23種設(shè)計模式全解析

23種設(shè)計模式全解析分類：DesignPattern2013-06-2410:5654864人閱讀評論(29)收藏舉報目錄(?)[+]一、設(shè)計模式的分類總體來說設(shè)計模式分為三大類：創(chuàng)建型模式，共五種：工廠方法模式、抽象工廠模式、單例模式、建造者模式、原型模式。結(jié)構(gòu)型模式，共七種：適配器模式、裝飾器模式、代理模式、外觀模式、橋接模式、組合模式、享元模式。行為型模式，共十一種：策略模式、模板方法模式、觀察者模式、迭代子模式、責任鏈模式、命令模式、備忘錄模式、狀態(tài)模式、訪問者模式、中介者模式、解釋器模式。其實還有兩類：并發(fā)型模式和線程池模式。用一個圖片來整體描述一下：二、設(shè)計模式的六大原則總原則：開閉原則(OpenClosePrinciple)開閉原則就是說對擴展開放，對修改關(guān)閉。在程序需要進行拓展的時候，不能去修改原有的代碼，而是要擴展原有代碼，實現(xiàn)一個熱插拔的效果。所以一句話概括就是：為了使程序的擴展性好，易于維護和升級。想要達到這樣的效果，我們需要使用接口和抽象類等，后面的具體設(shè)計中我們會提到這點。1、單一職責原則不要存在多于一個導致類變更的原因，也就是說每個類應(yīng)該實現(xiàn)單一的職責，如若不然，就應(yīng)該把類拆分。2、里氏替換原則(LiskovSubstitutionPrinciple)里氏代換原則(LiskovSubstitutionPrincipleLSP)面向?qū)ο笤O(shè)計的基本原則之一。里氏代換原則中說，任何基類可以出現(xiàn)的地方，子類一定可以出現(xiàn)。LSP是繼承復用的基石，只有當衍生類可以替換掉基類，軟件單位的功能不受到影響時，基類才能真正被復用，而衍生類也能夠在基類的基礎(chǔ)上增加新的行為。里氏代換原則是對“開-閉”原則的補充。實現(xiàn)“開-閉”原則的關(guān)鍵步驟就是抽象化。而基類與子類的繼承關(guān)系就是抽象化的具體實現(xiàn)，所以里氏代換原則是對實現(xiàn)抽象化的具體步驟的規(guī)范?！狥romBaidu百科里氏替換原則中，子類對父類的方法盡量不要重寫和重載。因為父類代表了定義好的結(jié)構(gòu)，通過這個規(guī)范的接口與外界交互，子類不應(yīng)該隨便破壞它。3、依賴倒轉(zhuǎn)原則(DependenceInversionPrinciple)這個是開閉原則的基礎(chǔ)，具體內(nèi)容：面向接口編程，依賴于抽象而不依賴于具體。寫代碼時用到具體類時，不與具體類交互，而與具體類的上層接口交互。4、接口隔離原則(InterfaceSegregationPrinciple)這個原則的意思是：每個接口中不存在子類用不到卻必須實現(xiàn)的方法，如果不然，就要將接口拆分。使用多個隔離的接口，比使用單個接口(多個接口方法集合到一個的接口)要好。5、迪米特法則(最少知道原則)(DemeterPrinciple)就是說：一個類對自己依賴的類知道的越少越好。也就是說無論被依賴的類多么復雜，都應(yīng)該將邏輯封裝在方法的內(nèi)部，通過public方法提供給外部。這樣當被依賴的類變化時，才能最小的影響該類。最少知道原則的另一個表達方式是：只與直接的朋友通信。類之間只要有耦合關(guān)系，就叫朋友關(guān)系。耦合分為依賴、關(guān)聯(lián)、聚合、組合等。我們稱出現(xiàn)為成員變量、方法參數(shù)、方法返回值中的類為直接朋友。局部變量、臨時變量則不是直接的朋友。我們要求陌生的類不要作為局部變量出現(xiàn)在類中。6、合成復用原貝9(CompositeReusePrinciple)原則是盡量首先使用合成/聚合的方式，而不是使用繼承三、Java的23中設(shè)計模式A、創(chuàng)建模式從這一塊開始，我們詳細介紹Java中23種設(shè)計模式的概念，應(yīng)用場景等情況，并結(jié)合他們的特點及設(shè)計模式的原則進行分析。首先，簡單工廠模式不屬于23中涉及模式，簡單工廠一般分為：普通簡單工廠、多方法簡單工廠、靜態(tài)方法簡單工廠。0、簡單工廠模式簡單工廠模式模式分為三種：01、普通就是建立一個工廠類，對實現(xiàn)了同一接口的一些類進行實例的創(chuàng)建。首先看下關(guān)系圖舉例如下：(我們舉一個發(fā)送郵件和短信的例子)首先，創(chuàng)建二者的共同接口：[java]viewplaincopypublicinterfaceSender{publicvoidSend();}其次，創(chuàng)建實現(xiàn)類：[java]viewplaincopypublicclassMailSenderimplementsSender{@OverridepublicvoidSend(){System.out.println("thisismailsender!");}}[java]viewplaincopypublicclassSmsSenderimplementsSender{@OverridepublicvoidSend(){System.out.println("thisissmssender!");}}最后，建工廠類：[java]viewplaincopypublicclassSendFactory{publicSenderproduce(Stringtype){if("mail".equals(type)){returnnewMailSender();}elseif("sms".equals(type)){returnnewSmsSender();}else{System.out.printlnC請輸入正確的類型!")；returnnull;}}}我們來測試下：publicclassFactoryTest{publicstaticvoidmain(String[]args){SendFactoryfactory=newSendFactory()；Sendersender=duce("sms")；sender.Send()；}}輸出：thisissmssender!02、多個方法是對普通工廠方法模式的改進，在普通工廠方法模式中，如果傳遞的字符串出錯，則不能正確創(chuàng)建對象，而多個工廠方法模式是提供多個工廠方法，分別創(chuàng)建對象。關(guān)系圖：將上面的代碼做下修改，改動下SendFactory類就行，如下：[java]viewplaincopypublicclassSendFactory{publicSenderproduceMail(){returnnewMailSender()；}publicSenderproduceSms(){returnnewSmsSender()；}}測試類如下：[java]viewplaincopypublicclassFactoryTest{publicstaticvoidmain(String[]args){SendFactoryfactory=newSendFactory()；Sendersender=duceMail()；sender.Send()；輸出：thisismailsender!03、多個靜態(tài)方法將上面的多個工廠方法模式里的方法置為靜態(tài)的，不需要創(chuàng)建實例，直接調(diào)用即可。[java]viewplaincopypublicclassSendFactory{publicstaticSenderproduceMail(){returnnewMailSender();}publicstaticSenderproduceSms(){returnnewSmsSender();}}[java]viewplaincopypublicclassFactoryTest{publicstaticvoidmain(String[]args){Sendersender=SendFduceMail();sender.Send();}}輸出：thisismailsender!