學習-23種設計模式是一套被反復使用、多數(shù)人知曉經(jīng)過分類編目的代碼

單例類圖singleton私有的構造方加載時候，就實例化一個對交給自己的而懶漢在調(diào)用取得實例方法的時候會實例化對象。碼如下：餓漢式單publicpublicclassSingletonprivateSingleton(){}publicstaticSingleton}}懶漢式單publicpublicclassSingletonprivateSingleton(){}publicstaticsynchronizedSingletonsingleton=new}return}}單例模式的優(yōu)點避免頻繁的創(chuàng)建銷毀對象可以全局需要頻繁實例化然后銷毀的有狀態(tài)的工具類對象頻繁數(shù)據(jù)庫或文件的對象不要做斷開單例類對象與類中靜態(tài)的操作看到不少資料中說：如果一單例對象在內(nèi)存長久不，會被jvm認為一個，執(zhí)行收的時會清理掉。對此這個說法，筆持懷疑態(tài)度，筆本人的點是：在hotspot虛擬機1.6版本中，為斷開單例中靜態(tài)到單例對象的接，否則jvm收集器是不會回收單例對象的。在一個jv中會出現(xiàn)多個單例vm中，會不會產(chǎn)生單例呢？使用單例提供的geInstance()方法只能得到同一個單例，除非是使用反射方式，將會得到新的單例。代碼如下Classc=Class.forName(Singleton.class.getName());Constructorct=c.getDeclaredConstructor();Classc=Class.forName(Singleton.class.getName());Constructorct=c.getDeclaredConstructor();Singletonsingleton=主要是網(wǎng)上的一些說法，懶漢式的單例模式是線程不安全的，即使是在實例化對象的方法上加synchronize字，也依然是的，但是筆者經(jīng)過編碼測試，發(fā)現(xiàn)加synchronize關鍵字修飾后，雖然對性能有部分影響，但單例類可以被繼餓漢式單例好還是懶漢式單在java中，餓漢式單例要優(yōu)于懶漢式單例。C++中則一般使用懶漢式單例。工廠方法類圖!1.2factory工廠方法模式代}classProductimplementspublicvoidproductMethod}}publicIProduct}classFactoryimplements{publicIProductcreateProduct(){returnnewProduct();}}}{IFactoryfactory=newFactory();IProductprodect=factory.createProduct();}}工廠模式想要的產(chǎn)品。工廠方法模式少個具體的工廠實現(xiàn)。抽象類來代替，但要注意最不要里氏替原則。適用場景首先，作為一種創(chuàng)建類模式，在任何需要生成復雜對象的地方，都可以使用工廠方法模式。有一點需要注意的地方就是復雜對象適合使用工廠模式，而簡單對象，特別是只需要通過nw就可以完成創(chuàng)建的對象，無需使用工廠典型classclassEngine{publicvoidgetStyleSystem.out.println("這是汽車}}classUnderpan{publicvoidgetStyleSystem.out.println("這是}}classWheel{publicgetStyleSystem.out.println("這是}}WheelWheelwheel=newICarcar=newCar(underpan,wheel,engine);}}的，嚴重了迪法則，耦合度太高。并且非常不利于擴展。另外，本例中發(fā)動機、底盤和輪胎還是比較interfaceIFactory{interfaceIFactory{}classFactoryimplements{publicICarcreateCar(){Engineengine=newEngine();Underpanunderpan=newUnderpan();Wheelwheel=newWheel();ICarcar=newCar(underpan,wheel,engine);returncar;}}{IFactoryfactory=newFactory();ICarcar=factory.createCar();}}抽象工廠類圖1.3 在抽象工廠模式中，有一個產(chǎn)品族的概念：所謂的產(chǎn)品族，是指位于不同產(chǎn)品等級結構能相關聯(lián)的產(chǎn)品組成的。