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常用的设计模式汇总

常用的设计模式汇总

作者: JAVA伯乐 | 来源:发表于2019-03-27 14:54 被阅读0次

    单例模式

    简单点说,就是一个应用程序中,某个类的实例对象只有一个,你没有办法去new,因为构造器是被private修饰的,一般通过getInstance()的方法来获取它们的实例。

    getInstance()的返回值是一个对象的引用,并不是一个新的实例,所以不要错误的理解成多个对象。单例模式实现起来也很容易,直接看demo吧

    publicclassSingleton{

    privatestaticSingleton singleton;

    privateSingleton(){

    }

    publicstaticSingletongetInstance(){

    if(singleton ==null) {

    singleton =newSingleton();

    }

    returnsingleton;

    }

    }

    按照我的习惯,我恨不得写满注释,怕你们看不懂,但是这个代码实在太简单了,所以我没写任何注释,如果这几行代码你都看不明白的话,那你可以洗洗睡了,等你睡醒了再来看我的博客说不定能看懂。

    上面的是最基本的写法,也叫懒汉写法(线程不安全)下面我再公布几种单例模式的写法:

    懒汉式写法(线程安全)

    publicclassSingleton{

    privatestaticSingleton instance;

    privateSingleton(){}

    publicstaticsynchronizedSingletongetInstance(){

    if(instance ==null) {

    instance =newSingleton();

    }

    returninstance;

    }

    }

    饿汉式写法

    publicclassSingleton{

    privatestaticSingleton instance =newSingleton();

    privateSingleton(){}

    publicstaticSingletongetInstance(){

    returninstance;

    }

    }

    静态内部类

    publicclassSingleton{

    privatestaticclassSingletonHolder{

    privatestaticfinalSingleton INSTANCE =newSingleton();

    }

    privateSingleton(){}

    publicstaticfinalSingletongetInstance(){

    returnSingletonHolder.INSTANCE;

    }

    }

    枚举

    publicenumSingleton {

    INSTANCE;

    publicvoidwhateverMethod(){

    }

    }

    这种方式是Effective Java作者Josh Bloch 提倡的方式,它不仅能避免多线程同步问题,而且还能防止反序列化重新创建新的对象,可谓是很坚强的壁垒啊,不过,个人认为由于1.5中才加入enum特性,用这种方式写不免让人感觉生疏。

    双重校验锁

    publicclassSingleton{

    privatevolatilestaticSingleton singleton;

    privateSingleton(){}

    publicstaticSingletongetSingleton(){

    if(singleton ==null) {

    synchronized(Singleton.class) {

    if(singleton ==null) {

    singleton =newSingleton();

    }

    }

    }

    returnsingleton;

    }

    }

    总结:我个人比较喜欢静态内部类写法和饿汉式写法,其实这两种写法能够应付绝大多数情况了。其他写法也可以选择,主要还是看业务需求吧。

    观察者模式

    对象间一对多的依赖关系,当一个对象的状态发生改变时,所有依赖于它的对象都得到通知并被自动更新。

    观察者模式UML图

    看不懂图的人端着小板凳到这里来,给你举个栗子:假设有三个人,小美(女,22),小王和小李。小美很漂亮,小王和小李是两个程序猿,时刻关注着小美的一举一动。有一天,小美说了一句:“谁来陪我打游戏啊。”这句话被小王和小李听到了,结果乐坏了,蹭蹭蹭,没一会儿,小王就冲到小美家门口了,在这里,小美是被观察者,小王和小李是观察者,被观察者发出一条信息,然后观察者们进行相应的处理,看代码:

    publicinterfacePerson{

    //小王和小李通过这个接口可以接收到小美发过来的消息

    voidgetMessage(String s);

    }

    这个接口相当于小王和小李的电话号码,小美发送通知的时候就会拨打getMessage这个电话,拨打电话就是调用接口,看不懂没关系,先往下看

    publicclassLaoWangimplementsPerson{

    privateString name ="小王";

    publicLaoWang(){

    }

    @Override

    publicvoidgetMessage(String s){

    System.out.println(name +"接到了小美打过来的电话,电话内容是:"+ s);