總體來說，工廠模式適合：凡是出現(xiàn)了大量的產(chǎn)品需要創(chuàng)建，并且具有共同的接口時，可以通過工廠方法模式進行創(chuàng)建。在以上的三種模式中，第一種如果傳入的字符串有誤，不能正確創(chuàng)建對象，第三種相對于第二種，不需要實例化工廠類，所以，大多數(shù)情況下，我們會選用第三種——靜態(tài)工廠方法模式。1、工廠方法模式(FactoryMethod)簡單工廠模式有一個問題就是，類的創(chuàng)建依賴工廠類，也就是說，如果想要拓展程序，必須對工廠類進行修改，這違背了閉包原則，所以，從設(shè)計角度考慮，有一定的問題，如何解決？就用到工廠方法模式，創(chuàng)建一個工廠接口和創(chuàng)建多個工廠實現(xiàn)類，這樣一旦需要增加新的功能，直接增加新的工廠類就可以了，不需要修改之前的代碼。請看例子：[java]viewplaincopypublicinterfaceSender{publicvoidSend();}兩個實現(xiàn)類：[java]viewplaincopypublicclassMailSenderimplementsSender{@OverridepublicvoidSend(){System.out.println("thisismailsender!");}}[java]viewplaincopypublicclassSmsSenderimplementsSender{@OverridepublicvoidSend(){System.out.println("thisissmssender!");}}兩個工廠類：[java]viewplaincopypublicclassSendMailFactoryimplementsProvider{@OverridepublicSenderproduce(){returnnewMailSender();}}[java]viewplaincopypublicclassSendSmsFactoryimplementsProvider{@OverridepublicSenderproduce(){returnnewSmsSender();}}在提供一個接口：[java]viewplaincopypublicinterfaceProvider{publicSenderproduce();}測試類：[java]viewplaincopypublicclassTest{publicstaticvoidmain(String[]args){Providerprovider=newSendMailFactory();Sendersender=duce();sender.Send();}}其實這個模式的好處就是，如果你現(xiàn)在想增加一個功能：發(fā)及時信息，則只需做一個實現(xiàn)類，實現(xiàn)Sender接口，同時做一個工廠類，實現(xiàn)Provider接口，就OK了，無需去改動現(xiàn)成的代碼。這樣做，拓展性較好！2、抽象工廠模式工廠方法模式和抽象工廠模式不好分清楚，他們的區(qū)別如下：工廠方法模式：一個抽象產(chǎn)品類，可以派生出多個具體產(chǎn)品類。一個抽象工廠類，可以派生出多個具體工廠類。每個具體工廠類只能創(chuàng)建一個具體產(chǎn)品類的實例。抽象工廠模式：多個抽象產(chǎn)品類，每個抽象產(chǎn)品類可以派生出多個具體產(chǎn)品類。一個抽象工廠類，可以派生出多個具體工廠類。每個具體工廠類可以創(chuàng)建多個具體產(chǎn)品類的實例，也就是創(chuàng)建的是一個產(chǎn)品線下的多個產(chǎn)品。區(qū)別：工廠方法模式只有一個抽象產(chǎn)品類，而抽象工廠模式有多個。工廠方法模式的具體工廠類只能創(chuàng)建一個具體產(chǎn)品類的實例，而抽象工廠模式可以創(chuàng)建多個工廠方法創(chuàng)建"一種"產(chǎn)品，他的著重點在于"怎么創(chuàng)建"，也就是說如果你開發(fā)，你的大量代碼很可能圍繞著這種產(chǎn)品的構(gòu)造，初始化這些細節(jié)上面。也因為如此，類似的產(chǎn)品之間有很多可以復用的特征，所以會和模版方法相隨。抽象工廠需要創(chuàng)建一些列產(chǎn)品，著重點在于"創(chuàng)建哪些"產(chǎn)品上，也就是說，如果你開發(fā)，你的主要任務(wù)是劃分不同差異的產(chǎn)品線，并且盡量保持每條產(chǎn)品線接口一致，從而可以從同一個抽象工廠繼承。對于java來說，你能見到的大部分抽象工廠模式都是這樣的：---它的里面是一堆工廠方法，每個工廠方法返回某種類型的對象。比如說工廠可以生產(chǎn)鼠標和鍵盤。那么抽象工廠的實現(xiàn)類（它的某個具體子類）的對象都可以生產(chǎn)鼠標和鍵盤，但可能工廠A生產(chǎn)的是羅技的鍵盤和鼠標，工廠B是微軟的。這樣A和B就是工廠，對應(yīng)于抽象工廠；每個工廠生產(chǎn)的鼠標和鍵盤就是產(chǎn)品，對應(yīng)于工廠方法；用了工廠方法模式，你替換生成鍵盤的工廠方法，就可以把鍵盤從羅技換到微軟。但是用了抽象工廠模式，你只要換家工廠，就可以同時替換鼠標和鍵盤一套。如果你要的產(chǎn)品有幾十個，當然用抽象工廠模式一次替換全部最方便（這個工廠會替你用相應(yīng)的工廠方法）所以說抽象工廠就像工廠，而工廠方法則像是工廠的一種產(chǎn)品生產(chǎn)線3、單例模式（Singleton）單例對象⑸ngleton）是一種常用的設(shè)計模式。在Java應(yīng)用中，單例對象能保證在一個JVM中，該對象只有一個實例存在。這樣的模式有幾個好處：1、 某些類創(chuàng)建比較頻繁，對于一些大型的對象，這是一筆很大的系統(tǒng)開銷。2、 省去了new操作符，降低了系統(tǒng)內(nèi)存的使用頻率，減輕GC壓力。3、 有些類如交易所的核心交易引擎，控制著交易流程，如果該類可以創(chuàng)建多個的話，系統(tǒng)完全亂了。（比如一個軍隊出現(xiàn)了多個司令員同時指揮，肯定會亂成一團），所以只有使用單例模式，才能保證核心交易服務(wù)器獨立控制整個流程。首先我們寫一個簡單的單例類[java]viewplaincopypublicclassSingleton{/*持有私有靜態(tài)實例，防止被引用，此處賦值為null,目的是實現(xiàn)延遲加載*/privatestaticSingletoninstance=null;/*私有構(gòu)造方法，防止被實例化*/privateSingleton(){}/*靜態(tài)工程方法，創(chuàng)建實例*/publicstaticSingletongetInstance(){if(instance==null){instance=newSingleton();}returninstance;}/*如果該對象被用于序列化，可以保證對象在序列化前后保持一致*/publicObjectreadResolve(){returninstance;}}這個類可以滿足基本要求，但是，像這樣毫無線程安全保護的類，如果我們把它放入多線程的環(huán)境下，肯定就會出現(xiàn)問題了，如何解決？我們首先會想到對getInstance方法加synchronized關(guān)鍵字，如下：[java]viewplaincopypublicstaticsynchronizedSingletongetInstance(){if(instance==null){instance=newSingleton();}returninstance;}但是，synchronized關(guān)鍵字鎖住的是這個對象，這樣的用法，在性能上會有所下降，因為每次調(diào)用getlnstance(),都要對對象上鎖，事實上，只有在第一次創(chuàng)建對象的時候需要加鎖，之后就不需要了，所以，這個地方需要改進。