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服务器之家 - 编程语言 - JAVA教程 - Java开发中的23种设计模式详解(推荐)

Java开发中的23种设计模式详解(推荐)

2020-07-06 14:19maowang JAVA教程

本篇文章主要介绍了Java开发中的23种设计模式详解,现在分享给大家,也给大家做个参考。感兴趣的小伙伴们可以参考一下。 设计模式(Design Patterns)

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!

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:Java开发中的23种设计模式详解(推荐)

二、设计模式的六大原则

1、开闭原则(Open Close Principle)

开闭原则就是说对扩展开放,对修改关闭。在程序需要进行拓展的时候,不能去修改原有的代码,实现一个热插拔的效果。所以一句话概括就是: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,我们需要使用接口和抽象类,后面的具体设计中我们会提到这点。

2、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,任何基类可以出现的地方,子类一定可以出现。 LSP是继承复用的基石,只有当衍生类可以替换掉基类,软件单位的功能不受到影响时,基类才能真正被复用,而衍生类也能够在基类的基础上增加新的行为。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,所以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

3、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。

4、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。还是一个降低类之间的耦合度的意思,从这儿我们看出,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。所以上文中多次出现:降低依赖,降低耦合。

5、迪米特法则(最少知道原则)(Demeter Principle)

为什么叫最少知道原则,就是说:一个实体应当尽量少的与其他实体之间发生相互作用,使得系统功能模块相对独立。

6、合成复用原则(Composite Reuse Principle)

原则是尽量使用合成/聚合的方式,而不是使用继承。

三、Java的23中设计模式

从这一块开始,我们详细介绍Java中23种设计模式的概念,应用场景等情况,并结合他们的特点及设计模式的原则进行分析。

1、工厂方法模式(Factory Method)

工厂方法模式分为三种:

11、普通工厂模式,就是建立一个工厂类,对实现了同一接口的一些类进行实例的创建。首先看下关系图:Java开发中的23种设计模式详解(推荐)

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:

public interface Sender { 
 public void Send(); 
} 

其次,创建实现类:

public class MailSender implements Sender { 
 @Override 
 public void Send() { 
  System.out.println("this is mailsender!"); 
 } 
} 

public class SmsSender implements Sender { 
 
 @Override 
 public void Send() { 
  System.out.println("this is sms sender!"); 
 } 
} 

最后,建工厂类:

public class SendFactory { 
 public Sender produce(String type) { 
  if ("mail".equals(type)) { 
   return new MailSender(); 
  } else if ("sms".equals(type)) { 
   return new SmsSender(); 
  } else { 
   System.out.println("请输入正确的类型!"); 
   return null; 
  } 
 } 
} 

我们来测试下:

public class FactoryTest { 
 
 public static void main(String[] args) { 
  SendFactory factory = new SendFactory(); 
  Sender sender = factory.produce("sms"); 
  sender.Send(); 
 } 
} 

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:Java开发中的23种设计模式详解(推荐)

将上面的代码做下修改,改动下SendFactory类就行,如下:

public class SendFactory { 
 public Sender produceMail(){ 
  return new MailSender(); 
 } 
  
 public Sender produceSms(){ 
  return new SmsSender(); 
 } 
}

  测试类如下:

public class FactoryTest { 
 
 public static void main(String[] args) { 
  SendFactory factory = new SendFactory(); 
  Sender sender = factory.produceMail(); 
  sender.Send(); 
 } 
} 

 输出:this is mailsender!

33、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,不需要创建实例,直接调用即可.

public class SendFactory { 
  
 public static Sender produceMail(){ 
  return new MailSender(); 
 } 
  
 public static Sender produceSms(){ 
  return new SmsSender(); 
 } 
} 
public class FactoryTest { 
 
 public static void main(String[] args) {  
  Sender sender = SendFactory.produceMail(); 
  sender.Send(); 
 } 
} 

输出:this is mailsender!

