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Java开发中的23种设计模式详解(转)

程序员文章站 2024-01-23 15:11:52
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(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!

企业级项目实战(带源码)地址

23种模式java实现源码下载地址 http://pan.baidu.com/share/link?shareid=372668&uk=4076915866#dir/path=%2f%e5%ad%a6%e4%b9%a0%e6%96%87%e4%bb%b6 

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(转)

 

 

 

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(转)

 

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:

[java] 
  1. public interface sender {  
  2.     public void send();  
  3. }  

其次,创建实现类:

[java] 
  1. public class mailsender implements sender {  
  2.     @override  
  3.     public void send() {  
  4.         system.out.println("this is mailsender!");  
  5.     }  
  6. }  
[java] 
  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:

[java] 
  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:

Java开发中的23种设计模式详解(转)

 

将上面的代码做下修改,改动下sendfactory类就行,如下:

[java] public class sendfactory {  
   public sender producemail(){  
  1.         return new mailsender();  
  2.     }  
  3.       
  4.     public sender producesms(){  
  5.         return new smssender();  
  6.     }  
  7. }  

测试类如下:

[java] 
  1. public class factorytest {  
  2.   
  3.     public static void main(string[] args) {  
  4.         sendfactory factory = new sendfactory();  
  5.         sender sender = factory.producemail();  
  6.         sender.send();  
  7.     }  
  8. }  

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。

[java] 
  1. public class sendfactory {  
  2.       
  3.     public static sender producemail(){  
  4.         return new mailsender();  
  5.     }  
  6.       
  7.     public static sender producesms(){  
  8.         return new smssender();  
  9.     }  
  10. }  
[java] 
  1. public class factorytest {  
  2.   
  3.     public static void main(string[] args) {      
  4.         sender sender = sendfactory.producemail();  
  5.         sender.send();  
  6.     }  
  7. }  

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(转)

 

请看例子:

[java] 
  1. public interface sender {  
  2.     public void send();  
  3. }  

两个实现类:

[java] 
  1. public class mailsender implements sender {  
  2.     @override  
  3.     public void send() {  
  4.         system.out.println("this is mailsender!");  
  5.     }  
  6. }  
[java] 
  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:

[java] 
  1. public class sendmailfactory implements provider {  
  2.       
  3.     @override  
  4.     public sender produce(){  
  5.         return new mailsender();  
  6.     }  
  7. }  
[java] 
  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:

[java] 
  1. public interface provider {  
  2.     public sender produce();  
  3. }  

测试类:

[java] 
  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:

[java] 
  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:

[java] 
  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:

[java] 
  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:

[java] 
  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:

[java] 
  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:

[java] 
  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

[java] 
  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:

[java] 
  1. public class builder {  
  2.       
  3.     private list<sender> list = new arraylist<sender>();  
  4.       
  5.     public void producemailsender(int count){  
  6.         for(int i=0; i<count; i++){  
  7.             list.add(new mailsender());  
  8.         }  
  9.     }  
  10.       
  11.     public void producesmssender(int count){  
  12.         for(int i=0; i<count; i++){  
  13.             list.add(new smssender());  
  14.         }  
  15.     }  
  16. }  

测试类:

[java] 
  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:

[java] 
  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:

[java] 
  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:

Java开发中的23种设计模式详解(转)

 

 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(转)

 

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:

[java] 
  1. public class source {  
  2.   
  3.     public void method1() {  
  4.         system.out.println("this is original method!");  
  5.     }  
  6. }  
[java] 
  1. public interface targetable {  
  2.   
  3.     /* 与原类中的方法相同 */  
  4.     public void method1();  
  5.   
  6.     /* 新类的方法 */  
  7.     public void method2();  
  8. }  
[java] 
  1. public class adapter extends source implements targetable {  
  2.   
  3.     @override  
  4.     public void method2() {  
  5.         system.out.println("this is the targetable method!");  
  6.     }  
  7. }  

adapter类继承source类,实现targetable接口,下面是测试类:

[java] 
  1. public class adaptertest {  
  2.   
  3.     public static void main(string[] args) {  
  4.         targetable target = new adapter();  
  5.         target.method1();  
  6.         target.method2();  
  7.     }  
  8. }  

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(转)

 

 

只需要修改adapter类的源码即可:

