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23种设计模式解析(分类和原则)

23种设计模式解析(分类和原则)

作者: hlchengzi | 来源:发表于2019-02-25 16:43 被阅读0次

    设计模式的六大原则

    设计模式(Design Pattern)是一套被反复使用、多数人知晓的、经过分类的、代码设计经验的总结。

    使用设计模式的目的:为了代码可重用性、让代码更容易被他人理解、保证代码可靠性。 设计模式使代码编写真正工程化;设计模式是[软件工程]的基石脉络。

    一,分类

    创建型模式:5钟,对象实例化的模式,创建型模式用于解耦对象的实例化过程。
          工厂方法模式、抽象工厂模式、单例模式、建造者模式、原型模式。
    结构性模式:7种,把类或对象结合在一起形成一个更大的结构。
          适配器模式、装饰器模式、代理模式、外观模式、桥接模式、组合模式、享元模式。
    行为型模式:11种,类和对象如何交互,及划分责任和算法。
          策略模式、模板方法模式、观察者模式、迭代子模式、责任链模式、命令模式、备忘录模式
            状态模式、访问者模式、中介者模式、解释器模式。

    设计模式的六大原则

    总原则:开闭原则

    开闭原则就是说对外扩展开放,对修改关闭。当程序需要扩展的时候,不去修改原有的代码,而是要扩展原有代码,实现一个热插拔的效果。为了达到这样的效果,需要实现抽象类和接口等。

    1,单一责任原则

    不要存在多于一个导致类变更的原因,也就是说每个类应该实现单一的职责,如若不然,就应该把类拆分。

    2,里氏替换原则

    里氏代换原则(Liskov Substitution Principle LSP)面向对象设计的基本原则之一。 里氏代换原则中说,任何基类可以出现的地方,子类一定可以出现。 LSP是继承复用的基石,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。里氏代换原则是对“开-闭”原则的补充。实现“开-闭”原则的关键步骤就是抽象化。而基类与子类的继承关系就是抽象化的具体实现,所以里氏代换原则是对实现抽象化的具体步骤的规范
    里氏替换中,子类对父类的方法经量不要重写和重载,因为弗雷定义好了结构,通过规定的接口与外界交互,子类不应该随便的破坏它。

    3,依赖倒转原则

    这个是开闭原则的基础,具体内容:面向接口编程,依赖于抽象而不依赖于具体。写代码时用到具体类时,不与具体类交互,而与具体类的上层接口交互

    4,接口隔离原则(Interface Segregation Principle)

    这个原则的意思是:每个接口中不存在子类用不到却必须实现的方法,如果不然,就要将接口拆分。使用多个隔离的接口,比使用单个接口(多个接口方法集合到一个的接口)要好。

    5,迪米特法则(最少知道原则)

    就是说:一个类对自己依赖的类知道的越少越好。也就是说无论被依赖的类多么复杂,都应该将逻辑封装在方法的内部,通过public方法提供给外部。这样当被依赖的类变化时,才能最小的影响该类。也就是说要求陌生的类不要作为局部变量出现在类中,

    6,合成复用原则:

    意思就是经量首先使用合成/聚合的方式,而不是使用继承。

    基础知识:
    1,接口和抽象类

    接口:interface 接口仅是方法定义和常量值定义的接口,方法没有函数体。
    抽象类:abstract 可定义普通类包含的所有内容,还可以定义抽象方法。
    接口抽象类本身不能实列化,必须在相应的子类中实现抽象方法,才能获得应用。

    java反射

    https://www.jianshu.com/p/f1baa3000bdb

    模式详解

    重要的一些模式

    1,单例模式

    保证一个类仅有一个对象,并提供一个访问它的全局访问点。当系统需要某个类只能有一个实例时,就可以采用单例模式。
    特点:单例类只有一个实例;单例类必须自己创建自己唯一的实例;单例类必须给其他所有对象
    单例模式的实现方式

    1,直接实例化。
    public class singleton{
      private singleton(){ };
    private static final singleton single = new singleton();
    public static singleton getInstance(){
        return single;
          }
    }
    
    2,延迟话实现
     public static class Singleton2{
            private Singleton2(){}
            private static Singleton2 single = null;
            public static Singleton2 getInstance(){
                if(single == null){
                    single = new Singleton2();
                }
                return  single;
            }
        }
    

    延迟创建是线程不安全的,在多线程中可能会创建多个实例,所以需要改进。
    1,完全同步方法
    在原有的代码基础上的成员函数前面加上synchronized

    public static  synchronized Singleton2 getInstance()
    

    2,部分同步方法

    public static class Singleton2{
            private Singleton2(){}
            private static Singleton2 single = null;
            public static   Singleton2 getInstance(){
                synchronized(Singleton2.class){
                if(single == null) {
                    single = new Singleton2();
                    }
                }
                return  single;
            }
        }
    

