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(转载)常用设计模式学习笔记

(转载)常用设计模式学习笔记

作者: wxxhfg | 来源:发表于2021-07-04 18:45 被阅读0次

    本文为本人观看博客文章所作笔记,仅供本人学习记录使用,详细文章请看这里,如有侵权请联系我删除

    创建型模式

    简单工厂

    选择不一样的参数,生成不一样的产品 可用switch()来做参数选择

    public class FoodFactory {
    
        public static Food makeFood(String name) {
            if (name.equals("noodle")) {
                Food noodle = new LanZhouNoodle();
                noodle.addSpicy("more");
                return noodle;
            } else if (name.equals("chicken")) {
                Food chicken = new HuangMenChicken();
                chicken.addCondiment("potato");
                return chicken;
            } else {
                return null;
           }
        }
    }
    

    工厂模式

    (需要两个或者两个以上的工厂) 客户端根据不同的参数生成对应的工厂实例 , 该工厂再生成不用的产品

    public interface FoodFactory {
        Food makeFood(String name);
    }
    public class ChineseFoodFactory implements FoodFactory {
    
        @Override
        public Food makeFood(String name) {
            if (name.equals("A")) {
                return new ChineseFoodA();
            } else if (name.equals("B")) {
                return new ChineseFoodB();
            } else {
                return null;
            }
        }
    }
    public class AmericanFoodFactory implements FoodFactory {
    
        @Override
        public Food makeFood(String name) {
            if (name.equals("A")) {
                return new AmericanFoodA();
            } else if (name.equals("B")) {
                return new AmericanFoodB();
            } else {
                return null;
            }
        }
    }
    
    public class APP {
        public static void main(String[] args) {
            // 先选择一个具体的工厂
            FoodFactory factory = new ChineseFoodFactory();
            // 由第一步的工厂产生具体的对象,不同的工厂造出不一样的对象
            Food food = factory.makeFood("A");
        }
    }
    

    抽象工厂

    当涉及到产品族的时候,就需要引入抽象工厂模式了。

    一个经典的例子是造一台电脑。我们先不引入抽象工厂模式,看看怎么实现。

    因为电脑是由许多的构件组成的,我们将 CPU 和主板进行抽象,然后 CPU 由 CPUFactory 生产,主板由 MainBoardFactory 生产,然后,我们再将 CPU 和主板搭配起来组合在一起,如下图:

    factory-1

    这个时候的客户端调用是这样的:

    // 得到 Intel 的 CPU
    CPUFactory cpuFactory = new IntelCPUFactory();
    CPU cpu = intelCPUFactory.makeCPU();
    
    // 得到 AMD 的主板
    MainBoardFactory mainBoardFactory = new AmdMainBoardFactory();
    MainBoard mainBoard = mainBoardFactory.make();
    
    // 组装 CPU 和主板
    Computer computer = new Computer(cpu, mainBoard);
    

    单独看 CPU 工厂和主板工厂,它们分别是前面我们说的工厂模式。这种方式也容易扩展,因为要给电脑加硬盘的话,只需要加一个 HardDiskFactory 和相应的实现即可,不需要修改现有的工厂。

    但是,这种方式有一个问题,那就是如果 Intel 家产的 CPU 和 AMD 产的主板不能兼容使用,那么这代码就容易出错,因为客户端并不知道它们不兼容,也就会错误地出现随意组合。

    下面就是我们要说的产品族的概念,它代表了组成某个产品的一系列附件的集合:

    abstract-factory-2

    当涉及到这种产品族的问题的时候,就需要抽象工厂模式来支持了。我们不再定义 CPU 工厂、主板工厂、硬盘工厂、显示屏工厂等等,我们直接定义电脑工厂,每个电脑工厂负责生产所有的设备,这样能保证肯定不存在兼容问题。

    abstract-factory-3

    这个时候,对于客户端来说,不再需要单独挑选 CPU厂商、主板厂商、硬盘厂商等,直接选择一家品牌工厂,品牌工厂会负责生产所有的东西,而且能保证肯定是兼容可用的。

    public static void main(String[] args) {
        // 第一步就要选定一个“大厂”
        ComputerFactory cf = new AmdFactory();
        // 从这个大厂造 CPU
        CPU cpu = cf.makeCPU();
        // 从这个大厂造主板
        MainBoard board = cf.makeMainBoard();
          // 从这个大厂造硬盘
          HardDisk hardDisk = cf.makeHardDisk();
    