总体来说,工厂模式适合:凡是出现了大量的产品需要创建,并且具有共同的接口时,可以通过工厂方法模式进行创建。在以上的三种模式中,第一种如果传入的字符串有误,不能正确创建对象,第三种相对于第二种,不需要实例化工厂类,所以,大多数情况下,我们会选用第三种——静态工厂方法模式。

2、抽象工厂模式(Abstract Factory)

工厂方法模式有一个问题就是,类的创建依赖工厂类,也就是说,如果想要拓展程序,必须对工厂类进行修改,这违背了闭包原则,所以,从设计角度考虑,有一定的问题,如何解决?就用到抽象工厂模式,创建多个工厂类,这样一旦需要增加新的功能,直接增加新的工厂类就可以了,不需要修改之前的代码。因为抽象工厂不太好理解,我们先看看图,然后就和代码,就比较容易理解。Java开发中的23种设计模式详解(推荐)

请看例子:

public interface Sender { 
 public void Send(); 
} 

 两个实现类:

public class MailSender implements Sender { 
 @Override 
 public void Send() { 
  System.out.println("this is mailsender!"); 
 } 
} 

public class SmsSender implements Sender { 
 
 @Override 
 public void Send() { 
  System.out.println("this is sms sender!"); 
 } 
} 

两个工厂类:

public class SendMailFactory implements Provider { 
  
 @Override 
 public Sender produce(){ 
  return new MailSender(); 
 } 
} 
public class SendSmsFactory implements Provider{ 
 
 @Override 
 public Sender produce() { 
  return new SmsSender(); 
 } 
} 

在提供一个接口:

public interface Provider { 
 public Sender produce(); 
} 

测试类:

public class Test { 
 
 public static void main(String[] args) { 
  Provider provider = new SendMailFactory(); 
  Sender sender = provider.produce(); 
  sender.Send(); 
 } 
} 

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:

public class Singleton { 
 
 /* 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 */ 
 private static Singleton instance = null; 
 
 /* 私有构造方法,防止被实例化 */ 
 private Singleton() { 
 } 
 
 /* 静态工程方法,创建实例 */ 
 public static Singleton getInstance() { 
  if (instance == null) { 
   instance = new Singleton(); 
  } 
  return instance; 
 } 
 
 /* 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 */ 
 public Object readResolve() { 
  return instance; 
 } 
} 

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:

public static synchronized Singleton getInstance() { 
  if (instance == null) { 
   instance = new Singleton(); 
  } 
  return instance; 
 } 

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:

public static Singleton getInstance() { 
  if (instance == null) { 
   synchronized (instance) { 
    if (instance == null) { 
     instance = new Singleton(); 
    } 
   } 
  } 
  return instance; 
 } 

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:

private static class SingletonFactory{   
  private static Singleton instance = new Singleton();   
 }   
 public static Singleton getInstance(){   
  return SingletonFactory.instance;   
 } 

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:

public class Singleton { 
 
 /* 私有构造方法,防止被实例化 */ 
 private Singleton() { 
 } 
 
 /* 此处使用一个内部类来维护单例 */ 
 private static class SingletonFactory { 
  private static Singleton instance = new Singleton(); 
 } 
 
 /* 获取实例 */ 
 public static Singleton getInstance() { 
  return SingletonFactory.instance; 
 } 
 
 /* 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 */ 
 public Object readResolve() { 
  return getInstance(); 
 } 
} 

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:

public class SingletonTest { 
 
 private static SingletonTest instance = null; 
 
 private SingletonTest() { 
 } 
 
 private static synchronized void syncInit() { 
  if (instance == null) { 
   instance = new SingletonTest(); 
  } 
 } 
 
 public static SingletonTest getInstance() { 
  if (instance == null) { 
   syncInit(); 
  } 
  return instance; 
 } 
} 

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

public class SingletonTest { 
 
 private static SingletonTest instance = null; 
 private Vector properties = null; 
 
 public Vector getProperties() { 
  return properties; 
 } 
 
 private SingletonTest() { 
 } 
 
 private static synchronized void syncInit() { 
  if (instance == null) { 
   instance = new SingletonTest(); 
  } 
 } 
 
 public static SingletonTest getInstance() { 
  if (instance == null) { 
   syncInit(); 
  } 
  return instance; 
 } 
 
 public void updateProperties() { 
  SingletonTest shadow = new SingletonTest(); 
  properties = shadow.getProperties(); 
 } 
} 

 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:

public class Builder { 
  
 private List<Sender> list = new ArrayList<Sender>(); 
  
 public void produceMailSender(int count){ 
  for(int i=0; i<count; i++){ 
   list.add(new MailSender()); 
  } 
 } 
  
 public void produceSmsSender(int count){ 
  for(int i=0; i<count; i++){ 
   list.add(new SmsSender()); 
  } 
 } 
} 

测试类:

public class Test { 
 
 public static void main(String[] args) { 
  Builder builder = new Builder(); 
  builder.produceMailSender(10); 
 } 
} 

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:

public class Prototype implements Cloneable { 
 
 public Object clone() throws CloneNotSupportedException { 
  Prototype proto = (Prototype) super.clone(); 
  return proto; 
 } 
} 

