在算法决策系统中,外部用户只须要决定用哪一个算法便可。

1四、模板方法模式(Template Method)

解释一下模板方法模式,就是指:一个抽象类中,有一个主方法,再定义1...n个方法,能够是抽象的,也能够是实际的方法,定义一个类,继承该抽象类,重写抽象方法,经过调用抽象类,实现对子类的调用,先看个关系图:

就是在AbstractCalculator类中定义一个主方法calculate,calculate()调用spilt()等,Plus和Minus分别继承AbstractCalculator类,经过对AbstractCalculator的调用实现对子类的调用,看下面的例子:

[java] view plain copy
  1. publicabstractclass AbstractCalculator { 
  2.      
  3.     /*主方法,实现对本类其它方法的调用*/ 
  4.     publicfinalint calculate(String exp,String opt){ 
  5.         int array[] = split(exp,opt); 
  6.         return calculate(array[0],array[1]); 
  7.     } 
  8.      
  9.     /*被子类重写的方法*/ 
  10.     abstractpublicint calculate(int num1,int num2); 
  11.      
  12.     publicint[] split(String exp,String opt){ 
  13.         String array[] = exp.split(opt); 
  14.         int arrayInt[] = newint[2]; 
  15.         arrayInt[0] = Integer.parseInt(array[0]); 
  16.         arrayInt[1] = Integer.parseInt(array[1]); 
  17.         return arrayInt; 
  18.     } 
[java] view plain copy
  1. publicclass Plus extends AbstractCalculator { 
  2.  
  3.     @Override 
  4.     publicint calculate(int num1,int num2) { 
  5.         return num1 + num2; 
  6.     } 

测试类:

[java] view plain copy
  1. publicclass StrategyTest { 
  2.  
  3.     publicstaticvoid main(String[] args) { 
  4.         String exp = "8+8"
  5.         AbstractCalculator cal = new Plus(); 
  6.         int result = cal.calculate(exp, "\\+"); 
  7.         System.out.println(result); 
  8.     } 

我跟踪下这个小程序的执行过程:首先将exp和"\\+"作参数,调用AbstractCalculator类里的calculate(String,String)方法,在calculate(String,String)里调用同类的split(),以后再调用calculate(int ,int)方法,从这个方法进入到子类中,执行完return num1 + num2后,将值返回到AbstractCalculator类,赋给result,打印出来。正好验证了咱们开头的思路。

1五、观察者模式(Observer)

包括这个模式在内的接下来的四个模式,都是类和类之间的关系,不涉及到继承,学的时候应该 记得概括,记得本文最开始的那个图。观察者模式很好理解,相似于邮件订阅和RSS订阅,当咱们浏览一些博客或wiki时,常常会看到RSS图标,就这的意思是,当你订阅了该文章,若是后续有更新,会及时通知你。其实,简单来说就一句话:当一个对象变化时,其它依赖该对象的对象都会收到通知,而且随着变化!对象之间是一种一对多的关系。先来看看关系图:

我解释下这些类的做用:MySubject类就是咱们的主对象,Observer1和Observer2是依赖于MySubject的对象,当MySubject变化时,Observer1和Observer2必然变化。AbstractSubject类中定义着须要监控的对象列表,能够对其进行修改:增长或删除被监控对象,且当MySubject变化时,负责通知在列表内存在的对象。咱们看实现代码:

一个Observer接口:

[java] view plain copy
  1. publicinterface Observer { 
  2.     publicvoid update(); 

两个实现类:

[java] view plain copy
  1. publicclass Observer1 implements Observer { 
  2.  
  3.     @Override 
  4.     publicvoid update() { 
  5.         System.out.println("observer1 has received!"); 
  6.     } 
[java] view plain copy
  1. publicclass Observer2 implements Observer { 
  2.  
  3.     @Override 
  4.     publicvoid update() { 
  5.         System.out.println("observer2 has received!"); 
  6.     } 
  7.  

