Java设计模式
2019-10-28 18:27:10 2 举报
AI智能生成
Java设计模式
作者其他创作
大纲/内容
设计模式6大原则
开闭原则(Open Close Principle)
对扩展开放,对修改关闭。
里氏代换原则(Liskov Substitution Principle)
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。
依赖倒转原则(Dependence Inversion Principle)
这个是开闭原则的基础,对接口编程,依赖于抽象而不依赖于具体。
接口隔离原则(Interface Segregation Principle)
使用多个隔离的借口来降低耦合度。
迪米特法则(最少知道原则)(Demeter Principle)
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。
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。继承实际上破坏了类的封装性,超类的方法可能会被子类修改。
创建型模式(5种)
单例模式
本质
单例对象能保证在一个JVM中,该对象只有一个实例存在
保证一个类仅有一个实例,并提供一个访问它的全局访问点。
保证一个类仅有一个实例,并提供一个访问它的全局访问点。
案例
Windows的任务管理器,回收站,网站的计数器
实现
饿汉模式
懒汉模式
静态内部类
双重检测锁
枚举
单例防止反射漏洞攻击
简单工厂方法
又叫做静态工厂方法(StaticFactory Method)模式,但不属于23种GOF设计模式之一。
简单工厂模式的实质是由一个工厂类根据传入的参数,动态决定应该创建哪一个产品类。
简单工厂模式的实质是由一个工厂类根据传入的参数,动态决定应该创建哪一个产品类。
Spring中的BeanFactory就是简单工厂模式的体现,根据传入一个唯一的标识来获得Bean对象,但是否是在传入参数后创建还是传入参数前创建这个要根据具体情况来定。
工厂方法模式
本质
利用工厂模式可以降低程序的耦合性,为后期的维护修改提供了很大的便利。
将选择实现类、创建对象统一管理和控制。从而将调用者跟我们的实现类解耦。
将选择实现类、创建对象统一管理和控制。从而将调用者跟我们的实现类解耦。
实现
Sender
MailSender
SmsSender
SendFactory
抽象工厂模式
本质
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
实现
Sender
MailSender
SmsSender
QQSender
Provider
SendMailFactory
SendQQFactory
工厂模式小结
简单工厂 :用来生产同一等级结构中的任意产品。(不支持拓展增加产品)
工厂方法 :用来生产同一等级结构中的固定产品。(支持拓展增加产品)
抽象工厂 :用来生产不同产品族的全部产品。(不支持拓展增加产品;支持增加产品族)
工厂方法 :用来生产同一等级结构中的固定产品。(支持拓展增加产品)
抽象工厂 :用来生产不同产品族的全部产品。(不支持拓展增加产品;支持增加产品族)
建造者模式
本质
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。所以与工厂模式的区别就是: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。
实现
Builder
原型模式
本质
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。
实现
Prototype
区别
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。
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。
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。
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。
结构型模式(7种)
适配器模式
本质
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
3种方式
类的适配器模式
通过Adapter类,将Source类的功能扩展到Targetable接口里,即Adapter extends Source implements Targetable
对象的适配器模式
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,而是通过构造方法持有Source类的实例
接口的适配器模式
当一个类实现接口必须现实所有的方法,通过中间适配一个抽象类,我们可以只实现我们需要的方法 抽象类实现接口 子类继承抽象类
区别
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。
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。
装饰器模式
本质
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
实现
Source 被装饰的类
Sourceable 共同实现的接口
Decorator 装饰类 持有被装饰类的实例
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!
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!
代理模式
本质
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,打官司找律师
实现
Proxy
静态代理
由程序员创建或工具生成代理类的源码,再编译代理类。
所谓静态也就是在程序运行前就已经存在代理类的字节码文件,代理类和委托类的关系在运行前就确定了。
所谓静态也就是在程序运行前就已经存在代理类的字节码文件,代理类和委托类的关系在运行前就确定了。
动态代理
是根据类加载器和接口创建代理类(此代理类是接口的实现类,所以必须使用接口 面向接口生成代理,位于java.lang.reflect包下)
JDK动态代理
CGLIB动态代理
应用场景
SpringAOP、事物原理、日志打印、权限控制、远程调用、安全代理 可以隐蔽真实角色
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!
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!
外观模式
本质
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
实现
CPU
Memory
Disk
Computer
应用
如果我们没有Computer类,那么,CPU、Memory、Disk他们之间将会相互持有实例,产生关系,这样会造成严重的依赖,修改一个类,可能会带来其他类的修改,这不是我们想要看到的,有了Computer类,他们之间的关系被放在了Computer类里,这样就起到了解耦的作用,这,就是外观模式!
桥接模式
本质
把事物和其具体实现分开,使他们可以各自独立的变化。
实现
Sourceable
SourceSub1
SourceSub2
Bridge
MyBridge
应用
这样,就通过对Bridge类的调用,实现了对接口Sourceable的实现类SourceSub1和SourceSub2的调用。接下来我再画个图,大家就应该明白了,因为这个图是我们JDBC连接的原理,有数据库学习基础的,一结合就都懂了。
组合模式
本质
组合模式有时又叫部分-整体模式在处理类似树形结构的问题时比较方便
实现
子主题
TreeNode
Tree
应用
将多个对象组合在一起进行操作,常用于表示树形结构中,例如二叉树,数等。
享元模式
本质
实现对象的共享,即共享池,当系统中对象多的时候可以减少内存的开销,通常与工厂模式一起使用。
实现
ConnectionPool
应用
通过连接池的管理,实现了数据库连接的共享,不需要每一次都重新创建连接,节省了数据库重新创建的开销,提升了系统的性能!
