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Java开发中的23种设计模式详解

发布时间:2019-02-10 发布网站:脚本之家
脚本之家收集整理的这篇文章主要介绍了Java开发中的23种设计模式详解脚本之家小编觉得挺不错的,现在分享给大家,也给大家做个参考。

<h1 class="postTitle">          Java开发中的23种设计模式
<h1 class="postTitle"><a id="cb_post_title_url" class="postTitle2" href="http://www.cnblogs.com/maowang1991/archive/2013/04/15/3023236.html"&gt
<h1 class="postTitle"> 
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<div id="cnblogs_post_body">

设计模式(Design Patterns)

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

设计模式(Design pattern)是一套被反复使用、多数人知晓的、经过分类编目的、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一样。项目中合理的运用设计模式可以完美的解决很多问题,每种模式在现在中都有相应的原理来与之对应,每一个模式描述了一个在我们周围不断重复发生的问题,以及该问题的核心解决方案,这也是它能被广泛应用的原因。本章系Java之美[从菜鸟到高手演变]系列之设计模式,我们会以理论与实践相结合的方式来进行本章的学习,希望广大程序爱好者,学好设计模式,做一个优秀的软件工程师!

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23种模式java实现源码下载地址  

一、设计模式的分类

总体来说设计模式分为三大类:

创建型模式,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。

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。

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。

其实还有两类:并发型模式和线程池模式。用一个图片来整体描述一下:

举例如下:(我们举一个发送邮件和短信的例子)

首先,创建二者的共同接口:

  1. public interface Sender {  
  2.     public void Send();  
  3. }  

其次,创建实现类:

  1. public class MailSender implements Sender {  
  2.     @Override  
  3.     public void Send() {  
  4.         System.out.println("this is mailsender!");  
  5.     }  
  6. }  
  1. public class SmsSender implements Sender {  
  2.   
  3.     @Override  
  4.     public void Send() {  
  5.         System.out.println("this is sms sender!");  
  6.     }  
  7. }  

最后,建工厂类:

  1. public class SendFactory {  
  2.   
  3.     public Sender produce(String type) {  
  4.         if ("mail".equals(type)) {  
  5.             return new MailSender();  
  6.         } else if ("sms".equals(type)) {  
  7.             return new SmsSender();  
  8.         } else {  
  9.             System.out.println("请输入正确的类型!");  
  10.             return null;  
  11.         }  
  12.     }  
  13. }  

我们来测试下:

  1. public class FactoryTest {  
  2.   
  3.     public static void main(String[] args) {  
  4.         SendFactory factory = new SendFactory();  
  5.         Sender sender = factory.produce("sms");  
  6.         sender.Send();  
  7.     }  
  8. }  

输出:this is sms sender!

22、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,如果传递的字符串出错,则不能正确创建对象,而多个工厂方法模式是提供多个工厂方法,分别创建对象。关系图:

请看例子:

  1. public interface Sender {  
  2.     public void Send();  
  3. }  

两个实现类:

  1. public class MailSender implements Sender {  
  2.     @Override  
  3.     public void Send() {  
  4.         System.out.println("this is mailsender!");  
  5.     }  
  6. }  
  1. public class SmsSender implements Sender {  
  2.   
  3.     @Override  
  4.     public void Send() {  
  5.         System.out.println("this is sms sender!");  
  6.     }  
  7. }  

两个工厂类:

  1. public class SendMailFactory implements Provider {  
  2.       
  3.     @Override  
  4.     public Sender produce(){  
  5.         return new MailSender();  
  6.     }  
  7. }  
  1. public class SendSmsFactory implements Provider{  
  2.   
  3.     @Override  
  4.     public Sender produce() {  
  5.         return new SmsSender();  
  6.     }  
  7. }  

在提供一个接口:

  1. public interface Provider {  
  2.     public Sender produce();  
  3. }  

测试类:

  1. public class Test {  
  2.   
  3.     public static void main(String[] args) {  
  4.         Provider provider = new SendMailFactory();  
  5.         Sender sender = provider.produce();  
  6.         sender.Send();  
  7.     }  
  8. }  

其实这个模式的好处就是,如果你现在想增加一个功能:发及时信息,则只需做一个实现类,实现Sender接口,同时做一个工厂类,实现Provider接口,就OK了,无需去改动现成的代码。这样做,拓展性较好!