Subject接口及实现类:

[java] view plain copy
  1. publicinterface Subject { 
  2.      
  3.     /*增长观察者*/ 
  4.     publicvoid add(Observer observer); 
  5.      
  6.     /*删除观察者*/ 
  7.     publicvoid del(Observer observer); 
  8.      
  9.     /*通知全部的观察者*/ 
  10.     publicvoid notifyObservers(); 
  11.      
  12.     /*自身的操做*/ 
  13.     publicvoid operation(); 
[java] view plain copy
  1. publicabstractclass AbstractSubject implements Subject { 
  2.  
  3.     private Vector<Observer> vector = new Vector<Observer>(); 
  4.     @Override 
  5.     publicvoid add(Observer observer) { 
  6.         vector.add(observer); 
  7.     } 
  8.  
  9.     @Override 
  10.     publicvoid del(Observer observer) { 
  11.         vector.remove(observer); 
  12.     } 
  13.  
  14.     @Override 
  15.     publicvoid notifyObservers() { 
  16.         Enumeration<Observer> enumo = vector.elements(); 
  17.         while(enumo.hasMoreElements()){ 
  18.             enumo.nextElement().update(); 
  19.         } 
  20.     } 
[java] view plain copy
  1. publicclass MySubject extends AbstractSubject { 
  2.  
  3.     @Override 
  4.     publicvoid operation() { 
  5.         System.out.println("update self!"); 
  6.         notifyObservers(); 
  7.     } 
  8.  

测试类:

[java] view plain copy
  1. publicclass ObserverTest { 
  2.  
  3.     publicstaticvoid main(String[] args) { 
  4.         Subject sub = new MySubject(); 
  5.         sub.add(new Observer1()); 
  6.         sub.add(new Observer2()); 
  7.          
  8.         sub.operation(); 
  9.     } 
  10.  

输出:

update self! observer1 has received! observer2 has received!

这些东西,其实不难,只是有些抽象,不太容易总体理解,建议读者:根据关系图,新建项目,本身写代码(或者参考个人代码),按照整体思路走一遍,这样才能体会它的思想,理解起来容易!

1六、迭代子模式(Iterator)

顾名思义,迭代器模式就是顺序访问汇集中的对象,通常来讲,集合中很是常见,若是对集合类比较熟悉的话,理解本模式会十分轻松。这句话包含两层意思:一是须要遍历的对象,即汇集对象,二是迭代器对象,用于对汇集对象进行遍历访问。咱们看下关系图:

这个思路和咱们经常使用的如出一辙,MyCollection中定义了集合的一些操做,MyIterator中定义了一系列迭代操做,且持有Collection实例,咱们来看看实现代码:

两个接口:

[java] view plain copy
  1. publicinterface Collection { 
  2.      
  3.     public Iterator iterator(); 
  4.      
  5.     /*取得集合元素*/ 
  6.     public Object get(int i); 
  7.      
  8.     /*取得集合大小*/ 
  9.     publicint size(); 
[java] view plain copy
  1. publicinterface Iterator { 
  2.     //前移 
  3.     public Object previous(); 
  4.      
  5.     //后移 
  6.     public Object next(); 
  7.     publicboolean hasNext(); 
  8.      
  9.     //取得第一个元素 
  10.     public Object first(); 

两个实现:

[java] view plain copy
  1. publicclass MyCollection implements Collection { 
  2.  
  3.     public String string[] = {"A","B","C","D","E"}; 
  4.     @Override 
  5.     public Iterator iterator() { 
  6.         returnnew MyIterator(this); 
  7.     } 
  8.  
  9.     @Override 
  10.     public Object get(int i) { 
  11.         return string[i]; 
  12.     } 
  13.  
  14.     @Override 
  15.     publicint size() { 
  16.         return string.length; 
  17.     } 
[java] view plain copy
  1. publicclass MyIterator implements Iterator { 
  2.  
  3.     private Collection collection; 
  4.     privateint pos = -1
  5.      
  6.     public MyIterator(Collection collection){ 
  7.         this.collection = collection; 
  8.     } 
  9.      
  10.     @Override 
  11.     public Object previous() { 
  12.         if(pos > 0){ 
  13.             pos--; 
  14.         } 
  15.         return collection.get(pos); 
  16.     } 
  17.  
  18.     @Override 
  19.     public Object next() { 
  20.         if(pos<collection.size()-1){ 
  21.             pos++; 
  22.         } 
  23.         return collection.get(pos); 
  24.     } 
  25.  
  26.     @Override 
  27.     publicboolean hasNext() { 
  28.         if(pos<collection.size()-1){ 
  29.             returntrue
  30.         }else
  31.             returnfalse
  32.         } 
  33.     } 
  34.  
  35.     @Override 
  36.     public Object first() { 
  37.         pos = 0
  38.         return collection.get(pos); 
  39.     } 
  40.  

测试类:

[java] view plain copy
  1. publicclass Test { 
  2.  
  3.     publicstaticvoid main(String[] args) { 
  4.         Collection collection = new MyCollection(); 
  5.         Iterator it = collection.iterator(); 
  6.          
  7.         while(it.hasNext()){ 
  8.             System.out.println(it.next()); 
  9.         } 
  10.     } 

输出:A B C D E

此处咱们貌似模拟了一个集合类的过程,感受是否是很爽?其实JDK中各个类也都是这些基本的东西,加一些设计模式,再加一些优化放到一块儿的,只要咱们把这些东西学会了,掌握好了,咱们也能够写出本身的集合类,甚至框架!

1七、责任链模式(Chain of Responsibility) 接下来咱们将要谈谈责任链模式,有多个对象,每一个对象持有对下一个对象的引用,这样就会造成一条链,请求在这条链上传递,直到某一对象决定处理该请求。可是发出者并不清楚到底最终那个对象会处理该请求,因此,责任链模式能够实现,在隐瞒客户端的状况下,对系统进行动态的调整。先看看关系图:

 

Abstracthandler类提供了get和set方法,方便MyHandle类设置和修改引用对象,MyHandle类是核心,实例化后生成一系列相互持有的对象,构成一条链。

[java] view plain copy
  1. publicinterface Handler { 
  2.     publicvoid operator(); 
[java] view plain copy
  1. publicabstractclass AbstractHandler { 
  2.      
  3.     private Handler handler; 
  4.  
  5.     public Handler getHandler() { 
  6.         return handler; 
  7.     } 
  8.  
  9.     publicvoid setHandler(Handler handler) { 
  10.         this.handler = handler; 
  11.     } 
  12.      
[java] view plain copy
  1. publicclass MyHandler extends AbstractHandler implements Handler { 
  2.  
  3.     private String name; 
  4.  
  5.     public MyHandler(String name) { 
  6.         this.name = name; 
  7.     } 
  8.  
  9.     @Override 
  10.     publicvoid operator() { 
  11.         System.out.println(name+"deal!"); 
  12.         if(getHandler()!=null){ 
  13.             getHandler().operator(); 
  14.         } 
  15.     } 
[java] view plain copy
  1. publicclass Test { 
  2.  
  3.     publicstaticvoid main(String[] args) { 
  4.         MyHandler h1 = new MyHandler("h1"); 
  5.         MyHandler h2 = new MyHandler("h2"); 
  6.         MyHandler h3 = new MyHandler("h3"); 
  7.  
  8.         h1.setHandler(h2); 
  9.         h2.setHandler(h3); 
  10.  
  11.         h1.operator(); 
  12.     } 

输出:

h1deal! h2deal! h3deal!