        // 将同一个厂子出来的 CPU、主板、硬盘组装在一起
        Computer result = new Computer(cpu, board, hardDisk);
    }
    

    当然,抽象工厂的问题也是显而易见的,比如我们要加个显示器,就需要修改所有的工厂,给所有的工厂都加上制造显示器的方法。这有点违反了对修改关闭,对扩展开放这个设计原则。

    单例模式

    饿汉模式最简单:

    public class Singleton {
        // 首先,将 new Singleton() 堵死
        private Singleton() {};
        // 创建私有静态实例,意味着这个类第一次使用的时候就会进行创建
        private static Singleton instance = new Singleton();
    
        public static Singleton getInstance() {
            return instance;
        }
        // 瞎写一个静态方法。这里想说的是,如果我们只是要调用 Singleton.getDate(...),
        // 本来是不想要生成 Singleton 实例的,不过没办法,已经生成了
        public static Date getDate(String mode) {return new Date();}
    }
    

    很多人都能说出饿汉模式的缺点,可是我觉得生产过程中,很少碰到这种情况:你定义了一个单例的类,不需要其实例,可是你却把一个或几个你会用到的静态方法塞到这个类中。

    饱汉模式最容易出错:

    public class Singleton {
        // 首先,也是先堵死 new Singleton() 这条路
        private Singleton() {}
        // 和饿汉模式相比,这边不需要先实例化出来,注意这里的 volatile,它是必须的
        private static volatile Singleton instance = null;
    
        public static Singleton getInstance() {
            if (instance == null) {
                // 加锁
                synchronized (Singleton.class) {
                    // 这一次判断也是必须的,不然会有并发问题
                    if (instance == null) {
                        instance = new Singleton();
                    }
                }
            }
            return instance;
        }
    }
    

    双重检查,指的是两次检查 instance 是否为 null。

    volatile 在这里是需要的,希望能引起读者的关注。

    很多人不知道怎么写,直接就在 getInstance() 方法签名上加上 synchronized,这就不多说了,性能太差。

    嵌套类最经典,以后大家就用它吧:

    public class Singleton3 {
    
        private Singleton3() {}
        // 主要是使用了 嵌套类可以访问外部类的静态属性和静态方法 的特性
        private static class Holder {
            private static Singleton3 instance = new Singleton3();
        }
        public static Singleton3 getInstance() {
            return Holder.instance;
        }
    }
    

    注意,很多人都会把这个嵌套类说成是静态内部类,严格地说,内部类和嵌套类是不一样的,它们能访问的外部类权限也是不一样的。

    最后,我们说一下枚举,枚举很特殊,它在类加载的时候会初始化里面的所有的实例,而且 JVM 保证了它们不会再被实例化,所以它天生就是单例的。

    虽然我们平时很少看到用枚举来实现单例,但是在 RxJava 的源码中,有很多地方都用了枚举来实现单例。

    建造者模式

    经常碰见的 XxxBuilder 的类,通常都是建造者模式的产物。建造者模式其实有很多的变种,但是对于客户端来说,我们的使用通常都是一个模式的:

    Food food = new FoodBuilder().a().b().c().build();
    Food food = Food.builder().a().b().c().build();
    

    套路就是先 new 一个 Builder,然后可以链式地调用一堆方法,最后再调用一次 build() 方法,我们需要的对象就有了。

    package com.wxx.pattern;
    
    class User {
        // 下面是“一堆”的属性
        private String name;
        private String password;
        private String nickName;
        private int age;
    
        private User(String name, String password, String nickName, int age) {
            this.name = name;
            this.password = password;
            this.nickName = nickName;
            this.age = age;
        }
    
        public  static  UserBuilder build(){
            return new UserBuilder();
        }
    
    
      public  static   class UserBuilder{
          // 下面是和 User 一模一样的一堆属性
          private String name;
          private String password;
          private String nickName;
          private int age;
    
    
          private UserBuilder() {
          }
          // 链式调用设置各个属性值,返回 this,即 UserBuilder
          public UserBuilder name(String name) {
              this.name = name;
              return this;
          }
    
          public UserBuilder password(String password) {
              this.password = password;
              return this;
          }
    
          public UserBuilder nickName(String nickName) {
              this.nickName = nickName;
              return this;
          }
    
          public UserBuilder age(int age) {
              this.age = age;
              return this;
          }
    
