6大设计原则与java 23种设计模型之单例，工厂，装饰，观察者，责任链，代理，适配器，策略
内容导读
互联网集市收集整理的这篇技术教程文章主要介绍了6大设计原则与java 23种设计模型之单例，工厂，装饰，观察者，责任链，代理，适配器，策略，小编现在分享给大家，供广大互联网技能从业者学习和参考。文章包含33456字，纯文字阅读大概需要48分钟。
内容图文
设计原则
设计模式的6大原则，单一职责原则，开放封闭原则，里式替换原则，依赖导致原则，迪米特原则和接口隔离原则。
单一职责原则:
一个类只负责一个功能领域中的相应职责。高内聚，低耦合。
开闭原则：
对扩展开放，对修改关闭。不修改原有的代码的情况下进行扩展。
//定义了一个抽象动物类，有一个方法
public abstract class AniMal {
abstract void ObjectX();
}
//子类猫实现抽象方法
class Cat extends AniMal {
@Override
void ObjectX() {
System.out.println("这是只猫！");
}
}
//子类狗实现抽象方法
class Dog extends AniMal {
@Override
void ObjectX() {
System.out.println("这是只狗！");
}
}
里氏代换原则：
所有引用父类的地方必须透明地使用其子类的对象。
// color 颜色
// flavour 气味
class Apple{
void Color(){
System.out.println("红色");
}
void Flavour(){
System.out.println("香");
}
}
//Pack -水果包装类
//describe -水果描述
//getMessage -返回具体信息
class Pack{
private Apple apple;
void setApple(Apple apple) {
this.apple = apple;
}
void getMessage(){
apple.Color();
apple.Flavour();
}
}
//
class Buyer{
public static void main(String[] args) {
Pack pack=new Pack();
pack.setApple(new Apple());
pack.getMessage(“Buyer one”);
}
}
由此 每再加一个水果类，那么要修改pack 包装类，添加一个类对a象，然后调用的时候传入值。
所以用到了抽象类
abstract class Frits {
abstract void Color();
abstract void Flavour();
}
// color 颜色
// flavour 气味
// 苹果类
class Apple extends Frits {
public void Color() {
System.out.println("红色");
}
public void Flavour() {
System.out.println("甜");
}
}
//Banana 香蕉类
//Stroe 特有储藏方法
class Banana extends Frits {
//特有的方法
public void Store(){
System.out.println("储藏须知");
}
@Override
public void Color() {
System.out.println("黄色");
}
@Override
public void Flavour() {
System.out.println("香甜");
Store();
}
}
//Pack -水果包装类
//describe -水果描述
//getMessage -返回具体信息
class Pack {
private Frits frits;
public void setFrits(Frits frits) {
this.frits = frits;
}
void getMessage() {
frits.Color();
frits.Flavour();
}
}
//buyer 买家-/具体场景
class Buyer {
public static void main(String[] args) {
Pack pack = new Pack();
pack.setFrits(new Apple());
pack.getMessage();
pack.setFrits(new Banana());
pack.getMessage();
}
}
1.子类可以实现父类的抽象，但是不能覆盖父类的非抽象方法
2.子类中可以增加自己特有的方法。
3.当子类的方法重载父类的方法时，方法的前置条件要比父类方法的输入更宽松。
4.当子类的方法实现父类的抽象方法时，方法的后置条件要比父类更严格。
依赖倒转原则：
抽象不应该依赖于细节，细节应该依赖于对象。
高层模块(调用端)不应该依赖底层模块，两者都应该依赖于抽象。抽象不应该依赖于细节(实现类),细节应该依赖于抽象。
在Java中，抽象指接口或者抽象类，两者都是不能直接被实例化；
细节就是实现类，实现接口或者继承抽象类而产生的就是细节，
也就是可以加上一个关键字 new 产生的对象。高层模块就是调用端，低层模块就是具体实现类。
依赖倒置原则在 java 中的表现就是，模块间的依赖通过抽象发生，实现类之间不发生直接依赖关系，其依赖关系就是通过接口或者抽象类产生的。如果类与类直接依赖细节，那么就会直接耦合。
如此一来，就会同时修改依赖者代码，这样限制了可扩展性。
interface Cry{
void Cry();
}
class Cat implements Cry{
public void Cry() {
System.out.println("喵喵");
}
}
class Dog implements Cry{
public void Cry() {
System.out.println("旺旺");
}
}
class Animal {
Cry cry;
public void setCry(Cry cry) {
this.cry= cry;
}
void Cry() {
dongwu.Cry();
}
}
class Test{
public static void main(String[] args) {
Animal animal=new Animal();
animal.setCry(new Dog());
animal.Cry();
animal.setCry(new Cat());
animal.Cry();
}
}
接口隔离原则：
接口拆分。当接口太大时，需要将其分割成更细小的接口。
//Facade 外观
interface Facade {
void color();
void hardness();
}
//Inherent 内在
interface Inherent {
void taste();
void small();
}
class banana implements Facade,Inherent{
@Override
public void taste() {
}
@Override
public void small() {
}
@Override