3、单例模式(Singleton

单例对象(Singleton)是一种常用的设计模式。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:

1、某些类创建比较频繁,对于一些大型的对象,这是一笔很大的系统开销。

2、省去了new操作符,降低了系统内存的使用频率,减轻GC压力。

3、有些类如交易所的核心交易引擎,控制着交易流程,如果该类可以创建多个的话,系统完全乱了。(比如一个军队出现了多个司令员同时指挥,肯定会乱成一团),所以只有使用单例模式,才能保证核心交易服务器独立控制整个流程。

首先我们写一个简单的单例类:

  1. public class 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.     private static 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,创建实例 */  
  11.     public static Singleton getInstance() {  
  12.         if (instance == null) {  
  13.             instance = new Singleton();  
  14.         }  
  15.         return instance;  
  16.     }  
  17.   
  18.     /* 如果该对象被用于序列化,可以保证对象在序列化前后保持一致 */  
  19.     public Object readResolve() {  
  20.         return instance;  
  21.     }  
  22. }  

这个类可以满足基本要求,但是,像这样毫无线程安全保护的类,如果我们把它放入多线程的环境下,肯定就会出现问题了,如何解决?我们首先会想到对getInstance方法加synchronized关键字,如下:

  1. public static synchronized Singleton getInstance() {  
  2.         if (instance == null) {  
  3.             instance = new Singleton();  
  4.         }  
  5.         return instance;  
  6.     }  

但是,synchronized关键字锁住的是这个对象,这样的用法,在性能上会有所下降,因为每次调用getInstance(),都要对对象上锁,事实上,只有在第一次创建对象的时候需要加锁,之后就不需要了,所以,这个地方需要改进。我们改成下面这个:

  1. public static Singleton getInstance() {  
  2.         if (instance == null) {  
  3.             synchronized (instance) {  
  4.                 if (instance == null) {  
  5.                     instance = new Singleton();  
  6.                 }  
  7.             }  
  8.         }  
  9.         return instance;  
  10.     }  

似乎解决了之前提到的问题,将synchronized关键字加在了内部,也就是说当调用的时候是不需要加锁的,只有在instance为null,并创建对象的时候才需要加锁,性能有一定的提升。但是,这样的情况,还是有可能有问题的,看下面的情况:在Java指令中创建对象和赋值操作是分开进行的,也就是说instance = new Singleton();语句是分两步执行的。但是JVM并不保证这两个操作的先后顺序,也就是说有可能JVM会为新的Singleton实例分配空间,然后直接赋值给instance成员,然后再去初始化这个Singleton实例。这样就可能出错了,我们以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,由于instance为null,所以它执行instance = new Singleton();

c>由于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),然后A离开了synchronized块。

d>B进入synchronized块,由于instance此时不是null,因此它马上离开了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,于是错误发生了。

所以程序还是有可能发生错误,其实程序在运行过程是很复杂的,从这点我们就可以看出,尤其是在写多线程环境下的程序更有难度,有挑战性。我们对该程序做进一步优化:

  1. private static class SingletonFactory{           
  2.         private static Singleton instance = new Singleton();           
  3.     }           
  4.     public static Singleton getInstance(){           
  5.         return SingletonFactory.instance;           
  6.     }   

实际情况是,单例模式使用内部类来维护单例的实现,JVM内部的机制能够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。这样当我们第一次调用getInstance的时候,JVM能够帮我们保证instance只被创建一次,并且会保证把赋值给instance的内存初始化完毕,这样我们就不用担心上面的问题。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。这样我们暂时总结一个完美的单例模式:

  1. public class 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.     private static class SingletonFactory {  
  9.         private static Singleton instance = new Singleton();  
  10.     }  
  11.   
  12.     /* 获取实例 */  
  13.     public static Singleton getInstance() {  
  14.         return SingletonFactory.instance;  
  15.     }  
  16.   
  17.     /* 如果该对象被用于序列化,可以保证对象在序列化前后保持一致 */  
  18.     public Object readResolve() {  
  19.         return getInstance();  
  20.     }  
  21. }  

其实说它完美,也不一定,如果在构造函数中抛出异常,实例将永远得不到创建,也会出错。所以说,十分完美的东西是没有的,我们只能根据实际情况,选择最适合自己应用场景的实现方法。也有人这样实现:因为我们只需要在创建类的时候进行同步,所以只要将创建和getInstance()分开,单独为创建加synchronized关键字,也是可以的:

  1. public class SingletonTest {  
  2.   
  3.     private static SingletonTest instance = null;  
  4.   
  5.     private SingletonTest() {  
  6.     }  
  7.   
  8.     private static synchronized void syncInit() {  
  9.         if (instance == null) {  
  10.             instance = new SingletonTest();  
  11.         }  
  12.     }  
  13.   
  14.     public static SingletonTest getInstance() {  
  15.         if (instance == null) {  
  16.             syncInit();  
  17.         }  
  18.         return instance;  
  19.     }  
  20. }  