我們改成下面這個：[java]viewplaincopypublicstaticSingletongetlnstance(){if(instance==null){synchronized(instance){if(instance==null){instance=newSingleton();}}}returninstance;}似乎解決了之前提到的問題，將synchronized關(guān)鍵字加在了內(nèi)部，也就是說當調(diào)用的時候是不需要加鎖的，只有在instance為null,并創(chuàng)建對象的時候才需要加鎖，性能有一定的提升。但是，這樣的情況，還是有可能有問題的，看下面的情況：在Java指令中創(chuàng)建對象和賦值操作是分開進行的，也就是說instance=newSingleton();語句是分兩步執(zhí)行的。但是JVM并不保證這兩個操作的先后順序，也就是說有可能JVM會為新的Singleton實例分配空間，然后直接賦值給instance成員，然后再去初始化這個Singleton實例。這樣就可能出錯了，我們以A、B兩個線程為例：a>A、B線程同時進入了第一個if判斷b>A首先進入synchronized塊，由于instance為null，所以它執(zhí)行instance=newSingleton();c>由于JVM內(nèi)部的優(yōu)化機制，JVM先畫出了一些分配給Singleton實例的空白內(nèi)存，并賦值給instance成員(注意此時JVM沒有開始初始化這個實例)，然后A離開了synchronized塊。d>B進入synchronized塊，由于instance此時不是null，因此它馬上離開了synchronized塊并將結(jié)果返回給調(diào)用該方法的程序。e>此時B線程打算使用Singleton實例，卻發(fā)現(xiàn)它沒有被初始化，于是錯誤發(fā)生了。所以程序還是有可能發(fā)生錯誤，其實程序在運行過程是很復雜的，從這點我們就可以看出尤其是在寫多線程環(huán)境下的程序更有難度，有挑戰(zhàn)性。我們對該程序做進一步優(yōu)化：[java]viewplaincopyprivatestaticclassSingletonFactory{privatestaticSingletoninstance=newSingleton();}publicstaticSingletongetInstance(){returnSingletonFactory.instance;}實際情況是，單例模式使用內(nèi)部類來維護單例的實現(xiàn)，JVM內(nèi)部的機制能夠保證當一個類被加載的時候，這個類的加載過程是線程互斥的。這樣當我們第一次調(diào)用getInstance的時候，JVM能夠幫我們保證instance只被創(chuàng)建一次，并且會保證把賦值給instance的內(nèi)存初始化完畢，這樣我們就不用擔心上面的問題。同時該方法也只會在第一次調(diào)用的時候使用互斥機制，這樣就解決了低性能問題。這樣我們暫時總結(jié)一個完美的單例模式：[java]viewplaincopypublicclassSingleton{/*私有構(gòu)造方法，防止被實例化*/privateSingleton(){}/*此處使用一個內(nèi)部類來維護單例*/privatestaticclassSingletonFactory{privatestaticSingletoninstance=newSingleton();}/*獲取實例*/publicstaticSingletongetInstance(){returnSingletonFactory.instance;}/*如果該對象被用于序列化，可以保證對象在序列化前后保持一致*/publicObjectreadResolve(){returngetInstance();}}其實說它完美，也不一定，如果在構(gòu)造函數(shù)中拋出異常，實例將永遠得不到創(chuàng)建，也會出錯。所以說，十分完美的東西是沒有的，我們只能根據(jù)實際情況，選擇最適合自己應(yīng)用場景的實現(xiàn)方法。也有人這樣實現(xiàn)：因為我們只需要在創(chuàng)建類的時候進行同步，所以只要將創(chuàng)建和getlnstance()分開，單獨為創(chuàng)建加synchronized關(guān)鍵字，也是可以的：[java]viewplaincopypublicclassSingletonTest{privatestaticSingletonTestinstance=null;privateSingletonTest(){}privatestaticsynchronizedvoidsynclnit(){if(instance==null){instance=newSingletonTest();}publicstaticSingletonTestgetInstance(){if(instance==null){syncInit();}returninstance;}}考慮性能的話，整個程序只需創(chuàng)建一次實例，所以性能也不會有什么影響補充：采用"影子實例"的辦法為單例對象的屬性同步更新[java]viewplaincopypublicclassSingletonTest{privatestaticSingletonTestinstance=null;privateVectorproperties=null;publicVectorgetProperties(){returnproperties;}privateSingletonTest(){}privatestaticsynchronizedvoidsyncInit(){if(instance==null){instance=newSingletonTest();}}publicstaticSingletonTestgetInstance(){if(instance==null){syncInit();}returninstance;}publicvoidupdateProperties(){SingletonTestshadow=newSingletonTest();properties=shadow.getProperties();}通過單例模式的學習告訴我們：1、單例模式理解起來簡單，但是具體實現(xiàn)起來還是有一定的難度。2、synchronized關(guān)鍵字鎖定的是對象，在用的時候，一定要在恰當?shù)牡胤绞褂?注意需要使用鎖的對象和過程，可能有的時候并不是整個對象及整個過程都需要鎖)。到這兒，單例模式基本已經(jīng)講完了，結(jié)尾處，筆者突然想到另一個問題，就是采用類的靜態(tài)方法，實現(xiàn)單例模式的效果，也是可行的，此處二者有什么不同？首先，靜態(tài)類不能實現(xiàn)接口。(從類的角度說是可以的，但是那樣就破壞了靜態(tài)了。因為接口中不允許有static修飾的方法，所以即使實現(xiàn)了也是非靜態(tài)的)其次，單例可以被延遲初始化，靜態(tài)類一般在第一次加載是初始化。之所以延遲加載，是因為有些類比較龐大，所以延遲加載有助于提升性能。再次，單例類可以被繼承，他的方法可以被覆寫。但是靜態(tài)類內(nèi)部方法都是static，無法被覆寫。最后一點，單例類比較靈活，畢竟從實現(xiàn)上只是一個普通的Java類，只要滿足單例的基本需求，你可以在里面隨心所欲的實現(xiàn)一些其它功能，但是靜態(tài)類不行。從上面這些概括中，基本可以看出二者的區(qū)別，但是，從另一方面講，我們上面最后實現(xiàn)的那個單例模式，內(nèi)部就是用一個靜態(tài)類來實現(xiàn)的，所以，二者有很大的關(guān)聯(lián)，只是我們考慮問題的層面不同罷了。