23种设计模式全解析.pdf
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1、23种设计模式全解析目录一、设计模式的分类二、设计模式的六大原则总原则:开闭原则(O p en C l os e Pr i n ci p l e)1、单一职责原则2、里氏替换原则(L i s kov S ubs t i t ut i on Pr i n ci p l e)3、依赖倒转原则(Dep en den ce I n v er s i on Pr i n ci p l e)4、接口隔离原则(I n t er f a ce S eg r eg a t i on Pr i n ci p l e)5、迪米特法则(最少知道原则)(Dem et er Pr i n ci p l e)6、合成复用原
2、则(C om p os i t e R eus e Pr i n ci p l e)三、J a v a 的 2 3 中设计模式A、创建模式0、简单工厂模式1、工厂方法模式(Fa ct or y M et h od)2、抽象工厂模式3、单例模式(S i n g l et on)4、建造者模式(B ui l der)5、原型模式(Pr ot ot yp e)B、结构模式(7种)6、适配器模式7、装饰模式(Decor a t or)8、代理模式(Pr oxy)9、外观模式(Fa ca de)10、桥接模式(B r i dg e)11、组合模式(C om p os i t e)12、享元模式(Fl y
3、w ei g h t)C、关系模式(11种)父类与子类关系13、策略模式(s t r a t eg y)14、模板方法模式(T em p l a t e M et h od)类之间的关系15、观察者模式(O bs er v er)16、迭代子模式(I t er a t or)17、责任链模式(C h a i n of R es p on s i bi l i t y)18、命令模式(C om m a n d)类的状态19、备忘录模式(M em en t o)20、状态模式(S t a t e)通过中间类21、访问者模式(Vi s i t or)22、中介者模式(M edi a t or)23、
4、解释器模式(I n t er p r et er)一、设计模式的分类总体来说设计模式分为三大类:创建型模式,共五种: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。结构型模式,共七种: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,共十一种: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。其实还有两类:并发型模式和线程池模式。用一个图片来整体描述一下:二、设计模式的六大原则总原则:开闭原则(O p en C l os e Pr i n ci p l e)开闭原则就是
5、说对扩展开放,对修改关闭。在程序需要进行拓展的时候,不能去修改原有的代码,而是要扩展原有代码,实现一个热插拔的效果。所以一句话概括就是:为了使程序的扩展性好,易于维护和升级。想要达到这样的效果,我们需要使用接口和抽象类等,后面的具体设计中我们会提到这点。1、单一职责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(L i s k o v S u b s t i t u t i o n P r i nc i ple)里氏代换原则(L i s k o v S u b s t i t u t i o n P r i nc i ple
6、L S P)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。L S P 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。-F r o m B a i d u 百科历史替换原则中,子类对父类的方法尽量不要重写和重载。因为父类代表了定义好的结构,通过这个规范的接口与外界交互,子类不应该随便破坏它。3、依
7、赖倒转原则(D e pe nd e nc e I nv e r s i o n P r i nc i ple)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(I nt e r f a c e S e g r e g a t i o n P r i nc i ple)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)(D e m e t e r P r
8、i nc i ple)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pu b li c 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。最少知道原则的另一个表达方式是:只与直接的朋友通信。类之间只要有耦合关系,就叫朋友关系。耦合分为依赖、关联、聚合、组合等。我们称出现为成员变量、方法参数、方法返回值中的类为直接朋友。局部变量、临时变量则不是直接的朋友。我们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(C o m p o s i t e R e u s e P r i n c i p l e)原则是尽量首先使
9、用合成/聚合的方式,而不是使用继承。三、J a v a 的 2 3 中设计模式A、创建模式从这一块开始,我们详细介绍J a v a 中2 3 种设计模式的概念,应用场景等情况,并结合他们的特点及设计模式的原则进行分析。首先,简单工厂模式不属于2 3 中涉及模式,简单工厂一般分为:普通简单工厂、多方法简单工厂、静态方法简单工厂。0、简单工厂模式简单工厂模式模式分为三种:01、普通就是建立一个工厂类,对实现了同一接口的一些类进行实例的创建。首先看下关系图:举例如下:(我们举一个发送邮件和短信的例子)首先,创建二者的共同接口:public class MailSender implements Se