public void color() {
}
@Override
public void hardness() {
}
}
迪米特法则：
减少依赖。一个软件实体类应当尽可能少与其他实体发生相互作用。
- 在类的划分上，应当尽量创建松耦合的类。类之间的耦合越低，就越有利于复用。一个处在松耦合中的类一旦被修改，则不会对关联的类造成太大波及。
- 2.在类的结构上，每一个类都应当尽量降低其成员变量和成员函数的访问权限。
- 在对其他类的引用上，一个对象对其他对象的引用应当降到最低
abstract class Lease {
abstract void inform();
}
//inform 通知方法
class Laoliu {
private Zhongjie zhongjie;
private Lease lease;
public void setLease(Lease lease) {
this.lease = lease;
}
public void setZhongjie(Zhongjie zhongjie) {
this.zhongjie = zhongjie;
}
public void inform() {
zhongjie.inform();
lease.inform();
}
}
//中介类
//inform 通知方法
class Zhongjie {
public void inform() {
System.out.println("通知房东");
}
}
//inform 通知方法
class Landlord_y extends Lease {
public void inform() {
System.out.println("收到，可以租");
}
}
public class Renting{
public static void main(String[] args) {
Laoliu laoWang=new Laoliu();
laoWang.setLease(new Landlord_y());
laoWang.setZhongjie(new Zhongjie());
laoWang.inform();
}
}
| 范围\目的 | 创建型模式 | 结构型模式 | 行为型模式 |
|---|---|---|---|
| 类模式 | 工厂方法 | (类）适配器 | 模板方法、解释器 |
| 对象模式 | 单例 原型 抽象工厂 建造者 | 代理 (对象）适配器 桥接 装饰 外观 享元 组合 | 策略 命令 职责链 状态 观察者 中介者 迭代器 访问者 备忘录 |
-
根据目的来分
根据模式是用来完成什么工作来划分，这种方式可分为创建型模式、结构型模式和行为型模式 3 种。创建型模式：用于描述“怎样创建对象”，它的主要特点是“将对象的创建与使用分离”。GoF 中提供了单例、原型、工厂方法、抽象工厂、建造者等 5 种创建型模式。
结构型模式：用于描述如何将类或对象按某种布局组成更大的结构，GoF 中提供了代理、适配器、桥接、装饰、外观、享元、组合等 7 种结构型模式。
行为型模式：用于描述类或对象之间怎样相互协作共同完成单个对象都无法单独完成的任务，以及怎样分配职责。GoF 中提供了模板方法、策略、命令、职责链、状态、观察者、中介者、迭代器、访问者、备忘录、解释器等 11 种行为型模式。 -
根据作用范围来分
根据模式是主要用于类上还是主要用于对象上来分，这种方式可分为类模式和对象模式两种。类模式：用于处理类与子类之间的关系，这些关系通过继承来建立，是静态的，在编译时刻便确定下来了。GoF中的工厂方法、（类）适配器、模板方法、解释器属于该模式。
对象模式：用于处理对象之间的关系，这些关系可以通过组合或聚合来实现，在运行时刻是可以变化的，更具动态性。GoF 中除了以上 4 种，其他的都是对象模式。
单例模式有
单例（Singleton）模式的定义：指一个类只有一个实例，且该类能自行创建这个实例的一种模式。例如，Windows 中只能打开一个任务管理器，这样可以避免因打开多个任务管理器窗口而造成内存资源的浪费，或出现各个窗口显示内容的不一致等错误。
在计算机系统中，还有 Windows 的回收站、操作系统中的文件系统、多线程中的线程池、显卡的驱动程序对象、打印机的后台处理服务、应用程序的日志对象、数据库的连接池、网站的计数器、Web 应用的配置对象、应用程序中的对话框、系统中的缓存等常常被设计成单例。
单例模式有 3 个特点：
单例类只有一个实例对象；
该单例对象必须由单例类自行创建；
单例类对外提供一个访问该单例的全局访问点；
懒汉式单例：线程不安全
是否 Lazy 初始化：是
是否多线程安全：否
实现难度：易
描述：这种方式是最基本的实现方式，这种实现最大的问题就是不支持多线程。因为没有加锁 synchronized，所以严格意义上它并不算单例模式。
这种方式 lazy loading 很明显，不要求线程安全，在多线程不能正常工作。
public class LazySingleton
{
private static volatile LazySingleton instance=null; //保证 instance 在所有线程中同步
private LazySingleton(){} //private 避免类在外部被实例化
public static LazySingleton getInstance()
{
//getInstance 方法前加同步
if(instance==null)
{
instance=new LazySingleton();
}
return instance;
}
}
懒汉式，线程安全
是否 Lazy 初始化：是
是否多线程安全：是
实现难度：易
描述：这种方式具备很好的 lazy loading，能够在多线程中很好的工作，但是，效率很低，99% 情况下不需要同步。
优点：第一次调用才初始化，避免内存浪费。
缺点：必须加锁 synchronized 才能保证单例，但加锁会影响效率。
getInstance() 的性能对应用程序不是很关键（该方法使用不太频繁）。
public class Singleton {
private static Singleton instance;
private Singleton (){}
public static synchronized Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
}
饿汉式：
是否 Lazy 初始化：否
是否多线程安全：是
实现难度：易
描述：这种方式比较常用，但容易产生垃圾对象。
优点：没有加锁，执行效率会提高。
缺点：类加载时就初始化，浪费内存。
它基于 classloader 机制避免了多线程的同步问题，不过，instance 在类装载时就实例化，虽然导致类装载的原因有很多种，在单例模式中大多数都是调用 getInstance 方法， 但是也不能确定有其他的方式（或者其他的静态方法）导致类装载，这时候初始化 instance 显然没有达到 lazy loading 的效果。
public class HungrySingleton
{
private static final HungrySingleton instance=new HungrySingleton();
private HungrySingleton(){}