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:

public class Prototype implements Cloneable, Serializable { 
 
 private static final long serialVersionUID = 1L; 
 private String string; 
 
 private SerializableObject obj; 
 
 /* 浅复制 */ 
 public Object clone() throws CloneNotSupportedException { 
  Prototype proto = (Prototype) super.clone(); 
  return proto; 
 } 
 
 /* 深复制 */ 
 public Object deepClone() throws IOException, ClassNotFoundException { 
 
  /* 写入当前对象的二进制流 */ 
  ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream(); 
  ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos); 
  oos.writeObject(this); 
 
  /* 读出二进制流产生的新对象 */ 
  ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray()); 
  ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bis); 
  return ois.readObject(); 
 } 
 
 public String getString() { 
  return string; 
 } 
 
 public void setString(String string) { 
  this.string = string; 
 } 
 
 public SerializableObject getObj() { 
  return obj; 
 } 
 
 public void setObj(SerializableObject obj) { 
  this.obj = obj; 
 } 
 
} 
 
class SerializableObject implements Serializable { 
 private static final long serialVersionUID = 1L; 
} 

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:Java开发中的23种设计模式详解(推荐)
适配器模式将某个类的接口转换成客户端期望的另一个接口表示,目的是消除由于接口不匹配所造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,我们来看看类的适配器模式,先看类图:Java开发中的23种设计模式详解(推荐)
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:

public class Source { 
 
 public void method1() { 
  System.out.println("this is original method!"); 
 } 
} 
 public interface Targetable { 
 
 /* 与原类中的方法相同 */ 
 public void method1(); 
 
 /* 新类的方法 */ 
 public void method2(); 
} 
public class Adapter extends Source implements Targetable { 
 
 @Override 
 public void method2() { 
  System.out.println("this is the targetable method!"); 
 } 
} 

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

public class AdapterTest { 
 
 public static void main(String[] args) { 
  Targetable target = new Adapter(); 
  target.method1(); 
  target.method2(); 
 } 
} 

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:Java开发中的23种设计模式详解(推荐)
只需要修改Adapter类的源码即可:

public class Wrapper implements Targetable { 
 
 private Source source; 
  
 public Wrapper(Source source){ 
  super(); 
  this.source = source; 
 } 
 @Override 
 public void method2() { 
  System.out.println("this is the targetable method!"); 
 } 
 
 @Override 
 public void method1() { 
  source.method1(); 
 } 
} 

测试类:

public class AdapterTest { 
 
 public static void main(String[] args) { 
  Source source = new Source(); 
  Targetable target = new Wrapper(source); 
  target.method1(); 
  target.method2(); 
 } 
} 

输出与第一种一样,只是适配的方法不同而已。

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:有时我们写的一个接口中有多个抽象方法,当我们写该接口的实现类时,必须实现该接口的所有方法,这明显有时比较浪费,因为并不是所有的方法都是我们需要的,有时只需要某一些,此处为了解决这个问题,我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,实现了所有的方法,而我们不和原始的接口打交道,只和该抽象类取得联系,所以我们写一个类,继承该抽象类,重写我们需要的方法就行。看一下类图:
Java开发中的23种设计模式详解(推荐)
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:

public interface Sourceable { 
  
 public void method1(); 
 public void method2(); 
} 

抽象类Wrapper2:

public abstract class Wrapper2 implements Sourceable{ 
  
 public void method1(){} 
 public void method2(){} 
} 

public class SourceSub1 extends Wrapper2 { 
 public void method1(){ 
  System.out.println("the sourceable interface's first Sub1!"); 
 } 
} 

public class SourceSub2 extends Wrapper2 { 
 public void method2(){ 
  System.out.println("the sourceable interface's second Sub2!"); 
 } 
} 

public class WrapperTest { 
 
 public static void main(String[] args) { 
  Sourceable source1 = new SourceSub1(); 
  Sourceable source2 = new SourceSub2(); 
   
  source1.method1(); 
  source1.method2(); 
  source2.method1(); 
  source2.method2(); 
 } 
} 

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:
Java开发中的23种设计模式详解(推荐)
Source类是被装饰类,Decorator类是一个装饰类,可以为Source类动态的添加一些功能,代码如下:

public interface Sourceable { 
 public void method(); 
} 

public class Source implements Sourceable { 
 
 @Override 
 public void method() { 
  System.out.println("the original method!"); 
 } 
} 

public class Decorator implements Sourceable { 
 
 private Sourceable source; 
  
 public Decorator(Sourceable source){ 
  super(); 
  this.source = source; 
 } 
 @Override 
 public void method() { 
  System.out.println("before decorator!"); 
  source.method(); 
  System.out.println("after decorator!"); 
 } 
} 

测试类:

public class DecoratorTest { 
 
 public static void main(String[] args) { 
  Sourceable source = new Source(); 
  Sourceable obj = new Decorator(source); 
  obj.method(); 
 } 
} 

输出:

before decorator!
the original method!
after decorator!

