java设计模式
2019-08-05 11:21:21 135 举报AI智能生成
Java设计模式是一种解决软件设计问题的优秀经验总结，它为开发人员提供了一套被广泛认可的解决方案。这些模式分为三大类：创建型、结构型和行为型。创建型模式关注对象的创建过程，如单例模式、工厂方法模式等；结构型模式关注对象的组合和关系，如适配器模式、代理模式等；行为型模式关注对象之间的交互，如观察者模式、策略模式等。通过使用这些设计模式，开发人员可以提高代码的可读性、可维护性和可扩展性，从而更好地应对软件设计和开发中的挑战。
作者其他创作
大纲/内容
常见的面向对象原则
单一职责原则SRP
开放-关闭原则OCP
里氏替换原则LSP
依赖倒置DIP
接口隔离原则ISP
最少知识原则LKP
面向接口编程
优先使用组合，而非继承
一个类需要的数据应该隐藏在类的内部
类之间应该零耦合或者只有传导耦合，换句话说，类之间要么没有关系，要么只使用另一个类的接口提供的操作
在水平方向上尽可能统一地分布系统功能
策略模式
定义
代码实现
Strategy
ConcreteStrategyA
ConcreteStrategyB
Context
功能
策略模式和if-else语句
算法的平等性
Context和Strategy的关系
优点
定义一系列算法
避免多重条件语句
更好的扩展性
缺点
客户必须了解每种策略的不同
增加对象数目
只适合扁平的算法结构
策略模式的本质
分离算法，选择实现
对设计原则的体现
开闭原则
里氏替换原则
何时选用策略模式
模板方法模式
定义
代码实现
AbstractClass
ConcreteClass
模板方法模式的功能
抽象类和接口的关系
接口是一种特殊的抽象类，所有接口的属性自动是常量，也就是public final static 的，而所有接口中方法必须是抽象的
抽象类，简单点就是用abstract修饰的类。抽象类不一定包含抽象方法，有抽象方法的类一定是抽象类
抽象类和接口相比较，最大的特点就在于抽象类中是可以有具体的实现方法的，而接口中所有的方法是没有具体的实现的
既要约束子类的行为，又要为子类提供公共功能的时候使用抽象类
变与不变
好莱坞法则
模板的写法
模板方法
定义算法骨架的方法
具体的操作
具体的AbstractClass操作
原语操作
钩子操作
Factory Method
完整的模板定义
典型应用
排序
优点
实现代码复用
缺点
算法骨架不容易固定
本质
固定算法骨架
对设原则的体现
开闭原则
里氏替换原则
何时选用模板方法模式
需要固定定义 算法骨架，实现一个算法的不变的部分，把可变的行为留给子类 来 实现的情况
各个子类中具有公共行为，应该抽取出来，集中在一个公共类中去实现，从而避免代码重复
需要控制子类扩展情况，模板方法模式会在特定的点来调用子类的方法，这样只允许在这些点进行扩展
观察者模式
定义
代码实现
Subject
ConcreteSubject
Observer
ConcreteObserver
目标与观察者之间的关系
命名建议
触发通知的时机
java 中的观察者模式
本质
触发联动
何时选用观察者模式
原型模式
定义
代码示例
Prototype
ConcretePrototype1
ConcretePrototype2
Client
原型模式的功能
通过克隆来创建新的对象实例
为克隆出来的新的对象实例复制原型实例属性的值
原型与new
浅度克隆
只负责克隆按值传递的数据（比如基本数据类型、String类型）
java浅度克隆
深度克隆
除了浅度克隆要克隆的值外，还负责克隆引用类型的数据，基本上就是被克隆的实例所有的属性数据都会被克隆出来
java中的深度克隆
本质
克隆生成对象
单例模式
实现方式
懒汉式
饿汉式
双重加锁
静态内部类
枚举
本质
控制实例数目
何时使用单例模式
代理模式
定义
代码实现
Subject
RealSubject
Proxy
代理分类
虚代理
远程代理
copy-on-write
保护代理
Cache代理