public static HungrySingleton getInstance()
{
return instance;
}
}
双检锁/双重校验锁（DCL，即 double-checked locking）
JDK 版本：JDK1.5 起
是否 Lazy 初始化：是
是否多线程安全：是
实现难度：较复杂
描述：这种方式采用双锁机制，安全且在多线程情况下能保持高性能。
getInstance() 的性能对应用程序很关键。
public class Singleton {
private volatile static Singleton singleton;
private Singleton (){}
public static Singleton getSingleton() {
if (singleton == null) {
synchronized (Singleton.class) {
if (singleton == null) {
singleton = new Singleton();
}
}
}
return singleton;
}
}
代码引用自（http://c.biancheng.net/view/1338.html）
public class SingletonLazy
{
public static void main(String[] args)
{
President zt1=President.getInstance();
zt1.getName(); //输出总统的名字
President zt2=President.getInstance();
zt2.getName(); //输出总统的名字
if(zt1==zt2)
{
System.out.println("他们是同一人！");
}
else
{
System.out.println("他们不是同一人！");
}
}
}
class President
{
private static volatile President instance=null; //保证instance在所有线程中同步
//private避免类在外部被实例化
private President()
{
System.out.println("产生一个总统！");
}
public static synchronized President getInstance()
{
//在getInstance方法上加同步
if(instance==null)
{
instance=new President();
}
else
{
System.out.println("已经有一个总统，不能产生新总统！");
}
return instance;
}
public void getName()
{
System.out.println("我是美国总统：特朗普。");
}
}
工厂方法模式
- 普通工厂模式，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：
public interface Sender {
public void Send();
}
class MailSender implements Sender {
@Override
public void Send() {
System.out.println("this is mailsender!");
}
}
class SmsSender implements Sender {
@Override
public void Send() {
System.out.println("this is sms sender!");
}
}
class SendFactory {
public Sender produce(String type) {
if ("mail".equals(type)) {
return new MailSender();
} else if ("sms".equals(type)) {
return new SmsSender();
} else {
System.out.println("请输入正确的类型!");
return null;
}
}
}
class FactoryTest {
public static void main(String[] args) {
SendFactory factory = new SendFactory();
Sender sender = factory.produce("sms");
sender.Send();
}
}
抽象工厂模式
抽象工厂模式（Abstract Factory Pattern）是围绕一个超级工厂创建其他工厂。该超级工厂又称为其他工厂的工厂。这种类型的设计模式属于创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。
在抽象工厂模式中，接口是负责创建一个相关对象的工厂，不需要显式指定它们的类。每个生成的工厂都能按照工厂模式提供对象。
意图：提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口，而无需指定它们具体的类。
主要解决：主要解决接口选择的问题。
何时使用：系统的产品有多于一个的产品族，而系统只消费其中某一族的产品。
如何解决：在一个产品族里面，定义多个产品。
关键代码：在一个工厂里聚合多个同类产品。
应用实例：工作了，为了参加一些聚会，肯定有两套或多套衣服吧，比如说有商务装（成套，一系列具体产品）、时尚装（成套，一系列具体产品），甚至对于一个家庭来说，可能有商务女装、商务男装、时尚女装、时尚男装，这些也都是成套的，即一系列具体产品。假设一种情况（现实中是不存在的，要不然，没法进入共产主义了，但有利于说明抽象工厂模式），在您的家中，某一个衣柜（具体工厂）只能存放某一种这样的衣服（成套，一系列具体产品），每次拿这种成套的衣服时也自然要从这个衣柜中取出了。用 OOP 的思想去理解，所有的衣柜（具体工厂）都是衣柜类的（抽象工厂）某一个，而每一件成套的衣服又包括具体的上衣（某一具体产品），裤子（某一具体产品），这些具体的上衣其实也都是上衣（抽象产品），具体的裤子也都是裤子（另一个抽象产品）。
优点：当一个产品族中的多个对象被设计成一起工作时，它能保证客户端始终只使用同一个产品族中的对象。
缺点：产品族扩展非常困难，要增加一个系列的某一产品，既要在抽象的 Creator 里加代码，又要在具体的里面加代码。
使用场景： 1、QQ 换皮肤，一整套一起换。 2、生成不同操作系统的程序。
注意事项：产品族难扩展，产品等级易扩展
public interface Sender {
public void Send();
}
// 两个实现类：
class MailSender implements Sender {
@Override
public void Send() {
System.out.println("this is mailsender!");
}
}
class SmsSender implements Sender {
@Override
public void Send() {
System.out.println("this is sms sender!");
}
}
// 在提供一个接口：
interface Provider {