[java] 
  1. public class wrapper implements targetable {  
  2.   
  3.     private source source;  
  4.       
  5.     public wrapper(source source){  
  6.         super();  
  7.         this.source = source;  
  8.     }  
  9.     @override  
  10.     public void method2() {  
  11.         system.out.println("this is the targetable method!");  
  12.     }  
  13.   
  14.     @override  
  15.     public void method1() {  
  16.         source.method1();  
  17.     }  
  18. }  

测试类:

[java] 
  1. public class adaptertest {  
  2.   
  3.     public static void main(string[] args) {  
  4.         source source = new source();  
  5.         targetable target = new wrapper(source);  
  6.         target.method1();  
  7.         target.method2();  
  8.     }  
  9. }  

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(转)

 

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:

[java] 
  1. public interface sourceable {  
  2.       
  3.     public void method1();  
  4.     public void method2();  
  5. }  

抽象类wrapper2:

[java] 
  1. public abstract class wrapper2 implements sourceable{  
  2.       
  3.     public void method1(){}  
  4.     public void method2(){}  
  5. }  
[java] 
  1. public class sourcesub1 extends wrapper2 {  
  2.     public void method1(){  
  3.         system.out.println("the sourceable interface's first sub1!");  
  4.     }  
  5. }  
[java] 
  1. public class sourcesub2 extends wrapper2 {  
  2.     public void method2(){  
  3.         system.out.println("the sourceable interface's second sub2!");  
  4.     }  
  5. }  
[java] 
  1. public class wrappertest {  
  2.   
  3.     public static void 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.     }  
  12. }  

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(转)

 

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:

[java] 
  1. public interface sourceable {  
  2.     public void method();  
  3. }  
[java] 
  1. public class source implements sourceable {  
  2.   
  3.     @override  
  4.     public void method() {  
  5.         system.out.println("the original method!");  
  6.     }  
  7. }  
[java] 
  1. public class decorator implements sourceable {  
  2.   
  3.     private sourceable source;  
  4.       
  5.     public decorator(sourceable source){  
  6.         super();  
  7.         this.source = source;  
  8.     }  
  9.     @override  
  10.     public void method() {  
  11.         system.out.println("before decorator!");  
  12.         source.method();  
  13.         system.out.println("after decorator!");  
  14.     }  
  15. }  

测试类:

[java] 
  1. public class decoratortest {  
  2.   
  3.     public static void main(string[] args) {  
  4.         sourceable source = new source();  
  5.         sourceable obj = new decorator(source);  
  6.         obj.method();  
  7.     }  
  8. }  

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(转)

 

 

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:

[java] 
  1. public interface sourceable {  
  2.     public void method();  
  3. }  
[java] 
  1. public class source implements sourceable {  
  2.   
  3.     @override  
  4.     public void method() {  
  5.         system.out.println("the original method!");  
  6.     }  
  7. }  
[java] 
  1. public class proxy implements sourceable {  
  2.   
  3.     private source source;  
  4.     public proxy(){  
  5.         super();  
  6.         this.source = new source();  
  7.     }  
  8.     @override  
  9.     public void method() {  
  10.         before();  
  11.         source.method();  
  12.         atfer();  
  13.     }  
  14.     private void atfer() {  
  15.         system.out.println("after proxy!");  
  16.     }  
  17.     private void before() {  
  18.         system.out.println("before proxy!");  
  19.     }  
  20. }  

测试类:

[java] 
  1. public class proxytest {  
  2.   
  3.     public static void main(string[] args) {  
  4.         sourceable source = new proxy();  
  5.         source.method();  
  6.     }  
  7.   
  8. }  

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(转)

 

我们先看下实现类:

[java] 
  1. public class cpu {  
  2.       
  3.     public void startup(){  
  4.         system.out.println("cpu startup!");  
  5.     }  
  6.       
  7.     public void shutdown(){  
  8.         system.out.println("cpu shutdown!");  
  9.     }  
  10. }  
[java] 
  1. public class memory {  
  2.       
  3.     public void startup(){  
  4.         system.out.println("memory startup!");  
  5.     }  
  6.       
  7.     public void shutdown(){  
  8.         system.out.println("memory shutdown!");  
  9.     }  
  10. }  
[java] 
  1. public class disk {  
  2.       
  3.     public void startup(){  
  4.         system.out.println("disk startup!");  
  5.     }  
  6.       
  7.     public void shutdown(){  
  8.         system.out.println("disk shutdown!");  
  9.     }  
  10. }  
[java] 
  1. public class computer {  
  2.     private cpu cpu;  
  3.     private memory memory;  
  4.     private disk disk;  
  5.       
  6.     public computer(){  
  7.         cpu =&nb
(0)
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