设计模式 Day04 单例模式 适配器模式 组合模式

1. 如何判断你已经掌握了某种设计模式？（非常重要）

• ① 这个模式的意图是什么？它解决了什么问题、什么时候可以使用它
• ② 它是如何解决的？掌握它的结构图，记住它的关键代码
• ③ 至少能够想到它的两个应用实例，一个生活中的，一个软件中的
• ④ 这个模式的缺点是什么？在使用时要注意什么

一、单例模式

1. 这个模式的意图是什么？它解决了什么问题、什么时候使用它

• 什么时候使用它：
• ① 系统只需要一个实例对象，如系统要求提供一个唯一的序列号生成器或资源管理器，或者需要考虑资源消耗太大而只允许创建一个对象。
• ② 客户调用类的单个实例只允许使用一个公共访问点，除了该公共访问点，不能通过其他途径访问该实例。

2. 它是如何解决的？掌握它的结构图，记住它的关键代码

• 关键代码：

class TaskManager
{
     private static TaskManager tm = null;
     private TaskManager() {……} //初始化窗口
     public void  displayProcesses() {……} //显示进程
     public void  displayServices() {……} //显示服务
     public static TaskManager getInstance()
     {
        if (tm == null)
        {
            tm = new TaskManager();
        }
        return tm;
    }
   ……
}

3. 至少能够想到它的两个应用实例，一个软件中的，一个生活中的

• 软件中：实现一台负载均衡的流量入口服务器
• 生活中：电脑中的任务管理器

4. 这个模式的缺点是什么？在使用时要注意什么

• ① 由于单例模式中没有抽象层，因此单例类的扩展很大的困难。
• ② 单例类的职责过重，在一定程度上违背了 单一职责原则。因为单例类既充当了工厂角色，提供了工厂方法，同时又充当了产品角色，包含一些业务方法，将产品的创建和产品的本身的功能融合到一起。
• ③ 现在很多面向对象语言(如Java、C#)的运行环境都提供了自动垃圾回收的技术，因此，如果实例化的共享对象长时间不被利用，系统会认为它是垃圾，会自动销毁并回收资源，下次利用时又将重新实例化，这将导致共享的单例对象状态的丢失。

二、适配器模式

1. 这个设计模式的意图是什么？它解决了什么问题、什么时候可以使用它

• 什么时候使用它：
• 将一个接口转换成客户希望的另一个接口，使接口不兼容的那些类可以一起工作。
• 通俗来讲： 让两个无法相互调用的类，在不修改它们代码的情况下，增加一个适配器来让它们能工作起来。

2. 它是如何解决的？掌握它的结构图，记住它的关键代码

• 结构图：

• Target（目标抽象类）： 目标抽象类定义客户所需接口，可以是一个抽象类或接口，也可以是具体类。

• Adapter（适配器类）： 适配器可以调用一个接口，作为一个转换器，对 Adaptee 和 Target 进行适配，适配器是适配器模式的核心，在对象适配器中，它通过继承 Target 并关联一个 Adaptee 对象使得二者产生联系。

• Adaptee（适配者类）： 适配者即被适配的角色，它定义了一个已经存在的接口，这个接口需要适配，适配者类一般是一个工具类，包含了客户希望使用的业务方法，在某些情况下可能没有适配者的源代码。

• 关键代码：

class Adapter extends Target {
    private Adaptee adaptee; //维持一个对适配者对象的引用
    
    public Adapter(Adaptee adaptee) {
        this.adaptee=adaptee;
    }
    
    public void request() {
        adaptee.specificRequest(); //转发调用
    }
}

3. 至少能够想到它的两个应用实例，一个软件中的，一个生活中的

• 软件中：比如一个 APP 承接了多个广告商，为了统一调用这些广告（适配者），就可以提供一个适配器类，这样客户就能方便的获取广告。
• 生活中：笔记本电脑的电源适配器，就把国际统一标准的 220v 电压，转换成 40v，供给电脑使用

4. 这个模式的缺点是什么？在使用时要注意什么

• 没啥缺点

三、组合模式

1. 这个设计模式的意图是什么？它解决了什么问题、什么时候可以使用它

• 解决了什么问题：
• 组合模式为处理树形结构提供了一种较为完美的解决方案，它描述了如何将容器和叶子进行递归组合，使得用户在使用时无须对它们进行区分，可以一致地对待容器和叶子。

2. 它是如何解决的？掌握它的结构图，记住它的关键代码

• 结构图：
• Component（抽象构件）：它可以是接口或者抽象类，为叶子构件和容易构件对象声明了接口，在该角色中可以保护所有子类共有行为的声明和实现。
• Leaf（叶子构件）：它在组合结构中表示叶子节点对象，叶子节点没有子节点，它实现了抽象构件中定义的行为。
• Composite（容器构件）：它在组合结构中表示容器节点对象，容器节点保护子节点，其子节点可以是叶子节点，也可以是容器节点。

• 核心思想：

• 组合模式的关键是定义了一个抽象构件类，它既可以表示叶子，又可以代表容器，而客户端针对该抽象构件进行编程，无须知道它到底表示的是叶子节点还是容器，可以对其进行统一处理。

• 关键代码：

abstract class Component {
    public abstract void add(Component c); //增加成员
    public abstract void remove(Component c); //删除成员
    public abstract Component getChild(int i); //获取成员
    public abstract void operation();  //业务方法
}

class Leaf extends Component {
    public void add(Component c) { 
        //异常处理或错误提示 
    }   
        
    public void remove(Component c) { 
        //异常处理或错误提示 
    }
    
    public Component getChild(int i) { 
        //异常处理或错误提示
        return null; 
    }
    
    public void operation() {
        //叶子构件具体业务方法的实现
    } 
}

class Composite extends Component {
    private ArrayList<Component> list = new ArrayList<Component>();
    
    public void add(Component c) {
        list.add(c);
    }
    
    public void remove(Component c) {
        list.remove(c);
    }
    
    public Component getChild(int i) {
        return (Component)list.get(i);
    }
    
    public void operation() {
        //容器构件具体业务方法的实现
        //递归调用成员构件的业务方法
        for(Object obj:list) {
            ((Component)obj).operation();
        }
    }   
}

3. 至少能够想到它的两个应用实例，一个生活中的，一个软件中的

• 软件中：设计文件夹和文件系统
• 生活中：公司的组织机构设计

4. 这个模式的缺点是什么？在使用时要注意什么

• 在新增构件时很难对容器中的构件类型进行限制。有时候我们希望一个容器中只能有某些特点类型的对象，例如在某个文件夹中只能包含文本文件，使用组合模式时，不能依赖类型系统来施加这些约束，因为它们都来自于相同的抽象层，在这种情况下，必须通过运行时进行类型检查来实现，这个实现过程较为复杂。