Java的常用的几种设计模式

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Java的常用的几种设计模式，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8968字，纯文字阅读大概需要13分钟。

内容图文

java的设计模式大体上分为三大类：

• 创建型模式（5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（7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（11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。

设计模式遵循的原则有6个：

1、开闭原则（Open Close Principle）

　　对扩展开放，对修改关闭。

2、里氏代换原则（Liskov Substitution Principle）

　　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。

3、依赖倒转原则（Dependence Inversion Principle）

　　这个是开闭原则的基础，对接口编程，依赖于抽象而不依赖于具体。

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

　　使用多个隔离的借口来降低耦合度。

5、迪米特法则（最少知道原则）（Demeter Principle）

　　一个实体应当尽量少的与其他实体之间发生相互作用，使得系统功能模块相对独立。

6、合成复用原则（Composite Reuse Principle）

　　原则是尽量使用合成/聚合的方式，而不是使用继承。继承实际上破坏了类的封装性，超类的方法可能会被子类修改。

1. 工厂模式（Factory Method）

　　常用的工厂模式是静态工厂，利用static方法，作为一种类似于常见的工具类Utils等辅助效果，一般情况下工厂类不需要实例化。

interface food{}

class A implements food{}
class B implements food{}
class C implements food{}
public class StaticFactory {
    private StaticFactory(){}
    
    public static food getA(){  return new A(); }
    public static food getB(){  return new B(); }
    public static food getC(){  return new C(); }
}

class Client{
    //客户端代码只需要将相应的参数传入即可得到对象
    //用户不需要了解工厂类内部的逻辑。
    public void get(String name){
        food x = null ;
        if ( name.equals("A")) {
            x = StaticFactory.getA();
        }else if ( name.equals("B")){
            x = StaticFactory.getB();
        }else {
            x = StaticFactory.getC();
        }
    }
}

2. 抽象工厂模式（Abstract Factory）

　　一个基础接口定义了功能，每个实现接口的子类就是产品，然后定义一个工厂接口，实现了工厂接口的就是工厂，这时候，接口编程的优点就出现了，我们可以新增产品类（只需要实现产品接口），只需要同时新增一个工厂类，客户端就可以轻松调用新产品的代码。

　　抽象工厂的灵活性就体现在这里，无需改动原有的代码，毕竟对于客户端来说，静态工厂模式在不改动StaticFactory类的代码时无法新增产品，如果采用了抽象工厂模式，就可以轻松的新增拓展类。

interface food{}

class A implements food{}
class B implements food{}

interface produce{ food get();}

class FactoryForA implements produce{
    @Override
    public food get() {
        return new A();
    }
}
class FactoryForB implements produce{
    @Override
    public food get() {
        return new B();
    }
}
public class AbstractFactory {
    public void ClientCode(String name){
        food x= new FactoryForA().get();
        x = new FactoryForB().get();
    }
}

3. 单例模式（Singleton）

 　　在内部创建一个实例，构造器全部设置为private，所有方法均在该实例上改动，在创建上要注意类的实例化只能执行一次，可以采用许多种方法来实现，如Synchronized关键字，或者利用内部类等机制来实现。

public class Singleton {
    private Singleton(){}

    private static class SingletonBuild{
        private static Singleton value = new Singleton();
    }

    public Singleton getInstance(){  return  SingletonBuild.value ;}
    
}

4.建造者模式（Builder）

　　在了解之前，先假设有一个问题，我们需要创建一个学生对象，属性有name,number,class,sex,age,school等属性，如果每一个属性都可以为空，也就是说我们可以只用一个name,也可以用一个school,name,或者一个class,number，或者其他任意的赋值来创建一个学生对象，这时该怎么构造？

　　难道我们写6个1个输入的构造函数，15个2个输入的构造函数.......吗？这个时候就需要用到Builder模式了。给个例子，大家肯定一看就懂：

public class Builder {

    static class Student{
        String name = null ;
        int number = -1 ;
        String sex = null ;
        int age = -1 ;
        String school = null ;
　　　　　//构建器，利用构建器作为参数来构建Student对象
        static class StudentBuilder{
            String name = null ;
            int number = -1 ;
            String sex = null ;
            int age = -1 ;
            String school = null ;
            public StudentBuilder setName(String name) {
                this.name = name;
                return  this ;
            }

            public StudentBuilder setNumber(int number) {
                this.number = number;
                return  this ;
            }

            public StudentBuilder setSex(String sex) {
                this.sex = sex;
                return  this ;
            }

            public StudentBuilder setAge(int age) {
                this.age = age;
                return  this ;
            }

            public StudentBuilder setSchool(String school) {
                this.school = school;
                return  this ;
            }
            public Student build() {
                return new Student(this);
            }
        }

        public Student(StudentBuilder builder){
            this.age = builder.age;
            this.name = builder.name;
            this.number = builder.number;
            this.school = builder.school ;
            this.sex = builder.sex ;
        }
    }

    public static void main( String[] args ){
        Student a = new Student.StudentBuilder().setAge(13).setName("LiHua").build();
        Student b = new Student.StudentBuilder().setSchool("sc").setSex("Male").setName("ZhangSan").build();
    }
}