public Sender produce();
}
// 两个工厂类：
class SendMailFactory implements Provider {
@Override
public Sender produce(){
return new MailSender();
}
}
class SendSmsFactory implements Provider{
@Override
public Sender produce() {
return new SmsSender();
}
}
// 测试类：
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Provider provider = new SendMailFactory();
Sender sender = provider.produce();
sender.Send();
}
}
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Sender接口，同时做一个工厂类，实现Provider接口，就OK了，无需去改动现成的代码。这样做，拓展性较好！
多个工厂方法模式: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。
public class SendFactory {
public Sender produceMail(){
return new MailSender();
}
public Sender produceSms(){
return new SmsSender();
}
}
public class FactoryTest {
public static void main(String[] args) {
SendFactory factory = new SendFactory();
Sender sender = factory.produceMail();
sender.Send();
}
}
静态工厂方法模式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
public class SendFactory {
public static Sender produceMail(){
return new MailSender();
}
public static Sender produceSms(){
return new SmsSender();
}
}
public class FactoryTest {
public static void main(String[] args) {
Sender sender = SendFactory.produceMail();
sender.Send();
}
}
装饰器模式：
允许向一个现有的对象添加新的功能，同时又不改变其结构。这种类型的设计模式属于结构型模式，它是作为现有的类的一个包装。
意图：动态地给一个对象添加一些额外的职责。就增加功能来说，装饰器模式相比生成子类更为灵活。
主要解决：一般的，我们为了扩展一个类经常使用继承方式实现，由于继承为类引入静态特征，并且随着扩展功能的增多，子类会很膨胀。
何时使用：在不想增加很多子类的情况下扩展类。
如何解决：将具体功能职责划分，同时继承装饰者模式。
关键代码：
1、Component 类充当抽象角色，不应该具体实现。
2、修饰类引用和继承 Component 类，具体扩展类重写父类方法。
应用实例：
1、孙悟空有 72 变，当他变成"庙宇"后，他的根本还是一只猴子，但是他又有了庙宇的功能。
2、不论一幅画有没有画框都可以挂在墙上，但是通常都是有画框的，并且实际上是画框被挂在墙上。在挂在墙上之前，画可以被蒙上玻璃，装到框子里；这时画、玻璃和画框形成了一个物体。
优点：装饰类和被装饰类可以独立发展，不会相互耦合，装饰模式是继承的一个替代模式，装饰模式可以动态扩展一个实现类的功能。
缺点：多层装饰比较复杂。
使用场景： 1、扩展一个类的功能。 2、动态增加功能，动态撤销。
注意事项：可代替继承
// 创建一个接口：
public interface Shape {
void draw();
}
public class Rectangle implements Shape {
@Override
public void draw() {
System.out.println("Shape: Rectangle");
}
}
public class Circle implements Shape {
@Override
public void draw() {
System.out.println("Shape: Circle");
}
}
// 创建实现了 Shape 接口的抽象装饰类
public abstract class ShapeDecorator implements Shape {
protected Shape decoratedShape;
public ShapeDecorator(Shape decoratedShape){
this.decoratedShape = decoratedShape;
}
public void draw(){
decoratedShape.draw();
}
}
// 创建扩展了 ShapeDecorator 类的实体装饰类。
public class RedShapeDecorator extends ShapeDecorator {
public RedShapeDecorator(Shape decoratedShape) {
super(decoratedShape);
}
@Override
public void draw() {
decoratedShape.draw();
setRedBorder(decoratedShape);
}
private void setRedBorder(Shape decoratedShape){
System.out.println("Border Color: Red");
}
}
// 使用 RedShapeDecorator 来装饰 Shape 对象。
public class DecoratorPatternDemo {
public static void main(String[] args) {
Shape circle = new Circle();
ShapeDecorator redCircle = new RedShapeDecorator(new Circle());
ShapeDecorator redRectangle = new RedShapeDecorator(new Rectangle());
//Shape redCircle = new RedShapeDecorator(new Circle());
//Shape redRectangle = new RedShapeDecorator(new Rectangle());
System.out.println("Circle with normal border");
circle.draw();
System.out.println("\nCircle of red border");
redCircle.draw();