10、nder Overridepublic void SendO(S y s t e m,o u t.p r i n t I n (t h i s i s m a i 1 s e n d e r!,r);p u b l i c c l a s s S m s S e n d e r i m p l e m e n t s S e n d e r O v e r r i d ep u b l i c v o i d S e n d()S y s t e m.o u t.p r i n t l n(,ft h i s i s s m s s e n d e r!M);最后,建工厂类:p u b l i
11、 c c l a s s S e n d F a c t o r y p u b l i c S e n d e r p r o d u c e(S t r i n g t y p e)i f (,m a i r,.e q u a l s (t y p e)r e t u r n n e w M a i 1 S e n d e r ();e l s e i f (s m s1 1,e q u a l s (t y p e)r e t u r n n e w S m s S e n d e r();e l s e S y s t e m.o u t.p r i n t i n g请输入正确的类型
12、!);r e t u r n n u l l;)我们来测试下:p u b l i c c l a s s F a c t o r y T e s t p u b l i c s t a t i c v o i d m a i n(S t r i n g a r g s)S e n d F a c t o r y f a c t o r y =n e w S e n d F a c t o r y();S e n d e r s e n d e r =f a c t o r y,p r o d u c e(Hs m sM);s e n d e r.S e n d ();输出:t h i s i
13、s s m s s e n d e r!02、多个方法是对普通工厂方法模式的改进,在普通工厂方法模式中,如果传递的字符串出错,则不能正确创建对象,而多个工厂方法模式是提供多个工厂方法,分别创建对象。关系图:将上面的代码做下修改,改动下S e n d F a c t o r y 类就行,如下:p u b l i c c l a s s S e n d F a c t o r y p u b l i c S e n d e r p r o d u c e M a i l ()r e t u r n n e w M a i l S e n d e r ();p u b l i c S e n d e
14、 r p r o d u c e S m s()r e t u r n n e w S m s S e n d e r();p u b l i c c l a s s F a c t o r y T e s t p u b l i c s t a t i c v o i d m a i n(S t r i n g a r g s)S e n d F a c t o r y f a c t o r y =n e w S e n d F a c t o r y();S e n d e r s e n d e r =f a c t o r y.p r o d u c e M a i l();s e
15、n d e r.S e n d O ;)输出:t h i s i s m a i l s e n d e r!03、多个静态方法将上面的多个工厂方法模式里的方法置为静态的,不需要创建实例,直接调用即可。p u b l i c c l a s s S e n d F a c t o r y p u b l i c s t a t i c S e n d e r p r o d u c e M a i 1()r e t u r n n e w M a i l S e n d e r();p u b l i c s t a t i c S e n d e r p r o d u c e S m s(
16、)r e t u r n n e w S m s S e n d e r();)p u b l i c c l a s s F a c t o r y T e s t p u b l i c s t a t i c v o i d m a i n(S t r i n g a r g s)S e n d e r s e n d e r =S e n d F a c t o r y.p r o d u c e M a i 1();s e n d e r.S e n d();)输出:t h i s i s m a i l s e n d e r!总体来说,工厂模式适合:凡是出现了大量的产品需要创建,
17、并且具有共同的接口时,可以通过工厂方法模式进行创建。在以上的三种模式中,第一种如果传入的字符串有误,不能正确创建对象,第三种相对于第二种,不需要实例化工厂类,所以,大多数情况下,我们会选用第三种 静态工厂方法模式。1、工厂方法模式(F a c t o r y M e t h o d)简单工厂模式有一个问题就是,类的创建依赖工厂类,也就是说,如果想要拓展程序,必须对工厂类进行修改,这违背了闭包原则,所以,从设计角度考虑,有一定的问题,如何解决?就用到工厂方法模式,创建一个工厂接口和创建多个工厂实现类,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。请看例子:p u b