    }

    }

    publicclassLaoLiimplementsPerson{

    privateString name ="小李";

    publicLaoLi(){

    }

    @Override

    publicvoidgetMessage(String s){

    System.out.println(name +"接到了小美打过来的电话,电话内容是:->"+ s);

    }

    }

    代码很简单,我们再看看小美的代码:

    publicclassXiaoMei{

    Listlist=newArrayList();

    publicXiaoMei(){

    }

    publicvoidaddPerson(Person person){

    list.add(person);

    }

    //遍历list,把自己的通知发送给所有暗恋自己的人

    publicvoidnotifyPerson(){

    for(Person person:list){

    person.getMessage("你们过来吧,谁先过来谁就能陪我一起玩儿游戏!");

    }

    }

    }

    我们写一个测试类来看一下结果对不对

    publicclassTest{

    publicstaticvoidmain(String[] args){

    XiaoMei xiao_mei =newXiaoMei();

    LaoWang lao_wang =newLaoWang();

    LaoLi lao_li =newLaoLi();

    //小王和小李在小美那里都注册了一下

    xiao_mei.addPerson(lao_wang);

    xiao_mei.addPerson(lao_li);

    //小美向小王和小李发送通知

    xiao_mei.notifyPerson();

    }

    }

    完美~

    装饰者模式

    对已有的业务逻辑进一步的封装,使其增加额外的功能,如Java中的IO流就使用了装饰者模式,用户在使用的时候,可以任意组装,达到自己想要的效果。 举个栗子,我想吃三明治,首先我需要一根大大的香肠,我喜欢吃奶油,在香肠上面加一点奶油,再放一点蔬菜,最后再用两片面包夹一下,很丰盛的一顿午饭,营养又健康。(ps:不知道上海哪里有卖好吃的三明治的,求推荐~)那我们应该怎么来写代码呢? 首先,我们需要写一个Food类,让其他所有食物都来继承这个类,看代码:

    publicclassFood{

    privateString food_name;

    publicFood(){

    }

    publicFood(String food_name){

    this.food_name = food_name;

    }

    publicStringmake(){

    returnfood_name;

    };

    }

    代码很简单,我就不解释了,然后我们写几个子类继承它:

    //面包类

    publicclassBreadextendsFood{

    privateFood basic_food;

    publicBread(Food basic_food){

    this.basic_food = basic_food;

    }

    publicStringmake(){

    returnbasic_food.make()+"+面包";

    }

    }

    //奶油类

    publicclassCreamextendsFood{

    privateFood basic_food;

    publicCream(Food basic_food){

    this.basic_food = basic_food;

    }

    publicStringmake(){

    returnbasic_food.make()+"+奶油";

    }

    }

    //蔬菜类

    publicclassVegetableextendsFood{

    privateFood basic_food;

    publicVegetable(Food basic_food){

    this.basic_food = basic_food;

    }

    publicStringmake(){

    returnbasic_food.make()+"+蔬菜";

    }

    }

    这几个类都是差不多的,构造方法传入一个Food类型的参数,然后在make方法中加入一些自己的逻辑,如果你还是看不懂为什么这么写,不急,你看看我的Test类是怎么写的,一看你就明白了

    publicclassTest{

    publicstaticvoidmain(String[] args){

    Food food =newBread(newVegetable(newCream(newFood("香肠"))));

    System.out.println(food.make());

    }

    }

    看到没有,一层一层封装,我们从里往外看:最里面我new了一个香肠,在香肠的外面我包裹了一层奶油,在奶油的外面我又加了一层蔬菜,最外面我放的是面包,是不是很形象,哈哈~ 这个设计模式简直跟现实生活中一摸一样,看懂了吗? 我们看看运行结果吧

    运行结果

    一个三明治就做好了~

    适配器模式

    将两种完全不同的事物联系到一起,就像现实生活中的变压器。假设一个手机充电器需要的电压是20V,但是正常的电压是220V,这时候就需要一个变压器,将220V的电压转换成20V的电压,这样,变压器就将20V的电压和手机联系起来了。

    publicclassTest{

    publicstaticvoidmain(String[] args){

    Phone phone =newPhone();