兩種思想的結(jié)合，才能造就出完美的解決方案，就像HashMap采用數(shù)組+鏈表來實現(xiàn)一樣，其實生活中很多事情都是這樣，單用不同的方法來處理問題，總是有優(yōu)點也有缺點，最完美的方法是，結(jié)合各個方法的優(yōu)點，才能最好的解決問題！4、建造者模式(Builder)5、原型模式(Prototype)原型模式雖然是創(chuàng)建型的模式，但是與工程模式?jīng)]有關(guān)系，從名字即可看出，該模式的思想就是將一個對象作為原型，對其進行復制、克隆，產(chǎn)生一個和原對象類似的新對象。本小結(jié)會通過對象的復制，進行講解。在Java中，復制對象是通過clone()實現(xiàn)的，先創(chuàng)建一個原型類：[java]viewplaincopypublicclassPrototypeimplementsCloneable{publicObjectclone()throwsCloneNotSupportedException{Prototypeproto=(Prototype)super.clone();returnproto;很簡單，一個原型類，只需要實現(xiàn)Cloneable接口，覆寫clone方法，此處clone方法可以改成任意的名稱，因為Cloneable接口是個空接口，你可以任意定義實現(xiàn)類的方法名，如cloneA或者cloneB,因為此處的重點是super.clone(這句話，super.clone(調(diào)用的是Object的clone()方法，而在Object類中，clone()是native的，具體怎么實現(xiàn)，我會在另一篇文章中，關(guān)于解讀Java中本地方法的調(diào)用，此處不再深究。在這兒，我將結(jié)合對象的淺復制和深復制來說一下，首先需要了解對象深、淺復制的概念：淺復制：將一個對象復制后，基本數(shù)據(jù)類型的變量都會重新創(chuàng)建，而引用類型，指向的還是原對象所指向的。深復制：將一個對象復制后，不論是基本數(shù)據(jù)類型還有引用類型，都是重新創(chuàng)建的。簡單來說，就是深復制進行了完全徹底的復制，而淺復制不徹底。此處，寫一個深淺復制的例子：[java]viewplaincopypublicclassPrototypeimplementsCloneable,Serializable{privatestaticfinallongserialVersionUID=1L;privateStringstring;privateSerializableObjectobj;/*淺復制*/publicObjectclone()throwsCloneNotSupportedException{Prototypeproto=(Prototype)super.clone();returnproto;}/*深復制*/publicObjectdeepClone()throwsIOException,ClassNotFoundException{/*寫入當前對象的二進制流*/ByteArrayOutputStreambos=newByteArrayOutputStream();ObjectOutputStreamoos=newObjectOutputStream(bos);oos.writeObject(this);/*讀出二進制流產(chǎn)生的新對象*/ByteArrayInputStreambis=newByteArrayInputStream(bos.toByteArray());ObjectInputStreamois=newObjectInputStream(bis);returnois.readObject();publicStringgetString(){returnstring;}publicvoidsetString(Stringstring){this.string=string;}publicSerializableObjectgetObj(){returnobj;}publicvoidsetObj(SerializableObjectobj){this.obj=obj;}}classSerializableObjectimplementsSerializable{privatestaticfinallongserialVersionUID=1L;}要實現(xiàn)深復制，需要采用流的形式讀入當前對象的二進制輸入，再寫出二進制數(shù)據(jù)對應(yīng)的對象。B、結(jié)構(gòu)模式（7種）我們接著討論設(shè)計模式，上篇文章我講完了5種創(chuàng)建型模式，這章開始，我將講下7種結(jié)構(gòu)型模式：適配器模式、裝飾模式、代理模式、外觀模式、橋接模式、組合模式、享元模式其中對象的適配器模式是各種模式的起源，我們看下面的圖：6、適配器模式適配器模式將某個類的接口轉(zhuǎn)換成客戶端期望的另一個接口表示，目的是消除由于接口不匹配所造成的類的兼容性問題。主要分為三類：類的適配器模式、對象的適配器模式、接口的適配器模式。01、類的適配器模式核心思想就是：有一個Source類，擁有一個方法，待適配，目標接口是Targetable,通過Adapter類，將Source的功能擴展到Targetable里，看代碼：[java]viewplaincopypublicclassSource{publicvoidmethod1(){System.out.println("thisisoriginalmethod!");}}[java]viewplaincopypublicinterfaceTargetable{/*與原類中的方法相同*/publicvoidmethod1();/*新類的方法*/publicvoidmethod2();}[java]viewplaincopypublicclassAdapterextendsSourceimplementsTargetable{@Overridepublicvoidmethod2(){System.out.println("thisisthetargetablemethod!");}}Adapter類繼承Source類，實現(xiàn)Targetable接口，下面是測試類：[java]viewplaincopypublicclassAdapterTest{publicstaticvoidmain(String[]args){Targetabletarget=newAdapter();target.method1();target.method2();}輸出：thisisoriginalmethod!thisisthetargetablemethod!這樣Targetable接口的實現(xiàn)類就具有了Source類的功能。02、對象的適配器模式基本思路和類的適配器模式相同，只是將Adapter類作修改，這次不繼承Source類，而是持有Source類的實例，以達到解決兼容性的問題?？磮D：只需要修改Adapter類的源碼即可：[java]viewplaincopypublicclassWrapperimplementsTargetable{privateSourcesource;publicWrapper(Sourcesource){super();this.source=source;}@Overridepublicvoidmethod2(){System.out.println("thisisthetargetablemethod!");}@Overridepublicvoidmethod1(){source.method1();}}測試類：[java]viewplaincopypublicclassAdapterTest{publicstaticvoidmain(String[]args){Sourcesource=newSource();Targetabletarget=newWrapper(source);target.method1();target.method2();}}輸出與第一種一樣，只是適配的方法不同而已03、接口的適配器模式第三種適配器模式是接口的適配器模式，接口的適配器是這樣的：有時我們寫的一個接口中有多個抽象方法，當我們寫該接口的實現(xiàn)類時，必須實現(xiàn)該接口的所有方法，這明顯有時比較浪費，因為并不是所有的方法都是我們需要的，有時只需要某一些，此處為了解決這個問題，我們引入了接口的適配器模式，借助于一個抽象類，該抽象類實現(xiàn)了該接口，實現(xiàn)了所有的方法，而我們不和原始的接口打交道，只和該抽象類取得聯(lián)系，所以我們寫一個類，繼承該抽象類，重寫我們需要的方法就行?？