防火墙代理
同步代理
智能指引
java中的代理
Proxy
InvocationHandler
本质
控制对象访问
桥接模式
定义
将抽象部分和它的实现部分分离，使他们可以独立的变化
什么是桥接：
为被分离了的抽象部分和实现部分来搭桥
为何需要桥接
让抽象部分和实现部分分开
如何桥接？
让抽象部分拥有实现部分的接口对象
独立变化
使得抽象和实现可以独立变化，都可以分别扩充
动态变化功能
由于桥接模式中的抽象部分和实现部分是完全分离的，因此可以在运行时动态组合具体的真实实现，从而达到动态变换功能的目的。
本质
分离抽象和实现
对设计原则的体现
开闭原则
多用对象组合，少用对象继承
实现代码
Abstacction
RefinedAbstraction
Implementor
ConcreteImplImplementorA
ConcreteImplImplementorB
简单工厂
接口
接口的概念
接口是一种特殊的抽象类，接口中的所有方法都是抽象方法，接口里的属性都是常量，接口里只有方法定义没有任何方法实现
接口用来干什么
定义实现类的外观
约束实现类的 行为
接口的思想
封装隔离
接口的好处
接口是系统可插拔性的保证
接口和抽象类的选择
优先选用接口
在既要定义子类的行为，又要为子类提供公共的功能时应选择抽象类
定义
提供一个创建对象实例的功能，而无须关心 其具体实现。被创建的类型可以是接口、抽象类，也可以是具体类
命名建议
类名称建议"模块名称+Factory"
方法名称通常为"get+接口名称"或者是"create+接口名称"
工厂选择 合适的类
来源于客户端，由Client来传入参数
来源于配置文件，从配置文件获取用于判断的值
来源于程序运行期的某个值，比如从缓存中获取某个运行期的值
优点
帮助封装
解耦：实现客户端和具体实现类的解耦
缺点
可能增加客户端的复杂度
不方便扩展子工厂
本质
选择实现
何时选用简单工厂
完全封装隔离具体实现，让外部只能通过接口来操作封装体
想要把对创建对象的职责集中管理和控制
代码实现
Api
ImplA
ImplB
Factory
Client
外观模式
定义
为子系统中的一组接口提供一个一致的界面，Facade模式定义了一个高层接口，这个接口使得这一子系统更加容易使用
角色
Facade
定义子系统的多个模块对外的高层接口，通常需要调用内部多个模块，从而把客户的请求代理给适当的子系统对象
模块
接受Facade对象的委派，真正实现功能，各个模块之间可能有交互
Facade对象知道各个模块，各个模块不应该知道Facade对象。
代码实现
AModuleApi
AModuleApiImpl
Facade
Client
优点
松散耦合
简单易用
更好地划分访问的层次
外观模式的本质
封装交互，简化调用
对设计原则的体现
最少知识原则
职责链模式
定义
使多个对象都有机会处理请求，从而避免请求的发送者和 接收者之间的耦合关系，将这些对象连接成一条链，并沿着这条 链传递该请求，直达有一个对象处理它
代码实现
Handler
ConcreteHandler1
ConcreteHandler2
Client
如何构建链
可以实现在客户端提交请求前组合链
在 Handler里面实现链的组合
在各个职责对象中，由各个职责对象自行决定后续的处理对象。这种实现方式要求每个职责对象除了进行功能业务处理 外，还必须了解整个业务流程
按照以下顺序来组合连的数据
在程序中动态组合
通过外部组合，比如通过数据库来获取组合的数据
通过配置文件传递进来，也可以是流程的配置文件
本质
分离职责、动态组合
状态模式
定义
允许一个对象在其内部状态改变时 改变它的行为。对象看起来似乎修改了它的类
状态和行为
对象的状态
通常指的就是对象实例的属性的值
行为
对象的功能。行为大多可以对应到方法上
状态转换的维护
如果状态转换的规则是一定的，一般不需要进行什么扩展规则，那么就适合在上下文中统一进行 状态的维护