抽象工廠模式所提供的一系列產(chǎn)品就組成一個產(chǎn)品族；而工廠方法提供的一系列產(chǎn)品稱為一個等級結 2.4.4兩廂車和2.4抽象工廠模式代interfaceinterface{publicvoid}interface{publicvoid}}}classProduct2implements{publicvoidshow(){}}}classFactoryimplementsIFactory{publicIProduct1createProduct1(){returnnew}{returnnew}}publicstaticvoidmain(String[]args){IFactoryfactory=new抽象工廠模式的適用一個繼承體系中，如果存在著多個等級結構（即存在著多個抽象類），并且分屬各個等級結構中的實現(xiàn)類之間總建造者類圖1.5builder-pattern代碼classProduct{privateclassProduct{privateStringname;privateStringtype;publicvoidshowProduct(){}publicvoidsetName(String{=}{this.type=}} ProductgetProduct();}classConcreteBuilderextends{privateProductproduct=new{return}}}privateBuilderbuilder=newConcreteBuilder();publicProductgetAProduct(){returnbuilder.getProduct();}public奧迪汽車","Q5return}}Productproduct1=director.getAProduct();Productproduct2=director.getBProduct();}}}建造者模式的優(yōu)廠類向客戶端提供最終的產(chǎn)品；而建造者模式中，建造者類一般只提品類中各個組件的建造，而將具體建總原型類圖原型模式主要用于對象的，它的是就是類圖中的原型類Prototype。Prototype類需要具備以下兩個條實現(xiàn)Cloneable接口。在java語言有一個Cloneable接口，它的作用只有一個，就是在運行時通知虛擬機可clonejavaCloeNtSupotedxceti重寫Object類中的clone方法。Java中，所有類的父類都是Object類，Object類中有一個clone方法，作用是返回對象的一個拷貝，但是其作用域protectd類型的，一般的類無法調(diào)用，因此，Prototype類需要將clone方法的作用域修改為public類型。實現(xiàn)代碼classclassPrototypeimplements{publicPrototypeclone(){Prototypeprototype=null;prototype=}catch(CloneNotSupportedException}return}}classConcretePrototypeextendsPrototype{publicvoidshow(){}}publicstaticvoidmain(String[]args){ConcretePrototypecp=newConcretePrototype();for(inti=0;i<10;i++){ConcretePrototypeclonecp=(ConcretePrototype)cp.clone();}}}原型模式的優(yōu)點及適用場使用原型模式創(chuàng)建對象比直接new一個對象在性能上要好的多，因為Object類的clone方法是一個本地方法，它直接操作內(nèi)存中的二進制流特別是大對時，性的差別非常明顯。原型模式的注意深拷貝與淺拷貝。Objet類的clone方法只會拷貝對象中的基本的數(shù)據(jù)類型，對于數(shù)組、容器對象、對象等都不會拷貝，這就是淺拷貝。如果要實現(xiàn)深拷貝，必須將原型模式中的數(shù)組、容器對象、對象等行拷貝。例如：publicpublicclassPrototypeimplements{privateArrayListlist=newArrayList();publicPrototypeclone(){Prototypeprototype=null;prototype=(Prototype)super.clone();e){e.printStackTrace();}return}}由于ArrayList不是基本類型，所以成員變量list，不會被拷貝，需要我們自己實現(xiàn)深拷貝，幸運的是java類都實現(xiàn)了Cloneable接口。所以實現(xiàn)深拷貝并不是特別。模版方法ASort@param publicvoidarray){this.sort(array);for(inti0iarray.length;}}}} classclassConcreteSort{protectedvoidarray){for(inti=0;1;selectSort(array,}}privatevoidselectSort(int[]array,int{intMinValue=32767;//最小值intindexMin=0;//最小值索引變intTemp;//暫存變for(inti=index;i<array.length;{if(array[i]<MinValue){//找到最小MinValue=array[i];// 最小indexMin=}}Temp=array[index];//交換兩數(shù)值array[index]=array[indexMin];array[indexMin]=Temp;}}<pre<preclass="java"name="code">publicclassClientpublicstaticinta1032195712043預設數(shù)據(jù)數(shù)publicstaticvoidmain(String[]}}運行結果01345791012模版方法模式的模版方法的優(yōu)點及適用場中介者為什么要使用中發(fā)生變化，那么將會有4251.9mediator-我們使用一個例子來說明一下什么是同事類：有兩個類A和B，類中各有一個數(shù)字，并且要保證類B中的數(shù)字是類A中數(shù)字的100倍。