匆幌骂悎D：這個很好理解，在實際開發(fā)中，我們也常會遇到這種接口中定義了太多的方法，以致于有時我們在一些實現(xiàn)類中并不是都需要?？创a：[java]viewplaincopypublicinterfaceSourceable{publicvoidmethod1();publicvoidmethod2();}抽象類Wrapper2：[java]viewplaincopypublicabstractclassWrapper2implementsSourceable{publicvoidmethod1(){}publicvoidmethod2(){}}[java]viewplaincopypublicclassSourceSub1extendsWrapper2{publicvoidmethod1(){System.out.println("thesourceableinterface'sfirstSub1!");}[java]viewplaincopypublicclassSourceSub2extendsWrapper2{publicvoidmethod2(){System.out.println("thesourceableinterface'ssecondSub2!");}}[java]viewplaincopypublicclassWrapperTest{publicstaticvoidmain(String[]args){Sourceablesource1=newSourceSub1();Sourceablesource2=newSourceSub2();source1.method1();source1.method2();source2.method1();source2.method2();}}測試輸出：thesourceableinterface'sfirstSub1!thesourceableinterface'ssecondSub2!達到了我們的效果！講了這么多，總結(jié)一下三種適配器模式的應(yīng)用場景：類的適配器模式：當希望將一個類轉(zhuǎn)換成滿足另一個新接口的類時，可以使用類的適配器模式，創(chuàng)建一個新類，繼承原有的類，實現(xiàn)新的接口即可。對象的適配器模式：當希望將一個對象轉(zhuǎn)換成滿足另一個新接口的對象時，可以創(chuàng)建一個Wrapper類，持有原類的一個實例，在Wrapper類的方法中，調(diào)用實例的方法就行。接口的適配器模式：當不希望實現(xiàn)一個接口中所有的方法時,可以創(chuàng)建一個抽象類Wrapper,實現(xiàn)所有方法，我們寫別的類的時候，繼承抽象類即可。7、裝飾模式(Decorator)顧名思義，裝飾模式就是給一個對象增加一些新的功能，而且是動態(tài)的，要求裝飾對象和被裝飾對象實現(xiàn)同一個接口，裝飾對象持有被裝飾對象的實例，關(guān)系圖如下：Source類是被裝飾類，Decorator類是一個裝飾類，可以為Source類動態(tài)的添加一些功能,代碼如下：[java]viewplaincopypublicinterfaceSourceable{publicvoidmethod();}[java]viewplaincopypublicclassSourceimplementsSourceable{@Overridepublicvoidmethod(){System.out.println("theoriginalmethod!");}}[java]viewplaincopypublicclassDecoratorimplementsSourceable{privateSourceablesource;publicDecorator(Sourceablesource){super();this.source=source;}@Overridepublicvoidmethod(){System.out.println("beforedecorator!");source.method();System.out.println("afterdecorator!");}}測試類：[java]viewplaincopypublicclassDecoratorTest{publicstaticvoidmain(String[]args){Sourceablesource=newSource();Sourceableobj=newDecorator(source);obj.method();}}輸出：beforedecorator!theoriginalmethod!afterdecorator!裝飾器模式的應(yīng)用場景：1、需要擴展一個類的功能。2、動態(tài)的為一個對象增加功能，而且還能動態(tài)撤銷。(繼承不能做到這一點，繼承的功能是靜態(tài)的，不能動態(tài)增刪。)缺點：產(chǎn)生過多相似的對象，不易排錯！8、代理模式(Proxy)其實每個模式名稱就表明了該模式的作用，代理模式就是多一個代理類出來，替原對象進行一些操作，比如我們在租房子的時候回去找中介，為什么呢？因為你對該地區(qū)房屋的信息掌握的不夠全面，希望找一個更熟悉的人去幫你做，此處的代理就是這個意思。再如我們有的時候打官司，我們需要請律師，因為律師在法律方面有專長，可以替我們進行操作，表達我們的想法。先來看看關(guān)系圖：根據(jù)上文的闡述，代理模式就比較容易的理解了，我們看下代碼[java]viewplaincopypublicinterfaceSourceable{publicvoidmethod();}[java]viewplaincopypublicclassSourceimplementsSourceable{@Overridepublicvoidmethod(){System.out.println("theoriginalmethod!");}}[java]viewplaincopypublicclassProxyimplementsSourceable{privateSourcesource;publicProxy(){super();this.source=newSource();}@Overridepublicvoidmethod(){before();source.method();atfer();}privatevoidatfer(){System.out.println("afterproxy!");}privatevoidbefore(){System.out.println("beforeproxy!");}}測試類：[java]viewplaincopypublicclassProxyTest{publicstaticvoidmain(String[]args){Sourceablesource=newProxy();source.method();}}輸出：beforeproxy!theoriginalmethod!afterproxy!代理模式的應(yīng)用場景：如果已有的方法在使用的時候需要對原有的方法進行改進，此時有兩種辦法：1、修改原有的方法來適應(yīng)。這樣違反了“對擴展開放，對修改關(guān)閉”的原則。