此处强调一点就是,连接上的请求能够是一条链,能够是一个树,还能够是一个环,模式自己不约束这个,须要咱们本身去实现,同时,在一个时刻,命令只容许由一个对象传给另外一个对象,而不容许传给多个对象。

1八、命令模式(Command)

命令模式很好理解,举个例子,司令员下令让士兵去干件事情,从整个事情的角度来考虑,司令员的做用是,发出口令,口令通过传递,传到了士兵耳朵里,士兵去执行。这个过程好在,三者相互解耦,任何一方都不用去依赖其余人,只须要作好本身的事儿就行,司令员要的是结果,不会去关注到底士兵是怎么实现的。咱们看看关系图:

Invoker是调用者(司令员),Receiver是被调用者(士兵),MyCommand是命令,实现了Command接口,持有接收对象,看实现代码:

[java] view plain copy
  1. publicinterface Command { 
  2.     publicvoid exe(); 
[java] view plain copy
  1. publicclass MyCommand implements Command { 
  2.  
  3.     private Receiver receiver; 
  4.      
  5.     public MyCommand(Receiver receiver) { 
  6.         this.receiver = receiver; 
  7.     } 
  8.  
  9.     @Override 
  10.     publicvoid exe() { 
  11.         receiver.action(); 
  12.     } 
[java] view plain copy
  1. publicclass Receiver { 
  2.     publicvoid action(){ 
  3.         System.out.println("command received!"); 
  4.     } 
[java] view plain copy
  1. publicclass Invoker { 
  2.      
  3.     private Command command; 
  4.      
  5.     public Invoker(Command command) { 
  6.         this.command = command; 
  7.     } 
  8.  
  9.     publicvoid action(){ 
  10.         command.exe(); 
  11.     } 
[java] view plain copy
  1. publicclass Test { 
  2.  
  3.     publicstaticvoid main(String[] args) { 
  4.         Receiver receiver = new Receiver(); 
  5.         Command cmd = new MyCommand(receiver); 
  6.         Invoker invoker = new Invoker(cmd); 
  7.         invoker.action(); 
  8.     } 

输出:command received!

这个很哈理解,命令模式的目的就是达到命令的发出者和执行者之间解耦,实现请求和执行分开,熟悉Struts的同窗应该知道,Struts其实就是一种将请求和呈现分离的技术,其中必然涉及命令模式的思想!

其实每一个设计模式都是很重要的一种思想,看上去很熟,实际上是由于咱们在学到的东西中都有涉及,尽管有时咱们并不知道,其实在Java自己的设计之中到处都有体现,像AWT、JDBC、集合类、IO管道或者是Web框架,里面设计模式无处不在。由于咱们篇幅有限,很难讲每个设计模式都讲的很详细,不过我会尽我所能,尽可能在有限的空间和篇幅内,把意思写清楚了,更好让你们明白。本章不出意外的话,应该是设计模式最后一讲了,首先仍是上一下上篇开头的那个图:

本章讲讲第三类和第四类。

1九、备忘录模式(Memento)

主要目的是保存一个对象的某个状态,以便在适当的时候恢复对象,我的以为叫备份模式更形象些,通俗的讲下:假设有原始类A,A中有各类属性,A能够决定须要备份的属性,备忘录类B是用来存储A的一些内部状态,类C呢,就是一个用来存储备忘录的,且只能存储,不能修改等操做。作个图来分析一下:

Original类是原始类,里面有须要保存的属性value及建立一个备忘录类,用来保存value值。Memento类是备忘录类,Storage类是存储备忘录的类,持有Memento类的实例,该模式很好理解。直接看源码:

[java] view plain copy
  1. publicclass Original { 
  2.      
  3.     private String value; 
  4.      
  5.     public String getValue() { 
  6.         return value; 
  7.     } 
  8.  
  9.     publicvoid setValue(String value) { 
  10.         this.value = value; 
  11.     } 
  12.  
  13.     public Original(String value) { 
  14.         this.value = value; 
  15.     } 
  16.  
  17.     public Memento createMemento(){ 
  18.         returnnew Memento(value); 
  19.     } 
  20.      
  21.     publicvoid restoreMemento(Memento memento){ 
  22.         this.value = memento.getValue(); 
  23.     } 
[java] view plain copy
  1. publicclass Memento { 
  2.      
  3.     private String value; 
  4.  
  5.     public Memento(String value) { 
  6.         this.value = value; 
  7.     } 
  8.  
  9.     public String getValue() { 
  10.         return value; 
  11.     } 
  12.  
  13.     publicvoid setValue(String value) { 
  14.         this.value = value; 
  15.     } 
[java] view plain copy
  1. publicclass Storage { 
  2.      
  3.     private Memento memento; 
  4.      
  5.     public Storage(Memento memento) { 
  6.         this.memento = memento; 
  7.     } 
  8.  
  9.     public Memento getMemento() { 
  10.         return memento; 
  11.     } 
  12.  
  13.     publicvoid setMemento(Memento memento) { 
  14.         this.memento = memento; 
  15.     } 