装饰器模式的应用场景:

1、需要扩展一个类的功能。

2、动态的为一个对象增加功能,而且还能动态撤销。(继承不能做到这一点,继承的功能是静态的,不能动态增删。)

缺点:产生过多相似的对象,不易排错!

8、代理模式(Proxy)

其实每个模式名称就表明了该模式的作用,代理模式就是多一个代理类出来,替原对象进行一些操作,比如我们在租房子的时候回去找中介,为什么呢?因为你对该地区房屋的信息掌握的不够全面,希望找一个更熟悉的人去帮你做,此处的代理就是这个意思。再如我们有的时候打官司,我们需要请律师,因为律师在法律方面有专长,可以替我们进行操作,表达我们的想法。先来看看关系图:
Java开发中的23种设计模式详解(推荐)
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:

public interface Sourceable { 
 public void method(); 
} 

public class Source implements Sourceable { 
 
 @Override 
 public void method() { 
  System.out.println("the original method!"); 
 } 
} 

public class Proxy implements Sourceable { 
 
 private Source source; 
 public Proxy(){ 
  super(); 
  this.source = new Source(); 
 } 
 @Override 
 public void method() { 
  before(); 
  source.method(); 
  atfer(); 
 } 
 private void atfer() { 
  System.out.println("after proxy!"); 
 } 
 private void before() { 
  System.out.println("before proxy!"); 
 } 
} 

测试类:

public class ProxyTest { 
 
 public static void main(String[] args) { 
  Sourceable source = new Proxy(); 
  source.method(); 
 } 
 
} 

 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)
Java开发中的23种设计模式详解(推荐)

我们先看下实现类:

public class CPU { 
  
 public void startup(){ 
  System.out.println("cpu startup!"); 
 } 
  
 public void shutdown(){ 
  System.out.println("cpu shutdown!"); 
 } 
} 

public class Memory { 
  
 public void startup(){ 
  System.out.println("memory startup!"); 
 } 
  
 public void shutdown(){ 
  System.out.println("memory shutdown!"); 
 } 
} 

public class Disk { 
  
 public void startup(){ 
  System.out.println("disk startup!"); 
 } 
  
 public void shutdown(){ 
  System.out.println("disk shutdown!"); 
 } 
} 

public class Computer { 
 private CPU cpu; 
 private Memory memory; 
 private Disk disk; 
  
 public Computer(){ 
  cpu = new CPU(); 
  memory = new Memory(); 
  disk = new Disk(); 
 } 
  
 public void startup(){ 
  System.out.println("start the computer!"); 
  cpu.startup(); 
  memory.startup(); 
  disk.startup(); 
  System.out.println("start computer finished!"); 
 } 
  
 public void shutdown(){ 
  System.out.println("begin to close the computer!"); 
  cpu.shutdown(); 
  memory.shutdown(); 
  disk.shutdown(); 
  System.out.println("computer closed!"); 
 } 
} 

User类如下:

public class User { 
 
 public static void main(String[] args) { 
  Computer computer = new Computer(); 
  computer.startup(); 
  computer.shutdown(); 
 } 
} 

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!

如果我们没有Computer类,那么,CPU、Memory、Disk他们之间将会相互持有实例,产生关系,这样会造成严重的依赖,修改一个类,可能会带来其他类的修改,这不是我们想要看到的,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作用,这,就是外观模式!

10、桥接模式(Bridge)

桥接模式就是把事物和其具体实现分开,使他们可以各自独立的变化。桥接的用意是:将抽象化与实现化解耦,使得二者可以独立变化,像我们常用的JDBC桥DriverManager一样,JDBC进行连接数据库的时候,在各个数据库之间进行切换,基本不需要动太多的代码,甚至丝毫不用动,原因就是JDBC提供统一接口,每个数据库提供各自的实现,用一个叫做数据库驱动的程序来桥接就行了。我们来看看关系图:Java开发中的23种设计模式详解(推荐)

实现代码:

先定义接口:

public interface Sourceable { 
 public void method(); 
} 

 分别定义两个实现类:

public class SourceSub1 implements Sourceable { 
 
 @Override 
 public void method() { 
  System.out.println("this is the first sub!"); 
 } 
} 

public class SourceSub2 implements Sourceable { 
 
 @Override 
 public void method() { 
  System.out.println("this is the second sub!"); 
 } 
} 

定义一个桥,持有Sourceable的一个实例:

public abstract class Bridge { 
 private Sourceable source; 
 
 public void method(){ 
  source.method(); 
 } 
  
 public Sourceable getSource() { 
  return source; 
 } 
 
 public void setSource(Sourceable source) { 
  this.source = source; 
 } 
} 

public class MyBridge extends Bridge { 
 public void method(){ 
  getSource().method(); 
 } 
} 

测试类:

public class BridgeTest { 
  
 public static void main(String[] args) { 
   
  Bridge bridge = new MyBridge(); 
   
  /*调用第一个对象*/ 
  Sourceable source1 = new SourceSub1(); 
  bridge.setSource(source1); 
  bridge.method(); 
   
  /*调用第二个对象*/ 
  Sourceable source2 = new SourceSub2(); 
  bridge.setSource(source2); 
  bridge.method(); 
 } 
} 

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。Java开发中的23种设计模式详解(推荐)

11、组合模式(Composite)

组合模式有时又叫部分-整体模式在处理类似树形结构的问题时比较方便,看看关系图:Java开发中的23种设计模式详解(推荐)
直接来看代码:

public class TreeNode { 
  
 private String name; 
 private TreeNode parent; 
 private Vector<TreeNode> children = new Vector<TreeNode>(); 
  
 public TreeNode(String name){ 
  this.name = name; 
 } 
 
 public String getName() { 
  return name; 
 } 
 
 public void setName(String name) { 
  this.name = name; 
 } 
 
 public TreeNode getParent() { 
  return parent; 
 } 
 
 public void setParent(TreeNode parent) { 
  this.parent = parent; 
 } 
  
 //添加孩子节点 
 public void add(TreeNode node){ 
  children.add(node); 
 } 
  
 //删除孩子节点 
 public void remove(TreeNode node){ 
  children.remove(node); 
 } 
  
 //取得孩子节点 
 public Enumeration<TreeNode> getChildren(){ 
  return children.elements(); 
 } 
} 

public class Tree { 
 
 TreeNode root = null; 
 
 public Tree(String name) { 
  root = new TreeNode(name); 
 } 
 
 public static void main(String[] args) { 
  Tree tree = new Tree("A"); 
  TreeNode nodeB = new TreeNode("B"); 
  TreeNode nodeC = new TreeNode("C"); 
   
  nodeB.add(nodeC); 
  tree.root.add(nodeB); 
  System.out.println("build the tree finished!"); 
 } 
} 

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。Java开发中的23种设计模式详解(推荐)

FlyWeightFactory负责创建和管理享元单元,当一个客户端请求时,工厂需要检查当前对象池中是否有符合条件的对象,如果有,就返回已经存在的对象,如果没有,则创建一个新对象,FlyWeight是超类。一提到共享池,我们很容易联想到Java里面的JDBC连接池,想想每个连接的特点,我们不难总结出:适用于作共享的一些个对象,他们有一些共有的属性,就拿数据库连接池来说,url、driverClassName、username、password及dbname,这些属性对于每个连接来说都是一样的,所以就适合用享元模式来处理,建一个工厂类,将上述类似属性作为内部数据,其它的作为外部数据,在方法调用时,当做参数传进来,这样就节省了空间,减少了实例的数量。

看个例子:
Java开发中的23种设计模式详解(推荐)
看下数据库连接池的代码:

public class ConnectionPool { 
  
 private Vector<Connection> pool; 
  
 /*公有属性*/ 
 private String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/test"; 
 private String username = "root"; 
 private String password = "root"; 
 private String driverClassName = "com.mysql.jdbc.Driver"; 
 
 private int poolSize = 100; 
 private static ConnectionPool instance = null; 
 Connection conn = null; 
 
 /*构造方法,做一些初始化工作*/ 
 private ConnectionPool() { 
  pool = new Vector<Connection>(poolSize); 
 
  for (int i = 0; i < poolSize; i++) { 
   try { 
    Class.forName(driverClassName); 
    conn = DriverManager.getConnection(url, username, password); 
    pool.add(conn); 
   } catch (ClassNotFoundException e) { 
    e.printStackTrace(); 
   } catch (SQLException e) { 
    e.printStackTrace(); 
   } 
  } 
 } 
 