考虑性能的话,整个程序只需创建一次实例,所以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

  1. public class SingletonTest {  
  2.   
  3.     private static SingletonTest instance = null;  
  4.     private Vector properties = null;  
  5.   
  6.     public Vector getProperties() {  
  7.         return properties;  
  8.     }  
  9.   
  10.     private SingletonTest() {  
  11.     }  
  12.   
  13.     private static synchronized void syncInit() {  
  14.         if (instance == null) {  
  15.             instance = new SingletonTest();  
  16.         }  
  17.     }  
  18.   
  19.     public static SingletonTest getInstance() {  
  20.         if (instance == null) {  
  21.             syncInit();  
  22.         }  
  23.         return instance;  
  24.     }  
  25.   
  26.     public void updateProperties() {  
  27.         SingletonTest shadow = new SingletonTest();  
  28.         properties = shadow.getProperties();  
  29.     }  
  30. }  

通过单例模式的学习告诉我们:

1、单例模式理解起来简单,但是具体实现起来还是有一定的难度。

2、synchronized关键字锁定的是对象,在用的时候,一定要在恰当的地方使用(注意需要使用锁的对象和过程,可能有的时候并不是整个对象及整个过程都需要锁)。

到这儿,单例模式基本已经讲完了,结尾处,笔者突然想到另一个问题,就是采用类的静态方法,实现单例模式的效果,也是可行的,此处二者有什么不同?

首先,静态类不能实现接口。(从类的角度说是可以的,但是那样就破坏了静态了。因为接口中不允许有static修饰的方法,所以即使实现了也是非静态的)

其次,单例可以被延迟初始化,静态类一般在第一次加载是初始化。之所以延迟加载,是因为有些类比较庞大,所以延迟加载有助于提升性能。

再次,单例类可以被继承,他的方法可以被覆写。但是静态类内部方法都是static,无法被覆写。

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,只要满足单例的基本需求,你可以在里面随心所欲的实现一些其它功能,但是静态类不行。从上面这些概括中,基本可以看出二者的区别,但是,从另一方面讲,我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,所以,二者有很大的关联,只是我们考虑问题的层面不同罢了。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+链表来实现一样,其实生活中很多事情都是这样,单用不同的方法来处理问题,总是有优点也有缺点,最完美的方法是,结合各个方法的优点,才能最好的解决问题!

4、建造者模式(Builder)

工厂类模式提供的是创建单个类的模式,而建造者模式则是将各种产品集中起来进行管理,用来创建复合对象,所谓复合对象就是指某个类具有不同的属性,其实建造者模式就是前面抽象工厂模式和最后的Test结合起来得到的。我们看一下代码:

还和前面一样,一个Sender接口,两个实现类MailSender和SmsSender。最后,建造者类如下:

  1. public class Builder {  
  2.       
  3.     private List list = new ArrayList();  
  4.       
  5.     public void produceMailSender(int count){  
  6.         for(int i=0; i
  7.             list.add(new MailSender());  
  8.         }  
  9.     }  
  10.       
  11.     public void produceSmsSender(int count){  
  12.         for(int i=0; i
  13.             list.add(new SmsSender());  
  14.         }  
  15.     }  
  16. }  

测试类:

  1. public class Test {  
  2.   
  3.     public static void main(String[] args) {  
  4.         Builder builder = new Builder();  
  5.         builder.produceMailSender(10);  
  6.     }  
  7. }  

从这点看出,建造者模式将很多功能集成到一个类里,这个类可以创造出比较复杂的东西。所以与工程模式的区别就是:工厂模式关注的是创建单个产品,而建造者模式则关注创建符合对象,多个部分。因此,是选择工厂模式还是建造者模式,依实际情况而定。

5、原型模式(Prototype)

原型模式虽然是创建型的模式,但是与工程模式没有关系,从名字即可看出,该模式的思想就是将一个对象作为原型,对其进行复制、克隆,产生一个和原对象类似的新对象。本小结会通过对象的复制,进行讲解。在Java中,复制对象是通过clone()实现的,先创建一个原型类:

  1. public class Prototype implements Cloneable {  
  2.   
  3.     public Object clone() throws CloneNotSupportedException {  
  4.         Prototype proto = (Prototype) super.clone();  
  5.         return proto;  
  6.     }  
  7. }  

很简单,一个原型类,只需要实现Cloneable接口,覆写clone方法,此处clone方法可以改成任意的名称,因为Cloneable接口是个空接口,你可以任意定义实现类的方法名,如cloneA或者cloneB,因为此处的重点是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,我会在另一篇文章中,关于解读Java中本地方法的调用,此处不再深究。在这儿,我将结合对象的浅复制和深复制来说一下,首先需要了解对象深、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重新创建,而引用类型,指向的还是原对象所指向的。