    
          // build() 方法负责将 UserBuilder 中设置好的属性“复制”到 User 中
          // 当然,可以在 “复制” 之前做点检验
    
          public User build(){
              if(name == null || password == null){
                  throw new RuntimeException("用户名和密码不能为空");
              }
    
              if (age <= 0 || age >= 150) {
                  throw new RuntimeException("年龄不合法");
              }
              // 还可以做赋予”默认值“的功能
              if (nickName == null) {
                  nickName = name;
              }
    
              return new User(name, password, nickName, age);
          }
      }
    }
    
    
    //客户端中的调用
     public static void main(String[] args) {
            User d =  User.build().name("foo").password("1244").age(25).build();
        }
    

    原型模式

    原型模式很简单:有一个原型实例,基于这个原型实例产生新的实例,也就是“克隆”了。

    Object 类中有一个 clone() 方法,它用于生成一个新的对象,当然,如果我们要调用这个方法,java 要求我们的类必须先实现 Cloneable 接口,此接口没有定义任何方法,但是不这么做的话,在 clone() 的时候,会抛出 CloneNotSupportedException 异常。

    protected native Object clone() throws CloneNotSupportedException;
    

    java 的克隆是浅克隆,碰到对象引用的时候,克隆出来的对象和原对象中的引用将指向同一个对象。通常实现深克隆的方法是将对象进行序列化,然后再进行反序列化。

    创建型模式总结

    • 简单工厂模式最简单;
    • 工厂模式在简单工厂模式的基础上增加了选择工厂的维度,需要第一步选择合适的工厂;
    • 抽象工厂模式有产品族的概念,如果各个产品是存在兼容性问题的,就要用抽象工厂模式。
    • 单例模式就不说了,为了保证全局使用的是同一对象,一方面是安全性考虑,一方面是为了节省资源;
    • 建造者模式专门对付属性很多的那种类,为了让代码更优美;
    • 原型模式用得最少,了解和 Object 类中的 clone() 方法相关的知识即可。

    结构型模式

    创建型模式用于创建一个对象,而结构型模式旨在通过改变代码结构来达到解耦的目的,使得我们的代码更容易扩展和解耦。

    代理模式

    既然说是代理,那就要对客户端隐藏真实实现,由代理来负责客户端的所有请求。当然,代理只是个代理,它不会完成实际的业务逻辑,而是一层皮而已,但是对于客户端来说,它必须表现得就是客户端需要的真实实现。

    public interface FoodService {
     Food makeChicken();
     Food makeNoodle();
    }
    
    public class FoodServiceImpl implements FoodService {
     public Food makeChicken() {
     Food f = new Chicken()
     f.setChicken("1kg");
     f.setSpicy("1g");
     f.setSalt("3g");
     return f;
     }
     public Food makeNoodle() {
     Food f = new Noodle();
     f.setNoodle("500g");
     f.setSalt("5g");
     return f;
     }
    }
    
    // 代理要表现得“就像是”真实实现类,所以需要实现 FoodService
    public class FoodServiceProxy implements FoodService {
    
     // 内部一定要有一个真实的实现类,当然也可以通过构造方法注入
     private FoodService foodService = new FoodServiceImpl();
    
     public Food makeChicken() {
     System.out.println("我们马上要开始制作鸡肉了");
    
     // 如果我们定义这句为核心代码的话,那么,核心代码是真实实现类做的,
     // 代理只是在核心代码前后做些“无足轻重”的事情
     Food food = foodService.makeChicken();
    
     System.out.println("鸡肉制作完成啦,加点胡椒粉"); // 增强
     food.addCondiment("pepper");
    
     return food;
     }
     public Food makeNoodle() {
     System.out.println("准备制作拉面~");
     Food food = foodService.makeNoodle();
     System.out.println("制作完成啦")
     return food;
     }
    }
    

    客户端调用,注意,我们要用代理来实例化接口:

    // 这里用代理类来实例化
    FoodService foodService = new FoodServiceProxy();
    foodService.makeChicken();
    
    proxy

    代理模式说白了就是做 “方法包装” 或做 “方法增强”。在面向切面编程中,其实就是动态代理的过程。比如 Spring 中,我们自己不定义代理类,但是 Spring 会帮我们动态来定义代理,然后把我们定义在 @Before、@After、@Around 中的代码逻辑动态添加到代理中。

    说到动态代理,又可以展开说,Spring 中实现动态代理有两种,一种是如果我们的类定义了接口,如 UserService 接口和 UserServiceImpl 实现,那么采用 JDK 的动态代理,感兴趣的读者可以去看看 java.lang.reflect.Proxy 类的源码;另一种是我们自己没有定义接口的,Spring 会采用 CGLIB 进行动态代理,它是一个 jar 包,性能还不错。

    适配器模式

    适配器模式总体来说分三种:默认适配器模式、对象适配器模式、类适配器模式。先不急着分清楚这几个,先看看例子再说。

    默认适配器模式

    首先,我们先看看最简单的适配器模式默认适配器模式(Default Adapter)是怎么样的。

    我们用 Appache commons-io 包中的 FileAlterationListener 做例子,此接口定义了很多的方法,用于对文件或文件夹进行监控,一旦发生了对应的操作,就会触发相应的方法。

    public interface FileAlterationListener {
        void onStart(final FileAlterationObserver observer);
        void onDirectoryCreate(final File directory);
        void onDirectoryChange(final File directory);
        void onDirectoryDelete(final File directory);
        void onFileCreate(final File file);
        void onFileChange(final File file);
        void onFileDelete(final File file);
        void onStop(final FileAlterationObserver observer);
    }
    

    此接口的一大问题是抽象方法太多了,如果我们要用这个接口,意味着我们要实现每一个抽象方法,如果我们只是想要监控文件夹中的文件创建文件删除事件,可是我们还是不得不实现所有的方法,很明显,这不是我们想要的。

    所以,我们需要下面的一个适配器,它用于实现上面的接口,但是所有的方法都是空方法,这样,我们就可以转而定义自己的类来继承下面这个类即可。

    public class FileAlterationListenerAdaptor implements FileAlterationListener {
    
        public void onStart(final FileAlterationObserver observer) {
        }
    
        public void onDirectoryCreate(final File directory) {
        }
    
        public void onDirectoryChange(final File directory) {
        }
    
        public void onDirectoryDelete(final File directory) {
        }
    
        public void onFileCreate(final File file) {
        }
    
        public void onFileChange(final File file) {
        }
    
        public void onFileDelete(final File file) {
        }
    
        public void onStop(final FileAlterationObserver observer) {
        }
    }
    

    比如我们可以定义以下类,我们仅仅需要实现我们想实现的方法就可以了:

    public class FileMonitor extends FileAlterationListenerAdaptor {
        public void onFileCreate(final File file) {
            // 文件创建
            doSomething();
        }
    
        public void onFileDelete(final File file) {
            // 文件删除
            doSomething();
        }
    }
    

    当然,上面说的只是适配器模式的其中一种,也是最简单的一种,无需多言。下面,再介绍“正统的”适配器模式。

    对象适配器模式

    来看一个《Head First 设计模式》中的一个例子,我稍微修改了一下,看看怎么将鸡适配成鸭,这样鸡也能当鸭来用。因为,现在鸭这个接口,我们没有合适的实现类可以用,所以需要适配器。

    public interface Duck {
     public void quack(); // 鸭的呱呱叫
     public void fly(); // 飞
    }
    
    public interface Cock {
     public void gobble(); // 鸡的咕咕叫
     public void fly(); // 飞
    }
    
    public class WildCock implements Cock {
     public void gobble() {
     System.out.println("咕咕叫");
     }
     public void fly() {
     System.out.println("鸡也会飞哦");
     }
    }
    

    鸭接口有 fly() 和 quare() 两个方法,鸡 Cock 如果要冒充鸭,fly() 方法是现成的,但是鸡不会鸭的呱呱叫,没有 quack() 方法。这个时候就需要适配了:

    // 毫无疑问,首先,这个适配器肯定需要 implements Duck,这样才能当做鸭来用
    public class CockAdapter implements Duck {
    
     Cock cock;
     // 构造方法中需要一个鸡的实例,此类就是将这只鸡适配成鸭来用
     public CockAdapter(Cock cock) {
     this.cock = cock;
     }
    