System.out.println("\nRectangle of red border");
redRectangle.draw();
}
}
观察者模式：
当对象间存在一对多关系时，则使用观察者模式（Observer Pattern）。比如，当一个对象被修改时，则会自动通知它的依赖对象。观察者模式属于行为型模式。
意图：定义对象间的一种一对多的依赖关系，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。
主要解决：一个对象状态改变给其他对象通知的问题，而且要考虑到易用和低耦合，保证高度的协作。
何时使用：一个对象（目标对象）的状态发生改变，所有的依赖对象（观察者对象）都将得到通知，进行广播通知。
如何解决：使用面向对象技术，可以将这种依赖关系弱化。
关键代码：在抽象类里有一个 ArrayList 存放观察者们。
应用实例： 1、拍卖的时候，拍卖师观察最高标价，然后通知给其他竞价者竞价。 2、西游记里面悟空请求菩萨降服红孩儿，菩萨洒了一地水招来一个老乌龟，这个乌龟就是观察者，他观察菩萨洒水这个动作。
优点： 1、观察者和被观察者是抽象耦合的。 2、建立一套触发机制。
缺点： 1、如果一个被观察者对象有很多的直接和间接的观察者的话，将所有的观察者都通知到会花费很多时间。 2、如果在观察者和观察目标之间有循环依赖的话，观察目标会触发它们之间进行循环调用，可能导致系统崩溃。 3、观察者模式没有相应的机制让观察者知道所观察的目标对象是怎么发生变化的，而仅仅只是知道观察目标发生了变化。
使用场景：
一个抽象模型有两个方面，其中一个方面依赖于另一个方面。将这些方面封装在独立的对象中使它们可以各自独立地改变和复用。
一个对象的改变将导致其他一个或多个对象也发生改变，而不知道具体有多少对象将发生改变，可以降低对象之间的耦合度。
一个对象必须通知其他对象，而并不知道这些对象是谁。
需要在系统中创建一个触发链，A对象的行为将影响B对象，B对象的行为将影响C对象……，可以使用观察者模式创建一种链式触发机制。
注意事项： 1、JAVA 中已经有了对观察者模式的支持类。 2、避免循环引用。 3、如果顺序执行，某一观察者错误会导致系统卡壳，一般采用异步方式。
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;
notifyAllObservers();
}
public void attach(Observer observer){
observers.add(observer);
}
public void notifyAllObservers(){
for (Observer observer : observers) {
observer.update();
}
}
}
// 创建 Observer 类。
public abstract class Observer {
protected Subject subject;
public abstract void update();
}
// 创建实体观察者类。
public class BinaryObserver extends Observer{
public BinaryObserver(Subject subject){
this.subject = subject;
this.subject.attach(this);
}
@Override
public void update() {
System.out.println( "Binary String: "
+ Integer.toBinaryString( subject.getState() ) );
}
}
public class OctalObserver extends Observer{
public OctalObserver(Subject subject){
this.subject = subject;
this.subject.attach(this);
}
@Override
public void update() {
System.out.println( "Octal String: "
+ Integer.toOctalString( subject.getState() ) );
}
}
public class HexaObserver extends Observer{
public HexaObserver(Subject subject){
this.subject = subject;
this.subject.attach(this);
}
@Override
public void update() {
System.out.println( "Hex String: "
+ Integer.toHexString( subject.getState() ).toUpperCase() );
}
}
// 使用 Subject 和实体观察者对象。
public class ObserverPatternDemo {
public static void main(String[] args) {
Subject subject = new Subject();
new HexaObserver(subject);
new OctalObserver(subject);
new BinaryObserver(subject);
System.out.println("First state change: 15");
subject.setState(15);
System.out.println("Second state change: 10");
subject.setState(10);
}
}
责任链：
责任链模式（Chain of Responsibility Pattern）为请求创建了一个接收者对象的链。这种模式给予请求的类型，对请求的发送者和接收者进行解耦。这种类型的设计模式属于行为型模式。
意图：避免请求发送者与接收者耦合在一起，让多个对象都有可能接收请求，将这些对象连接成一条链，并且沿着这条链传递请求，直到有对象处理它为止。
主要解决：职责链上的处理者负责处理请求，客户只需要将请求发送到职责链上即可，无须关心请求的处理细节和请求的传递，所以职责链将请求的发送者和请求的处理者解耦了。
何时使用：在处理消息的时候以过滤很多道。
如何解决：拦截的类都实现统一接口。
关键代码：Handler 里面聚合它自己，在 HandlerRequest 里判断是否合适，如果没达到条件则向下传递，向谁传递之前 set 进去。
应用实例： 1、红楼梦中的"击鼓传花"。 2、JS 中的事件冒泡。 3、JAVA WEB 中 Apache Tomcat 对 Encoding 的处理，Struts2 的拦截器，jsp servlet 的 Filter。
优点： 1、降低耦合度。它将请求的发送者和接收者解耦。 2、简化了对象。使得对象不需要知道链的结构。 3、增强给对象指派职责的灵活性。通过改变链内的成员或者调动它们的次序，允许动态地新增或者删除责任。 4、增加新的请求处理类很方便。
缺点： 1、不能保证请求一定被接收。 2、系统性能将受到一定影响，而且在进行代码调试时不太方便，可能会造成循环调用。 3、可能不容易观察运行时的特征，有碍于除错。