18、 l i c i n t e rf a c e Se n d e r p u b l i c v o i d Se n d();两个实现类:p u b l i c c l a ss Ma i l Se n d e r i m p l e m e n t s Se n d e r Ov e rri d ep u b l i c v o i d Se n d O(Sy st e m,o u t.p ri n t l n(nt h i s i s m a i l se n d e r!M);p u b l i c c l a ss Sm sSe n d e r i m p l e m e n t s
19、 Se n d e r Ov e rri d ep u b l i c v o i d Se n d()Sy st e m,o u t.p ri n t l n(,ft h i s i s sm s se n d e r!M);)两个工厂类:p u b l i c c l a ss Se n d Mc i i l F a c t o ry i m p l e m e n t s Pro v i d e r Ov e rri d ep u b l i c Se n d e r p ro d u c e()re t u rn n e w Ma i l Se n d e r();p u b l i
20、c c l a ss Se n d Sm sF a c t o ry i m p l e m e n t s Pro v i d e r(Ov e rri d ep u b l i c Se n d e r p ro d u c e()re t u rn n e w Sm sSe n d e r();)在提供一个接口:p u b l i c i n t e rf a c e Pro v i d e r(p u b l i c Se n d e r p ro d u c e();测试类:p u b l i c c l a ss Te st (p u b l i c st a t i c v o
21、i d m a i n(St ri n g a rg s)Pro v i d e r p ro v i d e r=n e w Se n d Ma i l F a c t o ry();Se n d e r se n d e r=p ro v i d e r,p ro d u c e();se n d e r.Se n d();)其实这个模式的好处就是,如果你现在想增加一个功能:发及时信息,则只需做一个实现类,实现Se n d e r接口,同时做一个工厂类,实现 Pro v i d e r接口,就 0 K 了,无需去改动现成的代码。这样做,拓展性较好!2、抽象工厂模式工厂方法模式和抽象工厂模式
22、不好分清楚,他们的区别如下:工厂方法模式:一个抽象产品类,可以派生出多个具体产品类。一个抽象工厂类,可以派生出多个具体工厂类。每个具体工厂类只能创建一个具体产品类的实例。抽象工厂模式:多个抽象产品类,每个抽象产品类可以派生出多个具体产品类。一个抽象工厂类,可以派生出多个具体工厂类。每个具体工厂类可以创建多个具体产品类的实例,也就是创建的是一个产品线下的多个产品。区别:工厂方法模式只有一个抽象产品类,而抽象工厂模式有多个。工厂方法模式的具体工厂类只能创建一个具体产品类的实例,而抽象工厂模式可以创建多个。工 厂 方 法 创 建 一 种 产 品,他的着重点在于 怎么创建,也就是说如果你开发,你的大量
23、代码很可能围绕着这种产品的构造,初始化这些细节上面。也因为如此,类似的产品之间有很多可以复用的特征,所以会和模版方法相随。抽象工厂需要创建一些列产品,着重点在于 创建哪些 产品上,也就是说,如果你开发,你的主要任务是划分不同差异的产品线,并且尽量保持每条产品线接口一致,从而可以从同一个抽象工厂继承。对于java来说,你能见到的大部分抽象工厂模式都是这样的:-它的里面是一堆工厂方法,每个工厂方法返回某种类型的对象。比如说工厂可以生产鼠标和键盘。那么抽象工厂的实现类(它的某个具体子类)的对象都可以生产鼠标和键盘,但可能工厂A生产的是罗技的键盘和鼠标,工厂B是微软的。这样A和B就是工厂,对应于抽象工
24、厂;每个工厂生产的鼠标和键盘就是产品,对应于工厂方法;用了工厂方法模式,你替换生成键盘的工厂方法,就可以把键盘从罗技换到微软。但是用了抽象工厂模式,你只要换家工厂,就可以同时替换鼠标和键盘一套。如果你要的产品有几十个,当然用抽象工厂模式一次替换全部最方便(这个工厂会替你用相应的工厂方法)所以说抽象工厂就像工厂,而工厂方法则像是工厂的一种产品生产线3、单例模式(Singleton)单例对象(Si n g l e t o n)是一种常用的设计模式。在 Ja v a 应用中,单例对象能保证在一个JVM中,该对象只有一个实例存在。这样的模式有几个好处:1、某些类创建比较频繁,对于一些大型的对象,这是一
25、笔很大的系统开销。2、省去了 n e w 操作符,降低了系统内存的使用频率,减轻G C 压力。3、有些类如交易所的核心交易引擎,控制着交易流程,如果该类可以创建多个的话,系统完全乱了。(比如一个军队出现了多个司令员同时指挥,肯定会乱成一团),所以只有使用单例模式,才能保证核心交易服务器独立控制整个流程。首先我们写一个简单的单例类:p u b l i c c l a s s S i n g l e t o n /*持有私有静态实例,防止被引用,此处赋值为n u l l,目的是实现延迟加载*/p r i v a t e s t a t i c S i n g l e t o n i n s t a
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- 23 设计 模式 解析
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