 /* 返回连接到连接池 */ 
 public synchronized void release() { 
  pool.add(conn); 
 } 
 
 /* 返回连接池中的一个数据库连接 */ 
 public synchronized Connection getConnection() { 
  if (pool.size() > 0) { 
   Connection conn = pool.get(0); 
   pool.remove(conn); 
   return conn; 
  } else { 
   return null; 
  } 
 } 
} 

 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Java开发中的23种设计模式详解(推荐)

13、策略模式(strategy)

策略模式定义了一系列算法,并将每个算法封装起来,使他们可以相互替换,且算法的变化不会影响到使用算法的客户。需要设计一个接口,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(可有可无,属于辅助类),提供辅助函数,关系图如下:Java开发中的23种设计模式详解(推荐)
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:

public interface ICalculator { 
 public int calculate(String exp); 
} 

辅助类:

public abstract class AbstractCalculator { 
  
 public int[] split(String exp,String opt){ 
  String array[] = exp.split(opt); 
  int arrayInt[] = new int[2]; 
  arrayInt[0] = Integer.parseInt(array[0]); 
  arrayInt[1] = Integer.parseInt(array[1]); 
  return arrayInt; 
 } 
} 

三个实现类:

public class Plus extends AbstractCalculator implements ICalculator { 
 
 @Override 
 public int calculate(String exp) { 
  int arrayInt[] = split(exp,"\\+"); 
  return arrayInt[0]+arrayInt[1]; 
 } 
} 
public class Minus extends AbstractCalculator implements ICalculator { 
 
 @Override 
 public int calculate(String exp) { 
  int arrayInt[] = split(exp,"-"); 
  return arrayInt[0]-arrayInt[1]; 
 } 
 
} 
public class Multiply extends AbstractCalculator implements ICalculator { 
 
 @Override 
 public int calculate(String exp) { 
  int arrayInt[] = split(exp,"\\*"); 
  return arrayInt[0]*arrayInt[1]; 
 } 
} 

简单的测试类:

public class StrategyTest { 
 
 public static void main(String[] args) { 
  String exp = "2+8"; 
  ICalculator cal = new Plus(); 
  int result = cal.calculate(exp); 
  System.out.println(result); 
 } 
}

  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:Java开发中的23种设计模式详解(推荐)

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,通过对AbstractCalculator的调用实现对子类的调用,看下面的例子:

public abstract class AbstractCalculator { 
  
 /*主方法,实现对本类其它方法的调用*/ 
 public final int calculate(String exp,String opt){ 
  int array[] = split(exp,opt); 
  return calculate(array[0],array[1]); 
 } 
  
 /*被子类重写的方法*/ 
 abstract public int calculate(int num1,int num2); 
  
 public int[] split(String exp,String opt){ 
  String array[] = exp.split(opt); 
  int arrayInt[] = new int[2]; 
  arrayInt[0] = Integer.parseInt(array[0]); 
  arrayInt[1] = Integer.parseInt(array[1]); 
  return arrayInt; 
 } 
} 

public class Plus extends AbstractCalculator { 
 
 @Override 
 public int calculate(int num1,int num2) { 
  return num1 + num2; 
 } 
} 

 测试类:

public class StrategyTest { 
 
 public static void main(String[] args) { 
  String exp = "8+8"; 
  AbstractCalculator cal = new Plus(); 
  int result = cal.calculate(exp, "\\+"); 
  System.out.println(result); 
 } 
} 

我跟踪下这个小程序的执行过程:首先将exp和"\\+"做参数,调用AbstractCalculator类里的calculate(String,String)方法,在calculate(String,String)里调用同类的split(),之后再调用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。正好验证了我们开头的思路。

15、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 记得归纳,记得本文最开始的那个图。观察者模式很好理解,类似于邮件订阅和RSS订阅,当我们浏览一些博客或wiki时,经常会看到RSS图标,就这的意思是,当你订阅了该文章,如果后续有更新,会及时通知你。其实,简单来讲就一句话:当一个对象变化时,其它依赖该对象的对象都会收到通知,并且随着变化!对象之间是一种一对多的关系。先来看看关系图:Java开发中的23种设计模式详解(推荐)

 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:

public interface Observer { 
 public void update(); 
} 

两个实现类:

public class Observer1 implements Observer { 
 
 @Override 
 public void update() { 
  System.out.println("observer1 has received!"); 
 } 
} 

public class Observer2 implements Observer { 
 
 @Override 
 public void update() { 
  System.out.println("observer2 has received!"); 
 } 
 
} 

Subject接口及实现类:

public interface Subject { 
  
 /*增加观察者*/ 
 public void add(Observer observer); 
  