使用场景： 1、有多个对象可以处理同一个请求，具体哪个对象处理该请求由运行时刻自动确定。 2、在不明确指定接收者的情况下，向多个对象中的一个提交一个请求。 3、可动态指定一组对象处理请求。
模式的扩展
职责链模式存在以下两种情况。
纯的职责链模式：一个请求必须被某一个处理者对象所接收，且一个具体处理者对某个请求的处理只能采用以下两种行为之一：自己处理（承担责任）；把责任推给下家处理。
不纯的职责链模式：允许出现某一个具体处理者对象在承担了请求的一部分责任后又将剩余的责任传给下家的情况，且一个请求可以最终不被任何接收端对象所接收。
注意事项：在 JAVA WEB 中遇到很多应用。
（代码来源与于：http://c.biancheng.net/view/1383.html）
分析：假如规定学生请假小于或等于 2 天，班主任可以批准；小于或等于 7 天，系主任可以批准；小于或等于 10 天，院长可以批准；其他情况不予批准；这个实例适合使用职责链模式实现。
首先，定义一个领导类（Leader），它是抽象处理者，包含了一个指向下一位领导的指针 next 和一个处理假条的抽象处理方法 handleRequest(int LeaveDays)；然后，定义班主任类（ClassAdviser）、系主任类（DepartmentHead）和院长类（Dean），它们是抽象处理者的子类，是具体处理者，必须根据自己的权力去实现父类的 handleRequest(int LeaveDays) 方法，如果无权处理就将假条交给下一位具体处理者，直到最后；客户类负责创建处理链，并将假条交给链头的具体处理者（班主任）。图 3 所示是其结构图。
public class LeaveApprovalTest
{
public static void main(String[] args)
{
//组装责任链
Leader teacher1=new ClassAdviser();
Leader teacher2=new DepartmentHead();
Leader teacher3=new Dean();
//Leader teacher4=new DeanOfStudies();
teacher1.setNext(teacher2);
teacher2.setNext(teacher3);
//teacher3.setNext(teacher4);
//提交请求
teacher1.handleRequest(8);
}
}
//抽象处理者：领导类
abstract class Leader
{
private Leader next;
public void setNext(Leader next)
{
this.next=next;
}
public Leader getNext()
{
return next;
}
//处理请求的方法
public abstract void handleRequest(int LeaveDays);
}
//具体处理者1：班主任类
class ClassAdviser extends Leader
{
public void handleRequest(int LeaveDays)
{
if(LeaveDays<=2)
{
System.out.println("班主任批准您请假" + LeaveDays + "天。");
}
else
{
if(getNext() != null)
{
getNext().handleRequest(LeaveDays);
}
else
{
System.out.println("请假天数太多，没有人批准该假条！");
}
}
}
}
//具体处理者2：系主任类
class DepartmentHead extends Leader
{
public void handleRequest(int LeaveDays)
{
if(LeaveDays<=7)
{
System.out.println("系主任批准您请假" + LeaveDays + "天。");
}
else
{
if(getNext() != null)
{
getNext().handleRequest(LeaveDays);
}
else
{
System.out.println("请假天数太多，没有人批准该假条！");
}
}
}
}
//具体处理者3：院长类
class Dean extends Leader
{
public void handleRequest(int LeaveDays)
{
if(LeaveDays<=10)
{
System.out.println("院长批准您请假" + LeaveDays + "天。");
}
else
{
if(getNext() != null)
{
getNext().handleRequest(LeaveDays);
}
else
{
System.out.println("请假天数太多，没有人批准该假条！");
}
}
}
}
//具体处理者4：教务处长类
class DeanOfStudies extends Leader
{
public void handleRequest(int LeaveDays)
{
if(LeaveDays<=20)
{
System.out.println("教务处长批准您请假"+LeaveDays+"天。");
}
else
{
if(getNext()!=null)
{
getNext().handleRequest(LeaveDays);
}
else
{
System.out.println("请假天数太多，没有人批准该假条！");
}
}
}
}
//具体处理者4:教务处长类
class DeanOfStudies extends Leader
{
public void handleRequest(int LeaveDays)
{
if (LeaveDays<=20){
System.out.println("教务处长批准您请假"+LeaveDays+"天。");
} else {
if (getNext()!=null){
getNext().handleRequest(LeaveDays);
} else {
System.out.println("请假天数太多，没有人批准该假条！");
}
}
}
}
代理模式
在代理模式（Proxy Pattern）中，一个类代表另一个类的功能。这种类型的设计模式属于结构型模式。
在代理模式中，我们创建具有现有对象的对象，以便向外界提供功能接口。
意图：为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。
主要解决：在直接访问对象时带来的问题，比如说：要访问的对象在远程的机器上。在面向对象系统中，有些对象由于某些原因（比如对象创建开销很大，或者某些操作需要安全控制，或者需要进程外的访问），直接访问会给使用者或者系统结构带来很多麻烦，我们可以在访问此对象时加上一个对此对象的访问层。
何时使用：想在访问一个类时做一些控制。
如何解决：增加中间层。
关键代码：实现与被代理类组合。
应用实例：
1、Windows 里面的快捷方式。
2、猪八戒去找高翠兰结果是孙悟空变的，可以这样理解：把高翠兰的外貌抽象出来，高翠兰本人和孙悟空都实现了这个接口，猪八戒访问高翠兰的时候看不出来这个是孙悟空，所以说孙悟空是高翠兰代理类。
3、买火车票不一定在火车站买，也可以去代售点。