行为型模式(11种)
策略模式
本质
策略模式定义了一系列算法,并将每个算法封装起来,使他们可以相互替换,且算法的变化不会影响到使用算法的客户。
实现
ICalculator
AbstractCalculator
Plus
应用
策略模式的决定权在用户,系统本身提供不同算法的实现,新增或者删除算法,对各种算法做封装。
因此,策略模式多用在算法决策系统中,外部用户只需要决定用哪个算法即可。
因此,策略模式多用在算法决策系统中,外部用户只需要决定用哪个算法即可。
模板方法模式
本质
一个抽象类中,有一个主方法,再定义1...n个方法,可以是抽象的,也可以是实际的方法,定义一个类,继承该抽象类,重写抽象方法,通过调用抽象类,实现对子类的调用
实现
AbstractCalculator
Plus
观察者模式
本质
当一个对象变化时,其它依赖该对象的对象都会收到通知,并且随着变化!
实现
AbstractSubject
MySubject
Subject
应用
类似于邮件订阅和RSS订阅,当我们浏览一些博客或wiki时,经常会看到RSS图标,就这的意思是,当你订阅了该文章,如果后续有更新,会及时通知你
迭代器模式
本质
迭代器模式就是顺序访问聚集中的对象,一般来说,集合中非常常见,如果对集合类比较熟悉的话,理解本模式会十分轻松
实现
Collection
Iterator
MyIterator
MyCollection
责任链模式
本质
有多个对象,每个对象持有对下一个对象的引用,这样就会形成一条链,请求在这条链上传递,直到某一对象决定处理该请求。
但是发出者并不清楚到底最终那个对象会处理该请求,所以,责任链模式可以实现,在隐瞒客户端的情况下,对系统进行动态的调整。
但是发出者并不清楚到底最终那个对象会处理该请求,所以,责任链模式可以实现,在隐瞒客户端的情况下,对系统进行动态的调整。
实现
Handler
AbstractHandler
MyHandler
强调
链接上的请求可以是一条链,可以是一个树,还可以是一个环,模式本身不约束这个,需要我们自己去实现,同时,在一个时刻,命令只允许由一个对象传给另一个对象,而不允许传给多个对象。
命令模式
本质
很好理解,举个例子,司令员下令让士兵去干件事情,从整个事情的角度来考虑,司令员的作用是,发出口令,口令经过传递,传到了士兵耳朵里,士兵去执行。这个过程好在,三者相互解耦,任何一方都不用去依赖其他人,只需要做好自己的事儿就行,司令员要的是结果,不会去关注到底士兵是怎么实现的。
实现
Command
MyCommand
Receiver
Invoker
理解
命令模式的目的就是达到命令的发出者和执行者之间解耦,实现请求和执行分开,熟悉Struts的同学应该知道,Struts其实就是一种将请求和呈现分离的技术,其中必然涉及命令模式的思想!
备忘录模式
本质
保存一个对象的某个状态,以便在适当的时候恢复对象
实现
Memento
Original
Storage
描述
新建原始类时,value被初始化为egg,后经过修改,将value的值置为niu,最后倒数第二行进行恢复状态,结果成功恢复了。其实我觉得这个模式叫“备份-恢复”模式最形象
状态模式
本质
当对象的状态改变时,同时改变其行为
实现
Context
State
描述
根据这个特性,状态模式在日常开发中用的挺多的,尤其是做网站的时候,我们有时希望根据对象的某一属性,区别开他们的一些功能,比如说简单的权限控制等。
访问者模式
本质
访问者模式就是一种分离对象数据结构与行为的方法,通过这种分离,可达到为一个被访问者动态添加新的操作而无需做其它的修改的效果。
实现
Visitor
MyVisitor
Subject
MySubject
应用
如果我们想为一个现有的类增加新功能,不得不考虑几个事情:1、新功能会不会与现有功能出现兼容性问题?2、以后会不会再需要添加?3、如果类不允许修改代码怎么办?面对这些问题,最好的解决方法就是使用访问者模式,访问者模式适用于数据结构相对稳定的系统,把数据结构和算法解耦
中介者模式
本质
中介者模式也是用来降低类类之间的耦合的,因为如果类类之间有依赖关系的话,不利于功能的拓展和维护,因为只要修改一个对象,其它关联的对象都得进行修改。如果使用中介者模式,只需关心和Mediator类的关系,具体类类之间的关系及调度交给Mediator就行,这有点像spring容器的作用。
实现
Mediator
MyMediator
User
User1
User2
解释器模式
本质
一般主要应用在OOP开发中的编译器的开发中,所以适用面比较窄。
实现
Expression
Minus
Plus
Context
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