测试类:

[java] view plain copy
  1. publicclass Test { 
  2.  
  3.     publicstaticvoid main(String[] args) { 
  4.          
  5.         // 建立原始类 
  6.         Original origi = new Original("egg"); 
  7.  
  8.         // 建立备忘录 
  9.         Storage storage = new Storage(origi.createMemento()); 
  10.  
  11.         // 修改原始类的状态 
  12.         System.out.println("初始化状态为:" + origi.getValue()); 
  13.         origi.setValue("niu"); 
  14.         System.out.println("修改后的状态为:" + origi.getValue()); 
  15.  
  16.         // 回复原始类的状态 
  17.         origi.restoreMemento(storage.getMemento()); 
  18.         System.out.println("恢复后的状态为:" + origi.getValue()); 
  19.     } 

输出:

初始化状态为:egg 修改后的状态为:niu 恢复后的状态为:egg

简单描述下:新建原始类时,value被初始化为egg,后通过修改,将value的值置为niu,最后倒数第二行进行恢复状态,结果成功恢复了。其实我以为这个模式叫“备份-恢复”模式最形象。

20、状态模式(State)

核心思想就是:当对象的状态改变时,同时改变其行为,很好理解!就拿QQ来讲,有几种状态,在线、隐身、忙碌等,每一个状态对应不一样的操做,并且你的好友也能看到你的状态,因此,状态模式就两点:一、能够经过改变状态来得到不一样的行为。二、你的好友能同时看到你的变化。看图:

State类是个状态类,Context类能够实现切换,咱们来看看代码:

 

[java] view plain copy
  1. package com.xtfggef.dp.state; 
  2.  
  3. /**
  4. * 状态类的核心类
  5. * 2012-12-1
  6. * @author erqing
  7. *
  8. */ 
  9. publicclass State { 
  10.      
  11.     private String value; 
  12.      
  13.     public String getValue() { 
  14.         return value; 
  15.     } 
  16.  
  17.     publicvoid setValue(String value) { 
  18.         this.value = value; 
  19.     } 
  20.  
  21.     publicvoid method1(){ 
  22.         System.out.println("execute the first opt!"); 
  23.     } 
  24.      
  25.     publicvoid method2(){ 
  26.         System.out.println("execute the second opt!"); 
  27.     } 
[java] view plain copy
  1. package com.xtfggef.dp.state; 
  2.  
  3. /**
  4. * 状态模式的切换类   2012-12-1
  5. * @author erqing
  6. *
  7. */ 
  8. publicclass Context { 
  9.  
  10.     private State state; 
  11.  
  12.     public Context(State state) { 
  13.         this.state = state; 
  14.     } 
  15.  
  16.     public State getState() { 
  17.         return state; 
  18.     } 
  19.  
  20.     publicvoid setState(State state) { 
  21.         this.state = state; 
  22.     } 
  23.  
  24.     publicvoid method() { 
  25.         if (state.getValue().equals("state1")) { 
  26.             state.method1(); 
  27.         } elseif (state.getValue().equals("state2")) { 
  28.             state.method2(); 
  29.         } 
  30.     } 
测试类:

 

 

[java] view plain copy
  1. publicclass Test { 
  2.  
  3.     publicstaticvoid main(String[] args) { 
  4.          
  5.         State state = new State(); 
  6.         Context context = new Context(state); 
  7.          
  8.         //设置第一种状态 
  9.         state.setValue("state1"); 
  10.         context.method(); 
  11.          
  12.         //设置第二种状态 
  13.         state.setValue("state2"); 
  14.         context.method(); 
  15.     } 
输出:

 

execute the first opt! execute the second opt!