     // 实现鸭的呱呱叫方法
     @Override
     public void quack() {
     // 内部其实是一只鸡的咕咕叫
     cock.gobble();
     }
    
     @Override
     public void fly() {
     cock.fly();
     }
    }
    

    客户端调用很简单了:

    public static void main(String[] args) {
     // 有一只野鸡
     Cock wildCock = new WildCock();
     // 成功将野鸡适配成鸭
     Duck duck = new CockAdapter(wildCock);
     ...
    }
    

    到这里,大家也就知道了适配器模式是怎么回事了。无非是我们需要一只鸭,但是我们只有一只鸡,这个时候就需要定义一个适配器,由这个适配器来充当鸭,但是适配器里面的方法还是由鸡来实现的。

    adapter-1

    释义:我现在手中只有SomeThing 但是我想用Target对象 我该如何是好?

    1. 在适配器中注入我拥有的对象SomeThing ,即被适配对象;
    2. 在适配器中实现用自己的方法来目标方法,即可达到目的;

    类适配器模式

    废话少说,直接上图:

    adapter-1

    看到这个图,大家应该很容易理解的吧,通过继承的方法,适配器自动获得了所需要的大部分方法。这个时候,客户端使用更加简单,直接 Target t = new SomeAdapter(); 就可以了。

    适配器模式总结

    1. 类适配和对象适配的异同

      一个采用继承,一个采用组合;

      类适配属于静态实现,对象适配属于组合的动态实现,对象适配需要多实例化一个对象。

      总体来说,对象适配用得比较多。

    2. 适配器模式和代理模式的异同

      比较这两种模式,其实是比较对象适配器模式和代理模式,在代码结构上,它们很相似,都需要一个具体的实现类的实例。但是它们的目的不一样,代理模式做的是增强原方法的活;适配器做的是适配的活,为的是提供“把鸡包装成鸭,然后当做鸭来使用”,而鸡和鸭它们之间原本没有继承关系。

      adapter-5

    装饰模式

    首先,我们先看一个简单的图,看这个图的时候,了解下层次结构就可以了:

    decorator-1

    我们来说说装饰模式的出发点,从图中可以看到,接口 Component 其实已经有了 ConcreteComponentAConcreteComponentB 两个实现类了,但是,如果我们要增强这两个实现类的话,我们就可以采用装饰模式,用具体的装饰器来装饰实现类,以达到增强的目的。

    最近大街上流行起来了“快乐柠檬”,我们把快乐柠檬的饮料分为三类:红茶、绿茶、咖啡,在这三大类的基础上,又增加了许多的口味,什么金桔柠檬红茶、金桔柠檬珍珠绿茶、芒果红茶、芒果绿茶、芒果珍珠红茶、烤珍珠红茶、烤珍珠芒果绿茶、椰香胚芽咖啡、焦糖可可咖啡等等,每家店都有很长的菜单,但是仔细看下,其实原料也没几样,但是可以搭配出很多组合,如果顾客需要,很多没出现在菜单中的饮料他们也是可以做的。

    在这个例子中,红茶、绿茶、咖啡是最基础的饮料,其他的像金桔柠檬、芒果、珍珠、椰果、焦糖等都属于装饰用的。当然,在开发中,我们确实可以像门店一样,开发这些类:LemonBlackTea、LemonGreenTea、MangoBlackTea、MangoLemonGreenTea......但是,很快我们就发现,这样子干肯定是不行的,这会导致我们需要组合出所有的可能,而且如果客人需要在红茶中加双份柠檬怎么办?三份柠檬怎么办?