也就是說，當修改類A的數(shù)時，將這個數(shù)字乘以100賦給類B，而修改類B時，要將數(shù)除以100賦給類A。類A類B互相影響，就稱為同事類。代碼如下：{protectedint{return}publicvoidsetNumber(intnumber){this.number=number;} voidsetNumber(int Colleague}classColleagueA publicvoidsetNumber(int Colleague{this.number=number;}}classColleagueB publicvoidsetNumber(int Colleague{this.number=number;}}ColleaguecollA=newColleagueA();ColleaguecollB=new }}上面的代碼中，類A類B通過直接的關聯(lián)，假如我們要使用中介者模式，類A類B之間則不可以直接關 {protectedint{return}publicvoidsetNumber(intnumber){this.number=number;} voidsetNumber(int Mediator}classColleagueA publicvoidsetNumber(int Mediator{this.number=number;}}classColleagueB publicvoidsetNumber(int Mediator{this.number=number;}} { Colleague Colleague Colleague Colleagueb)A=B=} void void}classMediator Mediatorpublic Colleague Colleague{super(a,}intnumber=A.getNumber();}intnumber=B.getNumber();}} ColleaguecollA=new ColleaguecollB=newMediatoram=newMediator(collA, }}中介者模式的優(yōu)以使原凌亂對象系清，但是果，則能帶來反效果一般說，有對于種同類之中介者模式是一種比較常用的模式，也是一種比較容易被的模式。對于大多數(shù)的情況，同事類之間的關系會復雜到的網(wǎng)狀結構，因此，大多數(shù)情況下，將對象間的依賴關系封裝的同事類內(nèi)部就可以的，沒有要非引入中介者模式。觀察者如，我們要設計一個自動部署的功能，就像eclipse開發(fā)時，只要修改了文件，eclipse署到服務器中。這兩個功能有一個相似的地方，那就是一個對象要時刻著另一個對象，只要它的狀態(tài)一發(fā)的選擇。觀察者模式的結被觀察者：從類圖中可以看到，類中有一個用來存放觀察者對象的Vector容器（之所以使用VectorList，是因為多線程操作時，Vector在是安全的，而List則是不安全的），這個Vector容器是被觀察者，另外還有三個方法：attach方法是向這個容器中添加觀察者對象；detach方法是從容器中移除觀察者對象；otiy觀察者：觀察者角色一般是一個接口，它只有一個update被觸發(fā)調(diào)用。觀察者模式代碼privateVectorobs=newpublicvoidaddObserver(Observerobs){this.obs.add(obs);}publicvoiddelObserver(Observerobs){this.obs.remove(obs);}protectednotifyObserver(){for(Observer}} void}classConcreteSubjectextends{publicvoiddoSomething(){}}interface{publicvoid}classConcreteObserver1implements{publicvoidupdate()}}classConcreteObserver2implements{publicvoidupdate()}}publicstaticvoidmain(String[]args){Subjectsub=newsub.addObserver(newConcreteObserver1());//添加觀察者1sub.addObserver(newConcreteObserver2());//添加觀察者2}運行被觀察者事件反觀察者2收到信息，并通過運行結果可以看到，我們只調(diào)用了Subject的方法，但同時兩個觀察者的相關方法都被同時調(diào)用了。