深复制:将一个对象复制后,不论是基本数据类型还有引用类型,都是重新创建的。简单来说,就是深复制进行了完全彻底的复制,而浅复制不彻底。

此处,写一个深浅复制的例子:

  1. public class Prototype implements Cloneable, Serializable {  
  2.   
  3.     private static final long 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.     public void setString(String string) {  
  33.         this.string = string;  
  34.     }  
  35.   
  36.     public SerializableObject getObj() {  
  37.         return obj;  
  38.     }  
  39.   
  40.     public void setObj(SerializableObject obj) {  
  41.         this.obj = obj;  
  42.     }  
  43.   
  44. }  
  45.   
  46. class SerializableObject implements Serializable {  
  47.     private static final long serialVersionUID = 1L;  
  48. }  
 
要实现深复制,需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。

我们接着讨论设计模式,上篇文章我讲完了5种创建型模式,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种模式的起源,我们看下面的图:

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,通过Adapter类,将Source的功能扩展到Targetable里,看代码:

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

输出:

this is original method!this is the targetable method!

这样Targetable接口的实现类就具有了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类作修改,这次不继承Source类,而是持有Source类的实例,以达到解决兼容性的问题。看图:

这个很好理解,在实际开发中,我们也常会遇到这种接口中定义了太多的方法,以致于有时我们在一些实现类中并不是都需要。看代码:

抽象类Wrapper2:

测试输出:

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

达到了我们的效果!

 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:当希望将一个类转换成满足另一个新接口的类时,可以使用类的适配器模式,创建一个新类,继承原有的类,实现新的接口即可。

对象的适配器模式:当希望将一个对象转换成满足另一个新接口的对象时,可以创建一个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:当不希望实现一个接口中所有的方法时,可以创建一个抽象类Wrapper,实现所有方法,我们写别的类的时候,继承抽象类即可。

7、装饰模式(Decorator)

顾名思义,装饰模式就是给一个对象增加一些新的功能,而且是动态的,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,关系图如下:

根据上文的阐述,代理模式就比较容易的理解了,我们看下代码:

测试类:

输出:

before proxy!the original method!after proxy!

代理模式的应用场景:

如果已有的方法在使用的时候需要对原有的方法进行改进,此时有两种办法:

1、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。

2、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,可以将功能划分的更加清晰,有助于后期维护!

9、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一样,可以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,降低了类类之间的耦合度,该模式中没有涉及到接口,看下类图:(我们以一个计算机的启动过程为例)

实现代码:

先定义接口:

分别定义两个实现类:

定义一个桥,持有Sourceable的一个实例:

测试类:

output:

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

这样,就通过对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,大家就应该明白了,因为这个图是我们JDBC连接的原理,有数据库学习基础的,一结合就都懂了。

直接来看代码:

  1. public class TreeNode {  
  2.       
  3.     private String name;  
  4.     private TreeNode parent;  
  5.     private Vector children = new Vector();  
  6.       
  7.     public TreeNode(String name){  
  8.         this.name = name;  
  9.     }  
  10.   
  11.     public String getName() {  
  12.         return name;  
  13.     }  
  14.   
  15.     public void setName(String name) {  
  16.         this.name = name;  
  17.     }  
  18.   
  19.     public TreeNode getParent() {  
  20.         return parent;  
  21.     }  
  22.   
  23.     public void setParent(TreeNode parent) {  
  24.         this.parent = parent;  
  25.     }  
  26.       
  27.     //添加孩子节点  
  28.     public void add(TreeNode node){  
  29.         children.add(node);  
  30.     }  
  31.       
  32.     //删除孩子节点  
  33.     public void remove(TreeNode node){  
  34.         children.remove(node);  
  35.     }  
  36.       
  37.     //取得孩子节点  
  38.     public Enumeration getChildren(){  
  39.         return children.elements();  
  40.     }  
  41. }  

使用场景:将多个对象组合在一起进行操作,常用于表示树形结构中,例如二叉树,数等。

12、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可以减少内存的开销,通常与工厂模式一起使用。

看下数据库连接池的代码:

  1. public class ConnectionPool {  
  2.       
  3.     private Vector 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.     private int poolSize = 100;  
  12.     private static ConnectionPool instance = null;  
  13.     Connection conn = null;  
  14.   
  15.     /*构造方法,做一些初始化工作*/  
  16.     private ConnectionPool() {  
  17.         pool = new Vector(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.     /* 返回连接到连接池 */  
  33.     public synchronized void release() {  
  34.         pool.add(conn);  
  35.     }  
  36.   
  37.     /* 返回连接池中的一个数据库连接 */  
  38.     public synchronized Connection getConnection() {  
  39.         if (pool.size() > 0) {  
  40.             Connection conn = pool.get(0);  
  41.             pool.remove(conn);  
  42.             return conn;  
  43.         } else {  
  44.             return null;  
  45.         }  
  46.     }  
  47. }  
 
通过连接池的管理,实现了数据库连接的共享,不需要每一次都重新创建连接,节省了数据库重新创建的开销,提升了系统的性能!本章讲解了7种结构型模式,因为篇幅的问题,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,因为我得为读者负责,不论是图还是代码还是表述,都希望能尽量写清楚,以便读者理解,我想不论是我还是读者,都希望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,我会尽自己的努力,写好每一篇文章!希望大家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:通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:通过中间类

图中ICalculator提供同意的方法,AbstractCalculator是辅助类,提供辅助方法,接下来,依次实现下每个类:

首先统一接口:

辅助类:

三个实现类:

简单的测试类:

输出:10

策略模式的决定权在用户,系统本身提供不同算法的实现,新增或者删除算法,对各种算法做封装。因此,策略模式多用在算法决策系统中,外部用户只需要决定用哪个算法即可。

14、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,可以是抽象的,也可以是实际的方法,定义一个类,继承该抽象类,重写抽象方法,通过调用抽象类,实现对子类的调用,先看个关系图:

我解释下这些类的作用:MySubject类就是我们的主对象,Observer1和Observer2是依赖于MySubject的对象,当MySubject变化时,Observer1和Observer2必然变化。AbstractSubject类中定义着需要监控的对象列表,可以对其进行修改:增加或删除被监控对象,且当MySubject变化时,负责通知在列表内存在的对象。我们看实现代码:

一个Observer接口:

两个实现类:

Subject接口及实现类:

测试类:

输出:

update self!observer1 has received!observer2 has received!

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

16、迭代子模式(Iterator)

顾名思义,迭代器模式就是顺序访问聚集中的对象,一般来说,集合中非常常见,如果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:一是需要遍历的对象,即聚集对象,二是迭代器对象,用于对聚集对象进行遍历访问。我们看下关系图:

 

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。

输出:

h1deal!h2deal!h3deal!

此处强调一点就是,链接上的请求可以是一条链,可以是一个树,还可以是一个环,模式本身不约束这个,需要我们自己去实现,同时,在一个时刻,命令只允许由一个对象传给另一个对象,而不允许传给多个对象。

 18、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,司令员的作用是,发出口令,口令经过传递,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他人,只需要做好自己的事儿就行,司令员要的是结果,不会去关注到底士兵是怎么实现的。我们看看关系图:

本章讲讲第三类和第四类。

19、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,个人觉得叫备份模式更形象些,通俗的讲下:假设有原始类A,A中有各种属性,A可以决定需要备份的属性,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,不能修改等操作。做个图来分析一下:

State类是个状态类,Context类可以实现切换,我们来看看代码:

  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. public class 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.     public void setState(State state) {  
  21.         this.state = state;  
  22.     }  
  23.   
  24.     public void method() {  
  25.         if (state.getValue().equals("state1")) {  
  26.             state.method1();  
  27.         } else if (state.getValue().equals("state2")) {  
  28.             state.method2();  
  29.         }  
  30.     }  
  31. }  

测试类:

输出:

execute the first opt!execute the second opt!

根据这个特性,状态模式在日常开发中用的挺多的,尤其是做网站的时候,我们有时希望根据对象的某一属性,区别开他们的一些功能,比如说简单的权限控制等。21、访问者模式(Visitor)

访问者模式把数据结构和作用于结构上的操作解耦合,使得操作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。因为访问者模式使得算法操作增加变得容易。若系统数据结构对象易于变化,经常有新的数据对象增加进来,则不适合使用访问者模式。访问者模式的优点是增加操作很容易,因为增加操作意味着增加新的访问者。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。其缺点就是增加新的数据结构很困难。—— From 百科

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

User类统一接口,User1和User2分别是不同的对象,二者之间有关联,如果不采用中介者模式,则需要二者相互持有引用,这样二者的耦合度很高,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,他们只需要保持好和Mediator之间的关系就行,剩下的全由MyMediator类来维护!基本实现:

测试类:

输出:

user1 exe!user2 exe!23、解释器模式(Interpreter)解释器模式是我们暂时的最后一讲,一般主要应用在OOP开发中的编译器的开发中,所以适用面比较窄。