    VoltageAdapter adapter =newVoltageAdapter();

    phone.setAdapter(adapter);

    phone.charge();

    }

    }

    // 手机类

    classPhone{

    publicstaticfinalintV =220;// 正常电压220v,是一个常量

    privateVoltageAdapter adapter;

    // 充电

    publicvoidcharge(){

    adapter.changeVoltage();

    }

    publicvoidsetAdapter(VoltageAdapter adapter){

    this.adapter = adapter;

    }

    }

    // 变压器

    classVoltageAdapter{

    // 改变电压的功能

    publicvoidchangeVoltage(){

    System.out.println("正在充电...");

    System.out.println("原始电压:"+ Phone.V +"V");

    System.out.println("经过变压器转换之后的电压:"+ (Phone.V -200) +"V");

    }

    }

    工厂模式

    简单工厂模式:一个抽象的接口,多个抽象接口的实现类,一个工厂类,用来实例化抽象的接口

    // 抽象产品类

    abstractclassCar{

    publicvoidrun();

    publicvoidstop();

    }

    // 具体实现类

    classBenzimplementsCar{

    publicvoidrun(){

    System.out.println("Benz开始启动了。。。。。");

    }

    publicvoidstop(){

    System.out.println("Benz停车了。。。。。");

    }

    }

    classFordimplementsCar{

    publicvoidrun(){

    System.out.println("Ford开始启动了。。。");

    }

    publicvoidstop(){

    System.out.println("Ford停车了。。。。");

    }

    }

    // 工厂类

    classFactory{

    publicstaticCargetCarInstance(String type){

    Car c =null;

    if("Benz".equals(type)) {

    c =newBenz();

    }

    if("Ford".equals(type)) {

    c =newFord();

    }

    returnc;

    }

    }

    publicclassTest{

    publicstaticvoidmain(String[] args){

    Car c = Factory.getCarInstance("Benz");

    if(c !=null) {

    c.run();

    c.stop();

    }else{

    System.out.println("造不了这种汽车。。。");

    }

    }

    }

    工厂方法模式:有四个角色,抽象工厂模式,具体工厂模式,抽象产品模式,具体产品模式。不再是由一个工厂类去实例化具体的产品,而是由抽象工厂的子类去实例化产品

    // 抽象产品角色

    publicinterfaceMoveable{

    voidrun();

    }

    // 具体产品角色

    publicclassPlaneimplementsMoveable{

    @Override

    publicvoidrun(){

    System.out.println("plane....");

    }

    }

    publicclassBroomimplementsMoveable{

    @Override

    publicvoidrun(){

    System.out.println("broom.....");

    }

    }

    // 抽象工厂

    publicabstractclassVehicleFactory{

    abstractMoveablecreate();

    }

    // 具体工厂

    publicclassPlaneFactoryextendsVehicleFactory{

    publicMoveablecreate(){

    returnnewPlane();

    }

    }

    publicclassBroomFactoryextendsVehicleFactory{

    publicMoveablecreate(){

    returnnewBroom();

    }

    }

    // 测试类

    publicclassTest{

    publicstaticvoidmain(String[] args){

    VehicleFactory factory =newBroomFactory();

    Moveable m = factory.create();

    m.run();

    }

    }

    抽象工厂模式:与工厂方法模式不同的是,工厂方法模式中的工厂只生产单一的产品,而抽象工厂模式中的工厂生产多个产品

    /抽象工厂类

    publicabstractclassAbstractFactory{

    publicabstractVehiclecreateVehicle();

    publicabstractWeaponcreateWeapon();

    publicabstractFoodcreateFood();

    }

    //具体工厂类,其中Food,Vehicle,Weapon是抽象类,

    publicclassDefaultFactoryextendsAbstractFactory{

    @Override

    publicFoodcreateFood(){

    returnnewApple();

    }

    @Override

    publicVehiclecreateVehicle(){

    returnnewCar();