仔細看一下代碼，其實很簡單，無非就是在ubjet類中關聯(lián)一下Observr類，并且在dSomethng方法中遍歷一下sev的pae觀察者模式的優(yōu)構中，比較容易出現(xiàn)循環(huán)的錯誤，造成系假死。總做過VC++、javascriptDOM或者AWT開發(fā)的朋友都對它們的事件處理感到神奇，了解了觀察者模式，就對事?lián)?，AWT中的事件處理DEM（委派事件模型DelegationEventModel）就是使用觀察者模式實現(xiàn)的。者模式classclassA{publicvoidmethod1(System.out.println("我是}publicvoidmethod2(Bb){}}classBpublicvoidshowA(Aa){}}args){Aa=newA();a.method2(newB());}}看懂了這個例子，就理解了者模式的90%，在例子中，對于類A來說，類B就是一個者。但是這個例子并不是者模式的全部，雖直觀，但是它的擴展性較差，下面我們就來說一下者模式的通用現(xiàn)，通過類圖可以看到，在者式中，主要包括面幾個色：**抽象者：**抽象類或者接口，者可以哪些元素，具體到程序中就是visit方法中的參數(shù)定List、Set、MapclassElement void}}classConcreteElement1extends{publicvoiddoSomething(){}{}}classConcreteElement2extends{publicvoiddoSomething(){}{}}{}{}}class{publicstaticListListlist=newArrayList();Randomran=newRandom();intinta=list.add(newlist.add(new}}return}} =for(Elemente:list){e.accept(newVisitor());}}**者模式的適用場景但是，者式并是那完美，也有致命缺：增加的元類比通過者模的代可以看到在者類，每個元素都有對應處方法，就是，每加一元素類需要改者類（也包括者類的子類者實現(xiàn)類），改起相麻煩。就是，在素類目不確的情下，慎用者模式。所以，者模式比較適用對已有能的重構，比如說，一個項的基本功能已經(jīng)定下者模式對原有的代碼進行重構一遍，這樣一來，就可以在不修改各個元素類的情況下，對原有功能進行修改總正如《設計模式》的作者GoF對者模式的描述：大多數(shù)情況下，你并需要使用者模式，但是當你一旦需要使用它時，那你就是真的需要它了。當然這只是針對真正的大牛而言。在現(xiàn)實情況下（至少是我所處的環(huán)境當中），很多人往往沉迷于設計模式，他們使用一種設計模式時，從來不去認真考慮所使用的模式是否適合這種場景，而往往只是想展示一下自己對面向?qū)ο笤O計的駕馭能力。編程時有這種心理，往往會發(fā)生設計模式的情況。所以，在學習設計模式時，一定要理解模式的適用性。必須做到使用一種模式是因為了解它的優(yōu)點，不使用一種模式是因為了解它的弊端；而不是使用一種模式是因為不了解它的弊端，不使用一種模式是因為不了解它的優(yōu)點。命令vk類：調(diào)用者，負責調(diào)用 classInvokerprivateCommandpublicvoidmand(Command mand=}public }}class{public } mandextends{privateReceiverreceiver; receiver){this.receiver=}publicvoid{}}classReceiver{publicvoiddoSomething(){System.out.println("接受}}publicstaticvoidmain(String[]args){Receiverreceiver=newCommandcommand= InvokerinvokernewInvoker();}}命令模式的優(yōu)缺令，而無需知道命令具體是怎么執(zhí)行的。比一組文件操作令：新建文件、文件、刪除文件。如果則無需知道?？晒┱{(diào)用，也有大量令類可供調(diào)用，代碼的復用性很好。比如，文件的操作中，我們需要增加一個剪切文令，則只需要把文件和刪除文件這兩個命令組合一下就行了，非常方便命令模式的適用并不，我們大可以在真需要用到的時候?qū)ο到y(tǒng)行一下，引入這個設計模式。一個方法中，這個封裝的方可以稱之為命令但不是令模式。到底要這種計上升到模式的度就要責任連首先來看一段代request){if(i==1){}elseif(i{}elseif(i{}elseif(i{}}1或者是否為2，ifels就沒法看了。耦合度高：如果我們想繼續(xù)添加處理請求的類，那么就要繼續(xù)添加elseif判定條件；另外，這個條件判定的既然缺點我們已經(jīng)清楚了，就要想辦法來解決。