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Java面试必知: 设计模式

程序员文章站 2022-07-08 20:20:45
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设计模式的分类

设计模式分为三大类,一共有23种

  1. 创建型—简单工厂方法,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

  2. 结构型—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

  3. 行为型—策略模式、模板方法模式、观察者模式、迭代模式、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

【参考】https://www.cnblogs.com/geek6/p/3951677.html

常用的设计模式—单例 简单工厂方法 模板方法 策略 迭代器 装饰 适配器 代理 观察者

单例设计模式—Singleton

一个对象只允许有唯一的一个对象实例
适用场景:
1. 如果类中没有属性,只有方法,可以把类做成单例的
2. 如果类的创建比较耗时,可以把类做成单例的
实现步骤
1. 构造方法私有化
2. 类内部创建唯一的对象实例
3. 提供静态工厂方法返回这个单一的对象实例

单例模式常用的三种代码结构

  1. 饿汉式单例—预先创建出对象实例,需要使用时直接返回
    静态常量版本
class Singleton{
    
    private Singleton(){}
    
    private static Singleton instance = new Singleton();  
    
    public static Singleton getInstance(){
        return instance;
    }
}       

静态代码块版本

class Singleton{
    
    private Singleton(){}
    
    private static Singleton instance = null;  
    
    static{
        instance = new Singleton();
    }
    public static Singleton getInstance(){
        return instance;
    }
}       
  【优点1】大对象预先加载好,使用时直接获取,节省时间(以空间换时间)
  【优点2】静态常量或静态代码块会在类加载时就创建对象实例,所以不存在线程安全问题
  【缺点1】无论对象是否被使用,都会创建出实例,有可能浪费内存空间
  【缺点2】无法实现懒加载(Lazy Loading)的效果
  1. 懒汉式单例—需要使用时,再创建对象并返回
class Singleton{
    
    private Singleton(){}
    
    private static Singleton instance = null;  
   
    public static Singleton getInstance(){
        if(instance==null){
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}    

 【优点】使用时才创建实例,不会造成浪费内存空间的现象,但会浪费时间(以时间换空间)
 【缺点】只能在单线程环境下使用,在多线程环境下,存在线程安全问题,无法使用
   线程安全问题是指多个线程同时对同一个对象进行写操作时,引发的数据不一致现象
  1. 使用静态内部类实现单例
class Singleton{
    
    private Singleton(){}
    
    private static class SingletonInstance{
        private static Singleton instance = new Singleton();
    }
    
    public static Singleton getInstance(){
        return SingletonInstance.instance;
    }
}       

【优点1】静态内部类会在类加载时创建实例,保证是线程安全的
【优点2】只有使用对象时,才会加载静态内部类,并完成静态属性的初始化,实现了懒加载的效果
【总结】此方式结合了饿汉式和懒汉式二者的优点,在实际开发中,推荐使用

简单工厂方法模式 – Simple Factory Method

工厂设计模式应该分三种—简单工厂方法,工厂方法,抽象工厂方法,这里介绍最简单的一种
【定义】封装了创建对象的复杂过程,调用工厂方法直接拿到实例化好的对象

  1. 实现步骤
    1. 构造方法私有化
    2. 对外提供一个获取对象实例的静态方法,专门封装创建对象的具体过程,此方法称为简单工厂方法或者静态工厂方法,方法名一般为getInstance()

单例 vs 简单工厂方法

【相同点】单例模式和简单工厂模式都需要将构造方法私有化,并对外提供返回自身实例的方法
方法名一般是getXXX() / createXXX() / buildXXX() / openXXX()

【不同点】单例永远返回唯一的对象实例,工厂方法返回不同的对象实例
一个类到底是单例还是简单工厂,需要写代码加以测试

多例类

当一个类只允许在内存中存在有限个对象实例时,可以将单例类改造为多例类

  1. 实现步骤

(1)构造方法私有化
(2)类中定义多个public static类型的全局常量,引用对象实例
(3)提供静态工厂方法返回对象实例

public enum RoleEnum {

    ADMIN(0, "管理员"),
    USER(1, "普通用户")
    ;


    private int  role;
    private String desc;

    RoleEnum(int role, String desc){
        this.role=role;
        this.desc=desc;
    }

    public int getRole() {
        return role;
    }

    public void setRole(int role) {
        this.role = role;
    }

    public String getDesc() {
        return desc;
    }

    public void setDesc(String desc) {
        this.desc = desc;
    }
}