2、就是采用一個代理類調(diào)用原有的方法，且對產(chǎn)生的結(jié)果進行控制。這種方法就是代理模式。使用代理模式，可以將功能劃分的更加清晰，有助于后期維護！9、外觀模式(Facade)外觀模式是為了解決類與類之家的依賴關(guān)系的，像spring一樣，可以將類和類之間的關(guān)系配置到配置文件中，而外觀模式就是將他們的關(guān)系放在一個Facade類中，降低了類類之間的耦合度，該模式中沒有涉及到接口，看下類圖：(我們以一個計算機的啟動過程為例)我們先看下實現(xiàn)類：[java]viewplaincopypublicclassCPU{publicvoidstartup(){System.out.println("cpustartup!");}publicvoidshutdown(){System.out.println("cpushutdown!");}}[java]viewplaincopypublicclassMemory{publicvoidstartup(){System.out.println("memorystartup!");publicvoidshutdown(){System.out.println("memoryshutdown!");}}[java]viewplaincopypublicclassDisk{publicvoidstartup(){System.out.println("diskstartup!");}publicvoidshutdown(){System.out.println("diskshutdown!");}}[java]viewplaincopypublicclassComputer{privateCPUcpu;privateMemorymemory;privateDiskdisk;publicComputer(){cpu=newCPU();memory=newMemory();disk=newDisk();}publicvoidstartup(){System.out.println("startthecomputer!");cpu.startup();memory.startup();disk.startup();System.out.println("startcomputerfinished!");}publicvoidshutdown(){System.out.println("begintoclosethecomputer!");cpu.shutdown();memory.shutdown();disk.shutdown();System.out.println("computerclosed!");}}User類如下：[java]viewplaincopypublicclassUser{publicstaticvoidmain(String[]args){Computercomputer=newComputer();computer.startup();computer.shutdown();}}輸出：startthecomputer!cpustartup!memorystartup!diskstartup!startcomputerfinished!begintoclosethecomputer!cpushutdown!memoryshutdown!diskshutdown!computerclosed!如果我們沒有Computer類，那么，CPU、Memory、Disk他們之間將會相互持有實例，產(chǎn)生關(guān)系，這樣會造成嚴重的依賴，修改一個類，可能會帶來其他類的修改，這不是我們想要看到的，有了Computer類，他們之間的關(guān)系被放在了Computer類里，這樣就起到了解耦的作用，這，就是外觀模式！10、橋接模式(Bridge)橋接模式就是把事物和其具體實現(xiàn)分開，使他們可以各自獨立的變化。橋接的用意是：將抽象化與實現(xiàn)化解耦，使得二者可以獨立變化,像我們常用的JDBC橋DriverManager一樣,JDBC進行連接數(shù)據(jù)庫的時候，在各個數(shù)據(jù)庫之間進行切換，基本不需要動太多的代碼，甚至絲毫不用動，原因就是JDBC提供統(tǒng)一接口，每個數(shù)據(jù)庫提供各自的實現(xiàn)，用一個叫做數(shù)據(jù)庫驅(qū)動的程序來橋接就行了。我們來看看關(guān)系圖：實現(xiàn)代碼：先定義接口：[java]viewplaincopypublicinterfaceSourceable{publicvoidmethod();}分別定義兩個實現(xiàn)類：[java]viewplaincopypublicclassSourceSub1implementsSourceable{@Overridepublicvoidmethod(){System.out.println("thisisthefirstsub!");}}[java]viewplaincopypublicclassSourceSub2implementsSourceable{@Overridepublicvoidmethod(){System.out.println("thisisthesecondsub!");}}定義一個橋，持有Sourceable的一個實例：[java]viewplaincopypublicabstractclassBridge{privateSourceablesource;publicvoidmethod(){source.method();}publicSourceablegetSource(){returnsource;}publicvoidsetSource(Sourceablesource){this.source=source;}}[java]viewplaincopypublicclassMyBridgeextendsBridge{publicvoidmethod(){getSource().method();}}測試類：[java]viewplaincopypublicclassBridgeTest{publicstaticvoidmain(String[]args){Bridgebridge=newMyBridge();/*調(diào)用第一個對象*/Sourceablesource1=newSourceSub1();bridge.setSource(source1);bridge.method();/*調(diào)用第二個對象*/Sourceablesource2=newSourceSub2();bridge.setSource(source2);bridge.method();}}output：thisisthefirstsub!thisisthesecondsub!這樣，就通過對Bridge類的調(diào)用，實現(xiàn)了對接口Sourceable的實現(xiàn)類SourceSubl和SourceSub2的調(diào)用。接下來我再畫個圖，大家就應(yīng)該明白了，因為這個圖是我們JDBC連接的原理，有數(shù)據(jù)庫學習基礎(chǔ)的，一結(jié)合就都懂了。