4、一张支票或银行存单是账户中资金的代理。支票在市场交易中用来代替现金，并提供对签发人账号上资金的控制。
5、spring aop。
优点：
1、职责清晰。 2、高扩展性。 3、智能化。
代理模式在客户端与目标对象之间起到一个中介作用和保护目标对象的作用；
代理对象可以扩展目标对象的功能；
代理模式能将客户端与目标对象分离，在一定程度上降低了系统的耦合度；
缺点：
在客户端和目标对象之间增加一个代理对象，会造成请求处理速度变慢；
增加了系统的复杂度；
使用场景：按职责来划分，通常有以下使用场景：
1、远程代理。
2、虚拟代理。
3、Copy-on-Write 代理。
4、保护（Protect or Access）代理。
5、Cache代理。
6、防火墙（Firewall）代理。
7、同步化（Synchronization）代理。
8、智能引用（Smart Reference）代理。
注意事项： 1、和适配器模式的区别：适配器模式主要改变所考虑对象的接口，而代理模式不能改变所代理类的接口。 2、和装饰器模式的区别：装饰器模式为了增强功能，而代理模式是为了加以控制。
代理模式的应用实例
韶关“天街e角”公司是一家婺源特产公司的代理公司，用代理模式实现。
（代码来源与于：http://c.biancheng.net/view/1383.html）
- 模式的结构
代理模式的主要角色如下。 - 抽象主题（Subject）类：通过接口或抽象类声明真实主题和代理对象实现的业务方法。
- 真实主题（Real Subject）类：实现了抽象主题中的具体业务，是代理对象所代表的真实对象，是最终要引用的对象。
- 代理（Proxy）类：提供了与真实主题相同的接口，其内部含有对真实主题的引用，它可以访问、控制或扩展真实主题的功能。
package proxy;
public class ProxyTest
{
public static void main(String[] args)
{
Proxy proxy=new Proxy();
proxy.Request();
}
}
//抽象主题
interface Subject
{
void Request();
}
//真实主题
class RealSubject implements Subject
{
public void Request()
{
System.out.println("访问真实主题方法...");
}
}
//代理
class Proxy implements Subject
{
private RealSubject realSubject;
public void Request()
{
if (realSubject==null)
{
realSubject=new RealSubject();
}
preRequest();
realSubject.Request();
postRequest();
}
public void preRequest()
{
System.out.println("访问真实主题之前的预处理。");
}
public void postRequest()
{
System.out.println("访问真实主题之后的后续处理。");
}
}
适配器
适配器模式（Adapter）的定义如下：将一个类的接口转换成客户希望的另外一个接口，使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的那些类能一起工作。适配器模式分为类结构型模式和对象结构型模式两种，前者类之间的耦合度比后者高，且要求程序员了解现有组件库中的相关组件的内部结构，所以应用相对较少些。
该模式的主要优点如下。
- 客户端通过适配器可以透明地调用目标接口。
- 复用了现存的类，程序员不需要修改原有代码而重用现有的适配者类。
- 将目标类和适配者类解耦，解决了目标类和适配者类接口不一致的问题
。
主要解决：主要解决在软件系统中，常常要将一些"现存的对象"放到新的环境中，而新环境要求的接口是现对象不能满足的。
何时使用：
1、系统需要使用现有的类，而此类的接口不符合系统的需要。
2、想要建立一个可以重复使用的类，用于与一些彼此之间没有太大关联的一些类，包括一些可能在将来引进的类一起工作，这些源类不一定有一致的接口。
3、通过接口转换，将一个类插入另一个类系中。（比如老虎和飞禽，现在多了一个飞虎，在不增加实体的需求下，增加一个适配器，在里面包容一个虎对象，实现飞的接口。）
应用实例：
1、美国电器 110V，中国 220V，就要有一个适配器将 110V 转化为 220V。
2、JAVA JDK 1.1 提供了 Enumeration 接口，而在 1.2 中提供了 Iterator 接口，想要使用 1.2 的 JDK，则要将以前系统的 Enumeration 接口转化为 Iterator 接口，这时就需要适配器模式。
3、在 LINUX 上运行 WINDOWS 程序。
4、JAVA 中的 jdbc。
缺点是：对类适配器来说，更换适配器的实现过程比较复杂。
实现
我们有一个 MediaPlayer 接口和一个实现了 MediaPlayer 接口的实体类 AudioPlayer。默认情况下，AudioPlayer 可以播放 mp3 格式的音频文件。
我们还有另一个接口 AdvancedMediaPlayer 和实现了 AdvancedMediaPlayer 接口的实体类。该类可以播放 vlc 和 mp4 格式的文件。
我们想要让 AudioPlayer 播放其他格式的音频文件。为了实现这个功能，我们需要创建一个实现了 MediaPlayer 接口的适配器类 MediaAdapter，并使用 AdvancedMediaPlayer 对象来播放所需的格式。
AudioPlayer 使用适配器类 MediaAdapter 传递所需的音频类型，不需要知道能播放所需格式音频的实际类。AdapterPatternDemo，我们的演示类使用 AudioPlayer 类来播放各种格式。
// 为媒体播放器和更高级的媒体播放器创建接口。
public interface MediaPlayer {
public void play(String audioType, String fileName);
}
public interface AdvancedMediaPlayer {
public void playVlc(String fileName);
public void playMp4(String fileName);
}
// 创建实现了 AdvancedMediaPlayer 接口的实体类。
public class VlcPlayer implements AdvancedMediaPlayer{
@Override
public void playVlc(String fileName) {
System.out.println("Playing vlc file. Name: "+ fileName);
}
@Override
public void playMp4(String fileName) {
//什么也不做
}
}
public class Mp4Player implements AdvancedMediaPlayer{
@Override
public void playVlc(String fileName) {
//什么也不做