這個場景的業(yè)務邏輯很簡單：如果滿足條件1，則由Handle1來處理，不滿足則向下傳遞；如果滿足條件2，則由Handler2來處理，不滿足則繼續(xù)向下傳遞，以此類推，直到條責任連模式的結抽象處理類：抽象處理類中主要包含一個指向下一處理類的成員變量nextHandler和一個處理請求的方法ndReuet，hadRquet方法的主要主要思想是，如果滿足處理的條件，則有本處理類來進行處理，否則由exHanleclassclassLevelprivateintlevel=0;this.level=level;level){if(this.level>=level.level){returntrue;}return}}class{LevelpublicRequest(Level}publicLevel}}classResponse}class{privateHandlerpublicfinalResponsehandleRequest(Requestrequest){Responseresponse=null;response=this.response(request);if(this.nextHandlernull){ }}return}publicvoidsetNextHandler(Handlerhandler){this.nextHandler=handler;} Responseresponse(Request}classConcreteHandler1extends{protectedLevelgetHandlerLevel(){returnnewLevel(1);}publicResponseresponse(Request{System.out.println("-----請求由處理器1進行處 return}}classclassConcreteHandler2extends{protectedLevelgetHandlerLevel(){returnnewLevel(3);}publicResponseresponse(Request{System.out.println("-----請求由處理器2進行處 return}}classConcreteHandler3extends{protectedLevelgetHandlerLevel(){returnnewLevel(5);}publicResponseresponse(Request{System.out.println("-----請求由處理器3進行處 return}}Handlerhandler1=newConcreteHandler1();Handlerhandler2=newConcreteHandler2();Handlerhandler3=newConcreteHandler3();Responseresponse=handler1.handleRequest(newRequest(new}}代碼中Leve；Requst，ResonseHadlerRequestClent功能與前文中的if…else…語句是一樣的。責任鏈模式的優(yōu)責任鏈模式的適用場總責任模其實是個靈版if…lse句是些定的放了處中樣優(yōu)點是比較靈活了，但同樣帶來了風險，比設置處類前后關系時，一定要特別細，搞對處理類后邏輯的條件判斷關系，并且注意要在鏈中出現(xiàn)循環(huán) 的題。策略類圖替換。面的行為類模式中，有一種模式也是關注對算法的封裝——模版方法模式，對照類圖可以看Context，ontext中，抽象策略Strateg的。策略模式的結封裝類：也叫上下文，對策略進行二次封裝，目的是避免模塊對策略的直接調(diào)用interfaceIStrategy{interfaceIStrategy{}classConcreteStrategy1implements{publicvoiddoSomething(){}}classConcreteStrategy2implements{publicvoiddoSomething(){}}classContextpublicContext(IStrategystrategy){this.strategy=}publicexecute(){}}args){Contextcontext; context=newContext(newConcreteStrategy1()); context=newContext(newConcreteStrategy2());}策略模式的優(yōu)缺策略模式的主要各個策略類會給開發(fā)帶來額外開銷，可能大家在這方面都有經(jīng)驗：一般來說，策略類的數(shù)量超過5比較令人頭疼了。必須對客戶端（調(diào)用者）所有的策略類，因為使用哪種策略是由客戶端來決定的，因此，客戶端應該道有什么策略，并且了解各種策略之間的區(qū)別，否則，很嚴重。例如，有一個排序算法的策略模式，表和數(shù)組有什么區(qū)別？就這點來說是有悖于法的。適用用代碼后，，即使之前從來沒有聽策略模式，在開發(fā)過程中也一定使用過它吧？至少在在以下兩種情迭代器類圖publicpublicstaticvoidprint(Collection}}式，Iteator譯成語就迭代器意思提到代，首先是與集相關，集也叫、容等，可以將集合看成是一個可以包容對象的容器，例如List，Set，Map，甚至數(shù)組都可以叫做集合，而迭代器的作用迭代器模式的結抽象容器：一般是一個接口，提供一個iterator()方法，例如java中的Collection接口，List接口，Set等。