11、組合模式(Composite)組合模式有時又叫部分-整體模式在處理類似樹形結(jié)構(gòu)的問題時比較方便，看看關(guān)系圖直接來看代碼：[java]viewplaincopypublicclassTreeNode{privateStringname;privateTreeNodeparent;privateVector<TreeNode>children=newVector<TreeNode>();publicTreeNode(Stringname){=name;}publicStringgetName(){returnname;}publicvoidsetName(Stringname){=name;}publicTreeNodegetParent(){returnparent;}publicvoidsetParent(TreeNodeparent){this.parent=parent;}//添加孩子節(jié)點publicvoidadd(TreeNodenode){children.add(node);}//刪除孩子節(jié)點publicvoidremove(TreeNodenode){children.remove(node);}//取得孩子節(jié)點publicEnumeration<TreeNode>getChildren(){returnchildren.elements();}}[java]viewplaincopypublicclassTree{TreeNoderoot=null;publicTree(Stringname){root=newTreeNode(name);}publicstaticvoidmain(String[]args){Treetree=newTree("A");TreeNodenodeB=newTreeNode("B");TreeNodenodeC=newTreeNode("C");nodeB.add(nodeC);tree.root.add(nodeB);System.out.println("buildthetreefinished!");}}使用場景：將多個對象組合在一起進行操作，常用于表示樹形結(jié)構(gòu)中，例如二叉樹，數(shù)等12、享元模式(Flyweight)享元模式的主要目的是實現(xiàn)對象的共享，即共享池，當系統(tǒng)中對象多的時候可以減少內(nèi)存的開銷，通常與工廠模式一起使用。FlyWeightFactory負責創(chuàng)建和管理享元單元，當一個客戶端請求時，工廠需要檢查當前對象池中是否有符合條件的對象，如果有，就返回已經(jīng)存在的對象，如果沒有，則創(chuàng)建一個新對象，F(xiàn)lyWeight是超類。一提到共享池，我們很容易聯(lián)想到Java里面的JDBC連接池，想想每個連接的特點，我們不難總結(jié)出：適用于作共享的一些個對象，他們有一些共有的屬性，就拿數(shù)據(jù)庫連接池來說，url、driverClassName、username、password及dbname,這些屬性對于每個連接來說都是一樣的，所以就適合用享元模式來處理，建一個工廠類，將上述類似屬性作為內(nèi)部數(shù)據(jù)，其它的作為外部數(shù)據(jù)，在方法調(diào)用時，當做參數(shù)傳進來，這樣就節(jié)省了空間，減少了實例的數(shù)量。看個例子：看下數(shù)據(jù)庫連接池的代碼：[java]viewplaincopypublicclassConnectionPool{privateVector<Connection>pool;/*公有屬性*/privateStringurl="jdbc:mysql://localhost:3306/test";privateStringusername="root";privateStringpassword="root";privateStringdriverClassName="com.mysql.jdbc.Driver";privateintpoolSize=100;privatestaticConnectionPoolinstance=null;Connectionconn=null;/*構(gòu)造方法，做一些初始化工作*/privateConnectionPool(){pool=newVector<Connection>(poolSize);for(inti=0;i<poolSize;i++){try{Class.forName(driverClassName);conn=DriverManager.getConnection(url,username,password);pool.add(conn);}catch(ClassNotFoundExceptione){e.printStackTrace();}catch(SQLExceptione){e.printStackTrace();}}}/*返回連接到連接池*/publicsynchronizedvoidrelease(){pool.add(conn);}/*返回連接池中的一個數(shù)據(jù)庫連接*/publicsynchronizedConnectiongetConnection(){if(pool.size()>0){Connectionconn=pool.get(0);pool.remove(conn);returnconn;}else{returnnull;}}}通過連接池的管理，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫連接的共享，不需要每一次都重新創(chuàng)建連接，節(jié)省了數(shù)據(jù)庫重新創(chuàng)建的開銷，提升了系統(tǒng)的性能！C、關(guān)系模式（11種）先來張圖，看看這11中模式的關(guān)系：第一類：通過父類與子類的關(guān)系進行實現(xiàn)第二類：兩個類之間。第三類：類的狀態(tài)。第四類：通過中間類父類與子類關(guān)系13、策略模式（strategy）策略模式定義了一系列算法，并將每個算法封裝起來，使他們可以相互替換，且算法的變化不會影響到使用算法的客戶。需要設(shè)計一個接口，為一系列實現(xiàn)類提供統(tǒng)一的方法，多個實現(xiàn)類實現(xiàn)該接口，設(shè)計一個抽象類（可有可無，屬于輔助類），提供輔助函數(shù)，關(guān)系圖如下：圖中ICalculator提供同意的方法，AbstractCalculator是輔助類，提供輔助方法，接下來，依次實現(xiàn)下每個類：首先統(tǒng)一接口：[java]viewplaincopypublicinterfaceICalculator{publicintcalculate(Stringexp);輔助類：[java]viewplaincopypublicabstractclassAbstractCalculator{publicint[]split(Stringexp,Stringopt){Stringarray[]=exp.split(opt);intarrayInt[]=newint[2];arrayInt[0]=Integer.parseInt(array[0]);arrayInt[1]=Integer.parseInt(array[1]);returnarrayInt;}}三個實現(xiàn)類：[java]viewplaincopypublicclassPlusextendsAbstractCalculatorimplementsICalculator{@Overridepublicintcalculate(Stringexp){intarrayInt[]=split(exp,"\\+");returnarrayInt[0]+arrayInt[1];}}[java]viewplaincopypublicclassMinusextendsAbstractCalculatorimplementsICalculator{@Overridepublicintcalculate(Stringexp){intarrayInt[]=split(exp,"-");returnarrayInt[0]-arrayInt[1];}}[java]viewplaincopypublicclassMultiplyextendsAbstractCalculatorimplementsICalculator{@Overridepublicintcalculate(Stringexp){intarrayInt[]=split(exp,"\\*");returnarrayInt[0]*arrayInt[1];}}簡單的測試類：[java]viewplaincopypublicclassStrategyTest{publicstaticvoidmain(String[]args){Stringexp="2+8";ICalculatorcal=newPlus();intresult=cal.calculate(exp);System.out.println(result);}}輸出：10策略模式的決定權(quán)在用戶，系統(tǒng)本身提供不同算法的實現(xiàn)，新增或者刪除算法，對各種算法做封裝。