 /*删除观察者*/ 
 public void del(Observer observer); 
  
 /*通知所有的观察者*/ 
 public void notifyObservers(); 
  
 /*自身的操作*/ 
 public void operation(); 
} 

public abstract class AbstractSubject implements Subject { 
 
 private Vector<Observer> vector = new Vector<Observer>(); 
 @Override 
 public void add(Observer observer) { 
  vector.add(observer); 
 } 
 
 @Override 
 public void del(Observer observer) { 
  vector.remove(observer); 
 } 
 
 @Override 
 public void notifyObservers() { 
  Enumeration<Observer> enumo = vector.elements(); 
  while(enumo.hasMoreElements()){ 
   enumo.nextElement().update(); 
  } 
 } 
} 

public class MySubject extends AbstractSubject { 
 
 @Override 
 public void operation() { 
  System.out.println("update self!"); 
  notifyObservers(); 
 } 
 
} 

测试类:

public class ObserverTest { 
 
 public static void main(String[] args) { 
  Subject sub = new MySubject(); 
  sub.add(new Observer1()); 
  sub.add(new Observer2()); 
   
  sub.operation(); 
 } 
 
} 

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:Java开发中的23种设计模式详解(推荐)

 这个思路和我们常用的一模一样,MyCollection中定义了集合的一些操作,MyIterator中定义了一系列迭代操作,且持有Collection实例,我们来看看实现代码:

两个接口:

public interface Collection { 
  
 public Iterator iterator(); 
  
 /*取得集合元素*/ 
 public Object get(int i); 
  
 /*取得集合大小*/ 
 public int size(); 
} 

public interface Iterator { 
 //前移 
 public Object previous(); 
  
 //后移 
 public Object next(); 
 public boolean hasNext(); 
  
 //取得第一个元素 
 public Object first(); 
} 

两个实现:

public class MyCollection implements Collection { 
 
 public String string[] = {"A","B","C","D","E"}; 
 @Override 
 public Iterator iterator() { 
  return new MyIterator(this); 
 } 
 
 @Override 
 public Object get(int i) { 
  return string[i]; 
 } 
 
 @Override 
 public int size() { 
  return string.length; 
 } 
} 

public class MyIterator implements Iterator { 
 
 private Collection collection; 
 private int pos = -1; 
  
 public MyIterator(Collection collection){ 
  this.collection = collection; 
 } 
  
 @Override 
 public Object previous() { 
  if(pos > 0){ 
   pos--; 
  } 
  return collection.get(pos); 
 } 
 
 @Override 
 public Object next() { 
  if(pos<collection.size()-1){ 
   pos++; 
  } 
  return collection.get(pos); 
 } 
 
 @Override 
 public boolean hasNext() { 
  if(pos<collection.size()-1){ 
   return true; 
  }else{ 
   return false; 
  } 
 } 
 
 @Override 
 public Object first() { 
  pos = 0; 
  return collection.get(pos); 
 } 
 
} 

测试类:

public class Test { 
 
 public static void main(String[] args) { 
  Collection collection = new MyCollection(); 
  Iterator it = collection.iterator(); 
   
  while(it.hasNext()){ 
   System.out.println(it.next()); 
  } 
 } 
} 

输出:A B C D E

此处我们貌似模拟了一个集合类的过程,感觉是不是很爽?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起的,只要我们把这些东西学会了,掌握好了,我们也可以写出自己的集合类,甚至框架!

17、责任链模式(Chain of Responsibility)

接下来我们将要谈谈责任链模式,有多个对象,每个对象持有对下一个对象的引用,这样就会形成一条链,请求在这条链上传递,直到某一对象决定处理该请求。但是发出者并不清楚到底最终那个对象会处理该请求,所以,责任链模式可以实现,在隐瞒客户端的情况下,对系统进行动态的调整。先看看关系图:Java开发中的23种设计模式详解(推荐)

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。

public interface Handler { 
 public void operator(); 
} 
public abstract class AbstractHandler { 
  
 private Handler handler; 
 
 public Handler getHandler() { 
  return handler; 
 } 
 
 public void setHandler(Handler handler) { 
  this.handler = handler; 
 } 
  
} 
public class MyHandler extends AbstractHandler implements Handler { 
 
 private String name; 
 
 public MyHandler(String name) { 
  this.name = name; 
 } 
 
 @Override 
 public void operator() { 
  System.out.println(name+"deal!"); 
  if(getHandler()!=null){ 
   getHandler().operator(); 
  } 
 } 
} 
public class Test { 
 
 public static void main(String[] args) { 
  MyHandler h1 = new MyHandler("h1"); 
  MyHandler h2 = new MyHandler("h2"); 
  MyHandler h3 = new MyHandler("h3"); 
 
  h1.setHandler(h2); 
  h2.setHandler(h3); 
 
  h1.operator(); 
 } 
} 

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:Java开发中的23种设计模式详解(推荐)