抽象迭代器：定義遍歷元素所需要的方法，一般來說會有這么三個方法：取得第一個元素的方法first下一個元素的方法next()，判斷是否遍歷結束的方法isne()（或者叫hasNext()），移出當前對象的方法remove(),代碼interfaceinterface{publicObjectnext();}classConcreteIteratorimplementsIterator{privateListlist=newprivateintcursor=0;}publicbooleanreturnfalse;}return}{Objectobj=null;obj=}return}}interfaceAggregatepublicvoidadd(Objectobj);publicvoidremove(Objectobj);publicIteratoriterator();}classConcreteAggregateimplements{}returnnew}{}}publicstaticvoidmain(String[]args){Aggregateag=newConcreteAggregate();ag.add(" }}}上面的代碼中，Aggregate是容器類接口，大家可以想象一下Collection，List，Set等，Aggregate就是他們的ad、刪除對象方法removeiteratr。erator是迭代器接口，主要有兩個方法：取得迭代對象方法next，判斷是否迭代完成方法hasNext，大家可以對比java.util.List和java.til.Iteratorhash迭代器模式的缺迭代器模式的適用場解釋器類圖終結符表達式：實現(xiàn)與文法中的元素相關聯(lián)的解釋操作，通常一個解釋器模式中只有一個終結符表達式，但有多個實例，對應不同的終結符。終結符一半是文法中的運算單元，比一個簡單的公式R=R1+R2，在里面1R21R2者其他關鍵字，比如公式R=R1+R2中，+就是非終結符，解析+的解釋器就是一個非終結符表達式。非終結環(huán)境角色：這個角色的任務一般是用來存放文法中各個終結符所對應的具體值，比如R=R1+R2，我們給R1賦值100，給R2賦值200。這些信息需要存放到環(huán)境角色中，很多情況下我們使用Map來充當環(huán)境角色就足夠了。代碼classclassContextclassExpression Objectinterpreter(Context}classTerminalExpressionextends{publicObjectinterpreter(Contextctx){returnnull;}}classNonterminalExpressionextendsExpression{}ctx){returnnull;}}publicstaticvoidmain(String[]args){Stringexpression="";char[]charArray=expression.toCharArray();Contextctx=newContext();Stackstack=newStack();for(inti=0;i}Expressionexp=stack.pop();}}解釋器模式的優(yōu)但是，解釋器模式會引起類的膨脹，每個語法都需要產(chǎn)生一個非終結符表達式，語則比較復雜時，就可能生大量的類文件，為帶來非常多的麻煩。同時，由于采用遞歸調(diào)用方法，每個非終結符表達式只關心與自解釋器模式的適用場一些重復發(fā)生的問題，比如加減乘除四則運算，但是公式每次都不同，有時是a+b-cd，有時是bc-注意解釋器模式真的是一個比較少用的模式，因為對它的實在是太麻煩了，想象一下，一坨一坨的非終結符解等問題。備忘錄備忘錄模式的結classclassOriginatorpublicString{return}{this.state=}publiccreateMemento(){returnnewpublicvoidmemento){}}classMementoprivateStringstate="";publicMemento(Stringstate){}publicString{return}{this.state=}}classCaretakerprivateMementomemento;publicMementogetMemento(){return}publicvoidsetMemento(Mementomemento){this.memento=memento;}}publicstaticvoidmain(String[]args){Originatororiginator=newCaretakercaretaker=newCaretaker();}}代碼演示了一個單狀態(tài)單備份的例子，邏輯非常簡單：Originator類中的sate恢復；Memento類中，也有一個state變量，用來Originator類中state變量的臨時狀態(tài)；而Caretaker多狀態(tài)多備份備，OriinaorsatejavaBean，Meentap容器來所有的狀態(tài)，在Ca