    不说废话了,上代码。

    首先,定义饮料抽象基类:

    public abstract class Beverage {
     // 返回描述
     public abstract String getDescription();
     // 返回价格
     public abstract double cost();
    }
    

    然后是三个基础饮料实现类,红茶、绿茶和咖啡:

    public class BlackTea extends Beverage {
     public String getDescription() {
     return "红茶";
     }
     public double cost() {
     return 10;
     }
    }
    public class GreenTea extends Beverage {
     public String getDescription() {
     return "绿茶";
     }
     public double cost() {
     return 11;
     }
    }
    ...// 咖啡省略
    

    定义调料,也就是装饰者的基类,此类必须继承自 Beverage:

    // 调料
    public abstract class Condiment extends Beverage {
    
    }
    

    然后我们来定义柠檬、芒果等具体的调料,它们属于装饰者,毫无疑问,这些调料肯定都需要继承调料 Condiment 类:

    public class Lemon extends Condiment {
     private Beverage bevarage;
     // 这里很关键,需要传入具体的饮料,如需要传入没有被装饰的红茶或绿茶,
     // 当然也可以传入已经装饰好的芒果绿茶,这样可以做芒果柠檬绿茶
     public Lemon(Beverage bevarage) {
     this.bevarage = bevarage;
     }
     public String getDescription() {
     // 装饰
     return bevarage.getDescription() + ", 加柠檬";
     }
     public double cost() {
     // 装饰
     return beverage.cost() + 2; // 加柠檬需要 2 元
     }
    }
    
    public class Mango extends Condiment {
     private Beverage bevarage;
     public Mango(Beverage bevarage) {
     this.bevarage = bevarage;
     }
     public String getDescription() {
     return bevarage.getDescription() + ", 加芒果";
     }
     public double cost() {
     return beverage.cost() + 3; // 加芒果需要 3 元
     }
    }
    ...// 给每一种调料都加一个类
    

    看客户端调用:

    public static void main(String[] args) {
     // 首先,我们需要一个基础饮料,红茶、绿茶或咖啡
     Beverage beverage = new GreenTea();
     // 开始装饰
     beverage = new Lemon(beverage); // 先加一份柠檬
     beverage = new Mongo(beverage); // 再加一份芒果
    
     System.out.println(beverage.getDescription() + " 价格:¥" + beverage.cost());
     //"绿茶, 加柠檬, 加芒果 价格:¥16"
    }
    

    如果我们需要 芒果-珍珠-双份柠檬-红茶

    Beverage beverage = new Mongo(new Pearl(new Lemon(new Lemon(new BlackTea()))));
    

    是不是很变态?

    看看下图可能会清晰一些:


    decorator-2

    到这里,大家应该已经清楚装饰模式了吧。

    门面模式

    门面模式(也叫外观模式,Facade Pattern)在许多源码中有使用,比如 slf4j 就可以理解为是门面模式的应用。这是一个简单的设计模式,我们直接上代码再说吧。

    首先,我们定义一个接口:

    public interface Shape {
       void draw();
    }
    

    定义几个实现类:

    public class Circle implements Shape {
        @Override
        public void draw() {
           System.out.println("Circle::draw()");
        }
    }
    
    public class Rectangle implements Shape {
        @Override
        public void draw() {
           System.out.println("Rectangle::draw()");
        }
    }
    

    客户端调用:

    public static void main(String[] args) {
        // 画一个圆形
          Shape circle = new Circle();
          circle.draw();
    
          // 画一个长方形
          Shape rectangle = new Rectangle();
          rectangle.draw();
    }
    

    我们先定义一个门面:

    public class ShapeMaker {
       private Shape circle;
       private Shape rectangle;
       private Shape square;
    
       public ShapeMaker() {
          circle = new Circle();
          rectangle = new Rectangle();
          square = new Square();
       }
    
      /**
       * 下面定义一堆方法,具体应该调用什么方法,由这个门面来决定
       */
    
       public void drawCircle(){
          circle.draw();
       }
       public void drawRectangle(){
          rectangle.draw();
       }
       public void drawSquare(){
          square.draw();
       }
    }
    

    看看现在客户端怎么调用:

    public static void main(String[] args) {
      ShapeMaker shapeMaker = new ShapeMaker();
    
      // 客户端调用现在更加清晰了
      shapeMaker.drawCircle();
      shapeMaker.drawRectangle();
      shapeMaker.drawSquare();        
    }
    

    门面模式的优点显而易见,客户端不再需要关注实例化时应该使用哪个实现类,直接调用门面提供的方法就可以了,因为门面类提供的方法的方法名对于客户端来说已经很友好了。

    总结

    • 代理模式是做方法增强的
    • 适配器模式是把鸡包装成鸭这种用来适配接口的
    • 装饰模式从名字上就看得出来,适合于装饰类或者说是增强类的场景
    • 门面模式的优点是客户端不需要关心实例化过程,只要调用需要的方法即可