 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:

public interface Command { 
 public void exe(); 
} 

public class MyCommand implements Command { 
 
 private Receiver receiver; 
  
 public MyCommand(Receiver receiver) { 
  this.receiver = receiver; 
 } 
 
 @Override 
 public void exe() { 
  receiver.action(); 
 } 
} 

public class Receiver { 
 public void action(){ 
  System.out.println("command received!"); 
 } 
} 

public class Invoker { 
  
 private Command command; 
  
 public Invoker(Command command) { 
  this.command = command; 
 } 
 
 public void action(){ 
  command.exe(); 
 } 
} 

public class Test { 
 
 public static void main(String[] args) { 
  Receiver receiver = new Receiver(); 
  Command cmd = new MyCommand(receiver); 
  Invoker invoker = new Invoker(cmd); 
  invoker.action(); 
 } 
} 

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的同学应该知道,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!

其实每个设计模式都是很重要的一种思想,看上去很熟,其实是因为我们在学到的东西中都有涉及,尽管有时我们并不知道,其实在Java本身的设计之中处处都有体现,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。因为我们篇幅有限,很难讲每一个设计模式都讲的很详细,不过我会尽我所能,尽量在有限的空间和篇幅内,把意思写清楚了,更好让大家明白。本章不出意外的话,应该是设计模式最后一讲了,首先还是上一下上篇开头的那个图:Java开发中的23种设计模式详解(推荐)

 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:Java开发中的23种设计模式详解(推荐)

Original类是原始类,里面有需要保存的属性value及创建一个备忘录类,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:

public class Original { 
  
 private String value; 
  
 public String getValue() { 
  return value; 
 } 
 
 public void setValue(String value) { 
  this.value = value; 
 } 
 
 public Original(String value) { 
  this.value = value; 
 } 
 
 public Memento createMemento(){ 
  return new Memento(value); 
 } 
  
 public void restoreMemento(Memento memento){ 
  this.value = memento.getValue(); 
 } 
} 

public class Memento { 
  
 private String value; 
 
 public Memento(String value) { 
  this.value = value; 
 } 
 
 public String getValue() { 
  return value; 
 } 
 
 public void setValue(String value) { 
  this.value = value; 
 } 
} 

public class Storage { 
  
 private Memento memento; 
  
 public Storage(Memento memento) { 
  this.memento = memento; 
 } 
 
 public Memento getMemento() { 
  return memento; 
 } 
 
 public void setMemento(Memento memento) { 
  this.memento = memento; 
 } 
} 

测试类:

public class Test { 
 
 public static void main(String[] args) { 
   
  // 创建原始类 
  Original origi = new Original("egg"); 
 
  // 创建备忘录 
  Storage storage = new Storage(origi.createMemento()); 
 
  // 修改原始类的状态 
  System.out.println("初始化状态为:" + origi.getValue()); 
  origi.setValue("niu"); 
  System.out.println("修改后的状态为:" + origi.getValue()); 
 
  // 回复原始类的状态 
  origi.restoreMemento(storage.getMemento()); 
  System.out.println("恢复后的状态为:" + origi.getValue()); 
 } 
} 

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,后经过修改,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。其实我觉得这个模式叫“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来说,有几种状态,在线、隐身、忙碌等,每个状态对应不同的操作,而且你的好友也能看到你的状态,所以,状态模式就两点:1、可以通过改变状态来获得不同的行为。2、你的好友能同时看到你的变化。看图:Java开发中的23种设计模式详解(推荐)

 State类是个状态类,Context类可以实现切换,我们来看看代码: 

package com.xtfggef.dp.state; 
 
/** 
 * 状态类的核心类 
 * 2012-12-1 
 * @author erqing 
 * 
 */ 
public class State { 
  
 private String value; 
  
 public String getValue() { 
  return value; 
 } 
 
 public void setValue(String value) { 
  this.value = value; 
 } 					

最后输出正确的结果:3。

基本就这样,解释器模式用来做各种各样的解释器,如正则表达式等的解释器等等!
原文链接:http://www.cnblogs.com/maowang1991/archive/2013/04/15/3023236.html
以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持服务器之家。

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