根据这个特性,状态模式在平常开发中用的挺多的,尤为是作网站的时候,咱们有时但愿根据对象的某一属性,区别开他们的一些功能,好比说简单的权限控制等。 2一、访问者模式(Visitor)

访问者模式把数据结构和做用于结构上的操做解耦合,使得操做集合可相对自由地演化。访问者模式适用于数据结构相对稳定算法又易变化的系统。由于访问者模式使得算法操做增长变得容易。若系统数据结构对象易于变化,常常有新的数据对象增长进来,则不适合使用访问者模式。访问者模式的优势是增长操做很容易,由于增长操做意味着增长新的访问者。访问者模式将有关行为集中到一个访问者对象中,其改变不影响系统数据结构。其缺点就是增长新的数据结构很困难。—— From 百科

简单来讲,访问者模式就是一种分离对象数据结构与行为的方法,经过这种分离,可达到为一个被访问者动态添加新的操做而无需作其它的修改的效果。简单关系图:

来看看原码:一个Visitor类,存放要访问的对象,

 

[java] view plain copy
  1. publicinterface Visitor { 
  2.     publicvoid visit(Subject sub); 
[java] view plain copy
  1. publicclass MyVisitor implements Visitor { 
  2.  
  3.     @Override 
  4.     publicvoid visit(Subject sub) { 
  5.         System.out.println("visit the subject:"+sub.getSubject()); 
  6.     } 
Subject类,accept方法,接受将要访问它的对象,getSubject()获取将要被访问的属性,
[java] view plain copy
  1. publicinterface Subject { 
  2.     publicvoid accept(Visitor visitor); 
  3.     public String getSubject(); 
[java] view plain copy
  1. publicclass MySubject implements Subject { 
  2.  
  3.     @Override 
  4.     publicvoid accept(Visitor visitor) { 
  5.         visitor.visit(this); 
  6.     } 
  7.  
  8.     @Override 
  9.     public String getSubject() { 
  10.         return"love"
  11.     } 
测试:

 

 

 

 

 

 

 

 

[java] view plain copy
  1. publicclass Test { 
  2.  
  3.     publicstaticvoid main(String[] args) { 
  4.          
  5.         Visitor visitor = new MyVisitor(); 
  6.         Subject sub = new MySubject(); 
  7.         sub.accept(visitor);     
  8.     } 
输出:visit the subject:love

 

 

 

 

 

 

 

该模式适用场景:若是咱们想为一个现有的类增长新功能,不得不考虑几个事情:一、新功能会不会与现有功能出现兼容性问题?二、之后会不会再须要添加?三、若是类不容许修改代码怎么办?面对这些问题,最好的解决方法就是使用访问者模式,访问者模式适用于数据结构相对稳定的系统,把数据结构和算法解耦, 2二、中介者模式(Mediator)

中介者模式也是用来下降类类之间的耦合的,由于若是类类之间有依赖关系的话,不利于功能的拓展和维护,由于只要修改一个对象,其它关联的对象都得进行修改。若是使用中介者模式,只需关心和Mediator类的关系,具体类类之间的关系及调度交给Mediator就行,这有点像spring容器的做用。先看看图:

User类统一接口,User1和User2分别是不一样的对象,两者之间有关联,若是不采用中介者模式,则须要两者相互持有引用,这样两者的耦合度很高,为了解耦,引入了Mediator类,提供统一接口,MyMediator为其实现类,里面持有User1和User2的实例,用来实现对User1和User2的控制。这样User1和User2两个对象相互独立,他们只须要保持好和Mediator之间的关系就行,剩下的全由MyMediator类来维护!基本实现:

 