    }

    @Override

    publicWeaponcreateWeapon(){

    returnnewAK47();

    }

    }

    //测试类

    publicclassTest{

    publicstaticvoidmain(String[] args){

    AbstractFactory f =newDefaultFactory();

    Vehicle v = f.createVehicle();

    v.run();

    Weapon w = f.createWeapon();

    w.shoot();

    Food a = f.createFood();

    a.printName();

    }

    }

    代理模式(proxy)

    有两种,静态代理和动态代理。先说静态代理,很多理论性的东西我不讲,我就算讲了,你们也看不懂。什么真实角色,抽象角色,代理角色,委托角色。。。乱七八糟的,我是看不懂。之前学代理模式的时候,去网上翻一下,资料一大堆,打开链接一看,基本上都是给你分析有什么什么角色,理论一大堆,看起来很费劲,不信的话你们可以去看看,我是看不懂他们在说什么。咱不来虚的,直接用生活中的例子说话。(注意:我这里并不是否定理论知识,我只是觉得有时候理论知识晦涩难懂,喜欢挑刺的人一边去,你是来学习知识的,不是来挑刺的)

    到了一定的年龄,我们就要结婚,结婚是一件很麻烦的事情,(包括那些被父母催婚的)。有钱的家庭可能会找司仪来主持婚礼,显得热闹,洋气~好了,现在婚庆公司的生意来了,我们只需要给钱,婚庆公司就会帮我们安排一整套结婚的流程。整个流程大概是这样的:家里人催婚->男女双方家庭商定结婚的黄道即日->找一家靠谱的婚庆公司->在约定的时间举行结婚仪式->结婚完毕

    婚庆公司打算怎么安排婚礼的节目,在婚礼完毕以后婚庆公司会做什么,我们一概不知。。。别担心,不是黑中介,我们只要把钱给人家,人家会把事情给我们做好。所以,这里的婚庆公司相当于代理角色,现在明白什么是代理角色了吧。

    代码实现请看:

    //代理接口

    publicinterfaceProxyInterface{

    //需要代理的是结婚这件事,如果还有其他事情需要代理,比如吃饭睡觉上厕所,也可以写

    voidmarry();

    //代理吃饭(自己的饭,让别人吃去吧)

    //void eat();

    //代理拉屎,自己的屎,让别人拉去吧

    //void shit();

    }

    文明社会,代理吃饭,代理拉屎什么的我就不写了,有伤社会风化~~~能明白就好

    好了,我们看看婚庆公司的代码:

    publicclassWeddingCompanyimplementsProxyInterface{

    privateProxyInterface proxyInterface;

    publicWeddingCompany(ProxyInterface proxyInterface){

    this.proxyInterface = proxyInterface;

    }

    @Override

    publicvoidmarry()

    {

    System.out.println("我们是婚庆公司的");

    System.out.println("我们在做结婚前的准备工作");

    System.out.println("节目彩排...");

    System.out.println("礼物购买...");

    System.out.println("工作人员分工...");

    System.out.println("可以开始结婚了");

    proxyInterface.marry();

    System.out.println("结婚完毕,我们需要做后续处理,你们可以回家了,其余的事情我们公司来做");

    }

    }

    看到没有,婚庆公司需要做的事情很多,我们再看看结婚家庭的代码:

    publicclassNormalHomeimplementsProxyInterface{

    @Override

    publicvoidmarry(){

    System.out.println("我们结婚啦~");

    }

    }

    这个已经很明显了,结婚家庭只需要结婚,而婚庆公司要包揽一切,前前后后的事情都是婚庆公司来做,听说现在婚庆公司很赚钱的,这就是原因,干的活多,能不赚钱吗?

    来看看测试类代码:

    publicclassTest{

    publicstaticvoidmain(String[] args){

    ProxyInterface proxyInterface =newWeddingCompany(newNormalHome());

    proxyInterface.marry();

    }

    }

    运行结果如下:

    在我们预料中,结果正确,这就是静态代理,动态代理我就不想说了,跟java反射有关系,网上资料很多,以后有时间再更新吧。

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