    行为型模式

    行为型模式关注的是各个类之间的相互作用,将职责划分清楚,使得我们的代码更加地清晰。

    策略模式

    策略模式太常用了,所以把它放到最前面进行介绍。它比较简单,我就不废话,直接用代码说事吧。

    下面设计的场景是,我们需要画一个图形,可选的策略就是用红色笔来画,还是绿色笔来画,或者蓝色笔来画。

    首先,先定义一个策略接口:

    public interface Strategy {
       public void draw(int radius, int x, int y);
    }
    

    然后我们定义具体的几个策略:

    public class RedPen implements Strategy {
       @Override
       public void draw(int radius, int x, int y) {
          System.out.println("用红色笔画图,radius:" + radius + ", x:" + x + ", y:" + y);
       }
    }
    public class GreenPen implements Strategy {
       @Override
       public void draw(int radius, int x, int y) {
          System.out.println("用绿色笔画图,radius:" + radius + ", x:" + x + ", y:" + y);
       }
    }
    public class BluePen implements Strategy {
       @Override
       public void draw(int radius, int x, int y) {
          System.out.println("用蓝色笔画图,radius:" + radius + ", x:" + x + ", y:" + y);
       }
    }
    

    使用策略的类:

    public class Context {
     private Strategy strategy;
    
     public Context(Strategy strategy){
     this.strategy = strategy;
     }
    
     public int executeDraw(int radius, int x, int y){
     return strategy.draw(radius, x, y);
     }
    }
    

    放到一张图上,让大家看得清晰些:

    strategy-1

    观察者模式

    观察者模式对于我们来说,真是再简单不过了。无外乎两个操作,观察者订阅自己关心的主题和主题有数据变化后通知观察者们。

    首先,需要定义主题,每个主题需要持有观察者列表的引用,用于在数据变更的时候通知各个观察者:

    public class Subject {
        private List<Observer> observers = new ArrayList<Observer>();
        private int state;
        public int getState() {
            return state;
        }
        public void setState(int state) {
            this.state = state;
            // 数据已变更,通知观察者们
            notifyAllObservers();
        }
        // 注册观察者
        public void attach(Observer observer) {
            observers.add(observer);
        }
        // 通知观察者们
        public void notifyAllObservers() {
            for (Observer observer : observers) {
                observer.update();
            }
        }
    }
    

    定义观察者接口:

    public abstract class Observer {
        protected Subject subject;
        public abstract void update();
    }
    

    其实如果只有一个观察者类的话,接口都不用定义了,不过,通常场景下,既然用到了观察者模式,我们就是希望一个事件出来了,会有多个不同的类需要处理相应的信息。比如,订单修改成功事件,我们希望发短信的类得到通知、发邮件的类得到通知、处理物流信息的类得到通知等。

    我们来定义具体的几个观察者类:

    public class BinaryObserver extends Observer {
        // 在构造方法中进行订阅主题
        public BinaryObserver(Subject subject) {
            this.subject = subject;
            // 通常在构造方法中将 this 发布出去的操作一定要小心
            this.subject.attach(this);
        }
        // 该方法由主题类在数据变更的时候进行调用
        @Override
        public void update() {
            String result = Integer.toBinaryString(subject.getState());
            System.out.println("订阅的数据发生变化,新的数据处理为二进制值为:" + result);
        }
    }
    
    public class HexaObserver extends Observer {
        public HexaObserver(Subject subject) {
            this.subject = subject;
            this.subject.attach(this);
        }
        @Override
        public void update() {
            String result = Integer.toHexString(subject.getState()).toUpperCase();
            System.out.println("订阅的数据发生变化,新的数据处理为十六进制值为:" + result);
        }
    }
    

    客户端使用也非常简单:

    public static void main(String[] args) {
        // 先定义一个主题
        Subject subject1 = new Subject();
        // 定义观察者
        new BinaryObserver(subject1);
        new HexaObserver(subject1);
    
        // 模拟数据变更,这个时候,观察者们的 update 方法将会被调用
        subject.setState(11);
    }
    

    output:

    订阅的数据发生变化,新的数据处理为二进制值为:1011
    订阅的数据发生变化,新的数据处理为十六进制值为:B
    

    参考

    https://javadoop.com/post/design-pattern

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