}
@Override
public void playMp4(String fileName) {
System.out.println("Playing mp4 file. Name: "+ fileName);
}
}
// 创建实现了 MediaPlayer 接口的适配器类。
public class MediaAdapter implements MediaPlayer {
AdvancedMediaPlayer advancedMusicPlayer;
public MediaAdapter(String audioType){
if(audioType.equalsIgnoreCase("vlc") ){
advancedMusicPlayer = new VlcPlayer();
} else if (audioType.equalsIgnoreCase("mp4")){
advancedMusicPlayer = new Mp4Player();
}
}
@Override
public void play(String audioType, String fileName) {
if(audioType.equalsIgnoreCase("vlc")){
advancedMusicPlayer.playVlc(fileName);
}else if(audioType.equalsIgnoreCase("mp4")){
advancedMusicPlayer.playMp4(fileName);
}
}
}
// 创建实现了 MediaPlayer 接口的实体类。
public class AudioPlayer implements MediaPlayer {
MediaAdapter mediaAdapter;
@Override
public void play(String audioType, String fileName) {
//播放 mp3 音乐文件的内置支持
if(audioType.equalsIgnoreCase("mp3")){
System.out.println("Playing mp3 file. Name: "+ fileName);
}
//mediaAdapter 提供了播放其他文件格式的支持
else if(audioType.equalsIgnoreCase("vlc")
|| audioType.equalsIgnoreCase("mp4")){
mediaAdapter = new MediaAdapter(audioType);
mediaAdapter.play(audioType, fileName);
}
else{
System.out.println("Invalid media. "+
audioType + " format not supported");
}
}
}
// 使用 AudioPlayer 来播放不同类型的音频格式。
public class AdapterPatternDemo {
public static void main(String[] args) {
AudioPlayer audioPlayer = new AudioPlayer();
audioPlayer.play("mp3", "beyond the horizon.mp3");
audioPlayer.play("mp4", "alone.mp4");
audioPlayer.play("vlc", "far far away.vlc");
audioPlayer.play("avi", "mind me.avi");
}
}
此示例代码简介了，个人还是倾向于此链接的demo 更适用:(代码地址：http://c.biancheng.net/view/1361.html)。这样灵活性更搞，防止参数类型出错引起报错。
####策略
策略（Strategy）模式的定义：定义了一系列算法，每个算法封装使它们可以相互替换，且算法的变化不会影响使用算法的客户。策略模式属于对象行为模式，它通过对算法进行封装，把使用算法的责任和算法的实现分割开来，并委派给不同的对象对这些算法进行管理。
策略模式的主要优点如下。
- 多重条件语句不易维护，而使用策略模式可以避免使用多重条件语句。
2. 策略模式提供了一系列的可供重用的算法族，恰当使用继承可以把算法族的公共代码转移到父类里面，从而避免重复的代码。
3. 策略模式可以提供相同行为的不同实现，客户可以根据不同时间或空间要求选择不同的。 - 策略模式提供了对开闭原则的完美支持，可以在不修改原代码的情况下，灵活增加新算法。
- 策略模式把算法的使用放到环境类中，而算法的实现移到具体策略类中，实现了二者的分离。
其主要缺点如下。
- 客户端必须理解所有策略算法的区别，以便适时选择恰当的算法类。
- 策略模式造成很多的策略类。
策略模式的主要角色如下。
- 抽象策略（Strategy）类：定义了一个公共接口，各种不同的算法以不同的方式实现这个接口，环境角色使用这个接口调用不同的算法，一般使用接口或抽象类实现。
- 具体策略（Concrete Strategy）类：实现了抽象策略定义的接口，提供具体的算法实现。
- 环境（Context）类：持有一个策略类的引用，最终给客户端调用。
public class StrategyPattern
{
public static void main(String[] args)
{
Context c=new Context();
Strategy s=new ConcreteStrategyA();
c.setStrategy(s);
c.strategyMethod();
System.out.println("-----------------");
s=new ConcreteStrategyB();
c.setStrategy(s);
c.strategyMethod();
}
}
//抽象策略类
interface Strategy
{
public void strategyMethod(); //策略方法
}
//具体策略类A
class ConcreteStrategyA implements Strategy
{
public void strategyMethod()
{
System.out.println("具体策略A的策略方法被访问！");
}
}
//具体策略类B
class ConcreteStrategyB implements Strategy
{
public void strategyMethod()
{
System.out.println("具体策略B的策略方法被访问！");
}
}
//环境类
class Context
{
private Strategy strategy;
public Strategy getStrategy()
{
return strategy;
}
public void setStrategy(Strategy strategy)
{
this.strategy=strategy;
}
public void strategyMethod()
{
strategy.strategyMethod();
}
}
内容总结
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