因此，策略模式多用在算法決策系統(tǒng)中，外部用戶只需要決定用哪個算法即可。14、模板方法模式(TemplateMethod)解釋一下模板方法模式，就是指：一個抽象類中，有一個主方法，再定義1...n個方法，可以是抽象的，也可以是實際的方法，定義一個類，繼承該抽象類，重寫抽象方法，通過調(diào)用抽象類，實現(xiàn)對子類的調(diào)用，先看個關(guān)系圖：就是在Abstractcalculator類中定義一個主方法calculate,calculate。調(diào)用spilt()等，Plus和Minus分別繼承AbstractCalculator類，通過對AbstractCalculator的調(diào)用實現(xiàn)對子類的調(diào)用，看下面的例子：[java]viewplaincopypublicabstractclassAbstractCalculator{/*主方法，實現(xiàn)對本類其它方法的調(diào)用*/publicfinalintcalculate(Stringexp,Stringopt){intarray[]=split(exp,opt);returncalculate(array[0],array[1]);}/*被子類重寫的方法*/abstractpublicintcalculate(intnum1,intnum2);publicint[]split(Stringexp,Stringopt){Stringarray[]=exp.split(opt);intarrayInt[]=newint[2];arrayInt[0]=Integer.parseInt(array[0]);arrayInt[1]=Integer.parseInt(array[1]);returnarrayInt;}}[java]viewplaincopypublicclassPlusextendsAbstractCalculator{@Overridepublicintcalculate(intnum1,intnum2){returnnum1+num2;}}測試類：[java]viewplaincopypublicclassStrategyTest{publicstaticvoidmain(String[]args){Stringexp="8+8";AbstractCalculatorcal=newPlus();intresult=cal.calculate(exp,"\\+");System.out.println(result);}}我跟蹤下這個小程序的執(zhí)行過程：首先將exp和"\\+"做參數(shù)，調(diào)用AbstractCalculator類里的calculate(String,String)方法，在calculate(String,String)里調(diào)用同類的split(),之后再調(diào)用calculate(int,int)方法，從這個方法進入到子類中，執(zhí)行完returnnuml+num2后，將值返回到Abstractcalculator類，賦給result，打印出來。正好驗證了我們開頭的思路。類之間的關(guān)系15、觀察者模式（Observer）包括這個模式在內(nèi)的接下來的四個模式，都是類和類之間的關(guān)系，不涉及到繼承，學的時候應(yīng)該記得歸納，記得本文最開始的那個圖。觀察者模式很好理解，類似于郵件訂閱和RSS訂閱，當我們?yōu)g覽一些博客或wiki時，經(jīng)常會看到RSS圖標，就這的意思是，當你訂閱了該文章，如果后續(xù)有更新，會及時通知你。其實，簡單來講就一句話：當一個對象變化時其它依賴該對象的對象都會收到通知，并且隨著變化！對象之間是一種一對多的關(guān)系。先來看看關(guān)系圖：我解釋下這些類的作用：MySubject類就是我們的主對象，Observerl和Observed是依賴于MySubject的對象，當MySubject變化時，Observerl和Observer2必然變化。Abstractsubject類中定義著需要監(jiān)控的對象列表，可以對其進行修改：增加或刪除被監(jiān)控對象，且當MySubject變化時，負責通知在列表內(nèi)存在的對象。我們看實現(xiàn)代碼：一個Observer接口：[java]viewplaincopypublicinterfaceObserver{publicvoidupdate();}兩個實現(xiàn)類：[java]viewplaincopypublicclassObserver1implementsObserver{@Overridepublicvoidupdate(){System.out.println("observer1hasreceived!");}}[java]viewplaincopypublicclassObserver2implementsObserver{@Overridepublicvoidupdate(){System.out.println("observer2hasreceived!");}}Subject接口及實現(xiàn)類：[java]viewplaincopypublicinterfaceSubject{/*增加觀察者*/publicvoidadd(Observerobserver);/*刪除觀察者*/publicvoiddel(Observerobserver);/*通知所有的觀察者*/publicvoidnotifyObservers();/*自身的操作*/publicvoidoperation();}[java]viewplaincopypublicabstractclassAbstractSubjectimplementsSubject{privateVector<Observer>vector=newVector<Observer>();@Overridepublicvoidadd(Observerobserver){vector.add(observer);}@Overridepublicvoiddel(Observerobserver){vector.remove(observer);}@OverridepublicvoidnotifyObservers(){Enumeration<Observer>enumo=vector.elements();while(enumo.hasMoreElements()){enumo.nextElement().update();}}}[java]viewplaincopypublicclassMySubjectextendsAbstractSubject{@Overridepublicvoidoperation(){System.out.println("updateself!");notifyObservers();}}測試類：[java]viewplaincopypublicclassObserverTest{publicstaticvoidmain(String[]args){Subjectsub=newMySubject();sub.add(newObserver1());sub.add(newObserver2());sub.operation();}}輸出：updateself!observer1hasreceived!observer2hasreceived!這些東西，其實不難，只是有些抽象，不太容易整體理解，建議讀者：根