如果状态的转换取决于前一个状态动态处理的结果，或者是依赖于外部数据，为了增强灵活性，这种情况下，一般是 在状态处理类中进行状态的维护
代码实现
State
ConcreteStateA
ConcreteStateB
Context
请假流程
1、申请人填写请假单，提出请假申请后，请假单的状态是等待项目经理审核状态
2、当项目项目经理完成审核巩工作，提交保存后，如果项目经理不同意，请假单的状态是审核结束状态；如果项目经理同意，请假天数又在3天以内，请假单的状态是审核技术状态；如果项目经理同意，请假天数大于3天，请假单的状态是等待部门经理审核状态。
当部门经理完成审核工作，提交保存后，无论是否同意，请假单的状态都是审核结束状态，
代码实现
StateMachine
LeaveRequestContext
State
ProjectManagerState
DepManagerState
AudioOverState
LeaveRequestModel
Client
优点
简化应用逻辑控制
更好地分离状态和行为
更好的扩展性
显式化进行状态转换
缺点
一个状态对应一个类，会造成有很多状态类
本质
根据状态来分离和选择行为
适配器模式
工厂方法
定义
定义一个用于创建对象的借口，让子类决定实例化哪一个类，Factory Method使一个类的实例化延迟到子类
模式的结构和说明
Product:定义工厂方法所创建的对象的接口，也就是实际需要使用的对象的接口
ConcreteProduct:具体的Product接口的实现对象
Creator:创建器，声明工厂方法，工厂方法通常会返回一个Product类的实例对象，而且多是抽象方法，
ConcreteCreator:具体的创建器对象，覆盖实现Creator定义的工厂方法，返回具体的Product实例
代码实现
Product
ConcreteProduct
Creator
ConcreteCreator
功能
让父类不知道具体实现的情况下，完成自身的功能调用，而具体的实现延迟到子类来实现
工厂方法模式与IOC/DI
IOC-Inversion of Control,控制反转
依赖：谁依赖于谁？为什么需要依赖？
某个对象依赖Ioc/DI容器
注入：谁注入于谁？到底注入什么
控制反转：谁控制谁？控制什么、为何叫反转？
依赖注入和控制反转是同一概念吗
参与者都有谁
DI-Dependency Injection, 以来注入
参与者都有谁
某个对象
Ioc/DI 的容器
某个对象的外部资源
谁依赖谁
某个对象依赖于Ioc/DI的容器
为什么需要依赖
对象需要Ioc/DI的容器来提供对象需要的外部资源
谁注入于谁
很明显是Ioc/DI容器注入某个对象
到底注入什么
就是注入某个对象所需要的外部资源
谁控制谁
Ioc/DI的容器来控制对象
控制什么
主要是控制对象实例的创建
什么反转
依赖的类依靠容器去注入
依赖和控制反转是统一概念吗
依赖注入
应用程序依赖容器创建并注入它所需要的外部资源
控制反转
容器控制应用程序，由容器反向地向应用程序注入其所需要的外部资源
本质
延迟到子类来选择实现
何时选用工厂方法模式
如果一个类需要创建某个接口的对象，但是又不知道具体的实现，这种情况可以选用选用工厂方法模式，把创建对象的工作延迟到子类中去实现。
如果一个类希望由他的子类来创建所需的对象的时候，应该使用工厂方法模式
抽象工厂模式
生成器模式
定义
将一个复杂对象的构建与它的表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示
功能
构建复杂的产品，而且是细化的、分步骤的的构建产品，也就是生成器模式一步一步构造复杂独享的问题
构成
Builder
定义了如何构建各个部件，也就是知道每个部件功能如何实现，以及如何装配到这些部件到产品中去
Direct
知道如何来构建产品，也就是说Director负责整体的构建算法，而且通常是分步骤来执行
生成器模式构建负责对象
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