    3,静态内部类

    import java.lang.reflect.*;
    import java.util.Scanner;
    
    public class test {
     public static class Singleton3{
            private static class My{
                private static final Singleton3 single = new Singleton3();
            }
            private  Singleton3(){
                System.out.println("this is a new instance!");
            }
            public static final Singleton3 getInstance(){
                return My.single;
            }
        }
        public static void main(String []args)throws Exception {
            Scanner s = new Scanner(System.in);
            s.next();
            Singleton3 obj = Singleton3.getInstance();
            Singleton3 obj2 = Singleton3.getInstance();
        }
    
    }
    

    方法三与1,2相比最大的不同就是在于类中没有使用synchromized关键字,因而提高了java虚拟机的维护效率。它是通过静态内部类My来实现单例对象的。而且对象My.single是线程安全的。

    工厂模式

    当用户需要一个子类实例,并不希望与该类的子类形成耦合或者不知道该类有那些子类可用时,可采用工厂模式。当用户需要系统提供多个对象,且希望与创建对象解耦时,可采用抽象工厂模式。
    工厂一般分为:简单工厂,工厂,抽象工厂三种情况,属于创建型设计模式。

    简单工厂(静态工厂)

    简单工厂模式功能类编制步骤如下所示:
    1,定义抽象产品接口
    2,定制具体产品子类
    3,定制工厂类
    简单工厂的特点:它是一个具体的类,非接口或者抽象类,其中有一个重要的create()方法,利用if-else或者switch开关创建所需产品,并返回。
    使用简单工厂的时候,通常不用创建简单工厂的类实例,因此可以把简单工厂类实现变成一个工具类,直接使用静态方法就好了。

    工厂

    工厂模式功能类编制步骤如下所示:
    1,定义抽象产品接口
    2,定制具体产品子类
    3,定义抽象工厂类(或接口)
    4,定制具体工厂子类
    工厂模式和简单工厂模式的区别
    工厂模式把简单工厂中具体的工厂类划分为两成:抽象工厂类+具体工厂子类层
    当需要增加一种超高级汽车时候,简单工厂模式需要增加产品子类,并且需要修改工厂类里面的create()方法。而工厂模式因为工厂类和产品类。

    抽象工厂

    抽象工厂中,抽象工厂类里面有两个重要的create()方法。
    应用实列:编写读文件功能

    生成器模式

    生成器模式是指将一个复杂对象的构建与他的表示分离,使用同样的构建过程可以创建不同的表示适用该模式的情景如下:对象结构复杂,利用构造方法创建无法满足用户需求;对象的创建过程必须独立创建该对象的类。
    过程:
    1,定义一个产品类,
    2,定义n个生成器build类,当需求发生改变时,只需要增加或者删除相应的生成器类即可。
    3,定义一个统一调度类(指挥官类)。
    应用:更新表的时候

    原型模式:

    是指用原型实列制定创建对象的种类,并且通过复制这些原型创建新的对象
    原型模式复制功能分为潜赋值和深复制两种

    责任链模式

    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,并沿着这条链来传递该请求。直到有一个对象处理它为止
    责任链涉及的角色如下所示:
    1,抽象处理者角色
    2,具体请求者角色
    3,客户角色。
    。。。
    配置文件+反射
    反射的作用,一般形成的责任链是刚性的,当需求发生变化,我们就要链中需要增加或者减少节点,使用配置文件+反射技术,可以不用修改程序来满足需求分析的变化。
    回调技术

    命令模式

    将一个请求封装成一个对象,从而使用户可用不同的请求对客户进行参数化;对请求排对或记录请求日志,以及支持可插销的操作
    字如其名,命令模式就是命令发送者 通过发送不同都明令,使命令接受者完成任务。简单的老师发送给学生命令,让学生完成

    package test.thread;
    
    /**
     * 抽象命令接口
     */
    interface ICommand{
        public void sweep();
    
    }
    
    /**
     * 命令接收者
     */
    class student{
        public void sweep(){
            System.out.println("student sweeping");
        }
    
    }
    
    /**
     * 命令发送者
     */
    
    class Teacher implements ICommand{
        private student receiver = null;
        public Teacher(student receiver){
            this.receiver = receiver;
        }
        public void sweep() {
            this.receiver.sweep();
        }
    
    }
    
    /**
     * 命令模式当中最重要的 Invoke 命令请求者类
     */
    class Invoke{
        ICommand command;
        public Invoke(ICommand command){
            this.command =command;
        }
    
        public void executeM(){
            command.sweep();//启动方法
        }
    }
    public class mingling {
        /**
         * 将一个请求封装成一个对象,从而使用户可用不同的请求对客户进行参数化;对请求排对或记录请求日志,以及支持可插销的操作
         * 字如其名,命令模式就是命令发送者 通过发送不同都明令,使命令接受者完成任务。简单的老师发送给学生命令,让学生完成
         */
    
    }
    
    main函数里面的执行方法
    student s = new student();
            Teacher t = new Teacher(s);
            Invoke invoke = new Invoke(t);
            invoke.executeM();
        }
    执行解过是执行了里面的sweep方法。
    

    未完待续

    创建型模式

    结构型模式

    行为型模式

    参考文章
    https://www.jianshu.com/p/f1baa3000bdb
    https://www.cnblogs.com/pony1223/p/7608955.html
    https://www.cnblogs.com/pony1223/p/7608955.html

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