[java] view plain copy
  1. publicinterface Mediator { 
  2.     publicvoid createMediator(); 
  3.     publicvoid workAll(); 
[java] view plain copy
  1. publicclass MyMediator implements Mediator { 
  2.  
  3.     private User user1; 
  4.     private User user2; 
  5.      
  6.     public User getUser1() { 
  7.         return user1; 
  8.     } 
  9.  
  10.     public User getUser2() { 
  11.         return user2; 
  12.     } 
  13.  
  14.     @Override 
  15.     publicvoid createMediator() { 
  16.         user1 = new User1(this); 
  17.         user2 = new User2(this); 
  18.     } 
  19.  
  20.     @Override 
  21.     publicvoid workAll() { 
  22.         user1.work(); 
  23.         user2.work(); 
  24.     } 
[java] view plain copy
  1. publicabstractclass User { 
  2.      
  3.     private Mediator mediator; 
  4.      
  5.     public Mediator getMediator(){ 
  6.         return mediator; 
  7.     } 
  8.      
  9.     public User(Mediator mediator) { 
  10.         this.mediator = mediator; 
  11.     } 
  12.  
  13.     publicabstractvoid work(); 
[java] view plain copy
  1. publicclass User1 extends User { 
  2.  
  3.     public User1(Mediator mediator){ 
  4.         super(mediator); 
  5.     } 
  6.      
  7.     @Override 
  8.     publicvoid work() { 
  9.         System.out.println("user1 exe!"); 
  10.     } 
[java] view plain copy
  1. publicclass User2 extends User { 
  2.  
  3.     public User2(Mediator mediator){ 
  4.         super(mediator); 
  5.     } 
  6.      
  7.     @Override 
  8.     publicvoid work() { 
  9.         System.out.println("user2 exe!"); 
  10.     } 
测试类:

 

 

 

 

 

 

 

 

[java] view plain copy
  1. publicclass Test { 
  2.  
  3.     publicstaticvoid main(String[] args) { 
  4.         Mediator mediator = new MyMediator(); 
  5.         mediator.createMediator(); 
  6.         mediator.workAll(); 
  7.     } 
输出:

 

 

 

 

 

 

 

user1 exe! user2 exe! 2三、解释器模式(Interpreter) 解释器模式是咱们暂时的最后一讲,通常主要应用在OOP开发中的编译器的开发中,因此适用面比较窄。

Context类是一个上下文环境类,Plus和Minus分别是用来计算的实现,代码以下:

 

[java] view plain copy
  1. publicinterface Expression { 
  2.     publicint interpret(Context context); 
[java] view plain copy
  1. publicclass Plus implements Expression { 
  2.  
  3.     @Override 
  4.     publicint interpret(Context context) { 
  5.         return context.getNum1()+context.getNum2(); 
  6.     } 
[java] view plain copy
  1. publicclass Minus implements Expression { 
  2.  
  3.     @Override 
  4.     publicint interpret(Context context) { 
  5.         return context.getNum1()-context.getNum2(); 
  6.     } 
[java] view plain copy
  1. publicclass Context { 
  2.      
  3.     privateint num1; 
  4.     privateint num2; 
  5.      
  6.     public Context(int num1, int num2) { 
  7.         this.num1 = num1; 
  8.         this.num2 = num2; 
  9.     } 
  10.      
  11.     publicint getNum1() { 
  12.         return num1; 
  13.     } 
  14.     publicvoid setNum1(int num1) { 
  15.         this.num1 = num1; 
  16.     } 
  17.     publicint getNum2() { 
  18.         return num2; 
  19.     } 
  20.     publicvoid setNum2(int num2) { 
  21.         this.num2 = num2; 
  22.     } 
  23.      
  24.      
[java] view plain copy
  1. publicclass Test { 
  2.  
  3.     publicstaticvoid main(String[] args) { 
  4.  
  5.         // 计算9+2-8的值 
  6.         int result = new Minus().interpret((new Context(new Plus() 
  7.                 .interpret(new Context(9, 2)), 8))); 
  8.         System.out.println(result); 
  9.     } 
最后输出正确的结果:3。

 

 

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