6.适配器模式（Adapter）

适配器模式的作用就是在原来的类上提供新功能。主要可分为3种：

类适配：创建新类，继承源类，并实现新接口，例如 
class  adapter extends oldClass  implements newFunc{
}

对象适配：创建新类持源类的实例，并实现新接口，例如 
class adapter implements newFunc { 
    private oldClass oldInstance ;
}

接口适配：创建新的抽象类实现旧接口方法。例如 
abstract class adapter implements oldClassFunc { 
    void newFunc();
}

7.装饰模式（Decorator）参考 https://www.jianshu.com/p/c26b9b4a9d9e

动态的给对象添加一些额外的属性或行为。相比于使用继承，装饰者模式更加灵活。

在装饰模式中的各个角色有：
　　（1）抽象构件（Component）角色：给出一个抽象接口，以规范准备接收附加责任的对象。
　　（2）具体构件（Concrete Component）角色：定义一个将要接收附加责任的类。
　　（3）装饰（Decorator）角色：持有一个构件（Component）对象的实例，并实现一个与抽象构件接口一致的接口。
　　（4）具体装饰（Concrete Decorator）角色：负责给构件对象添加上附加的责任。

//定义组件类，也是装饰者和被装饰者的超类Sweet .java
public abstract class Sweet {
    String description = "Sweet";

    public String getDescription() {
        return description;
    }

    public abstract double cost();
}

//定义被装饰者蛋糕类，Cake .java
public class Cake extends Sweet {
    @Override
    public String getDescription() {
        return "一个蛋糕";
    }

    @Override
    public double cost() {
        return 66;
    }
}

//定义抽象装饰者类Decorator.java
public abstract class Decorator extends Sweet {
    public abstract String getDescription();
}

//定义具体装饰者水果类，FruitDecorator.java：
public class FruitDecorator extends Decorator {
    Sweet sweet;

    public FruitDecorator(Sweet sweet) {
        this.sweet = sweet;
    }

    @Override
    public String getDescription() {
        return sweet.getDescription() + "，水果";
    }

    @Override
    public double cost() {
        return sweet.cost() + 10;
    }
}

//定义具体装饰者蜡烛类，CandleDecorator.java
public class CandleDecorator extends Decorator {
    Sweet sweet;

    public CandleDecorator(Sweet sweet) {
        this.sweet = sweet;
    }

    @Override
    public String getDescription() {
        return sweet.getDescription() + "，蜡烛";
    }

    @Override
    public double cost() {
        return sweet.cost() + 10;
    }
}

//测试
public static void main(String[] args) {

    Cake cake = new Cake();
    System.out.println(cake.getDescription() + "总共花费" + cake.cost());

    FruitDecorator fruitDecorator = new FruitDecorator(cake);
    System.out.println(fruitDecorator.getDescription() + "总共花费" + fruitDecorator.cost());

    CandleDecorator candleDecorator = new CandleDecorator(fruitDecorator);
    System.out.println(candleDecorator.getDescription() + "总共花费" + candleDecorator.cost());

}

8.代理模式（Proxy）

客户端通过代理类访问，代理类实现具体的实现细节，客户只需要使用代理类即可实现操作。

为什么要采用这种间接的形式来调用对象呢？一般是因为客户端不想直接访问实际的对象，或者访问实际的对象存在困难，因此通过一个代理对象来完成间接的访问。比如请一个律师代理来打官司。

静态代理

public interface Subject {
    void visit();
}


public class RealSubject implements Subject {

    private String name = "byhieg";
    @Override
    public void visit() {
        System.out.println(name);
    }
}


public class ProxySubject implements Subject{

    private Subject subject;

    public ProxySubject(Subject subject) {
        this.subject = subject;
    }

    @Override
    public void visit() {
        subject.visit();
    }
}

//测试
public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        ProxySubject subject = new ProxySubject(new RealSubject());
        subject.visit();
    }
}

各大框架都喜欢的动态代理

动态代理有别于静态代理，是根据代理的对象，动态创建代理类。这样，就可以避免静态代理中代理类接口过多的问题。动态代理是实现方式，是通过反射来实现的，借助Java自带的java.lang.reflect.Proxy,通过固定的规则生成。
其步骤如下：

1. 编写一个委托类的接口，即静态代理的（Subject接口）
2. 实现一个真正的委托类，即静态代理的（RealSubject类）
3. 创建一个动态代理类，实现InvocationHandler接口，并重写该invoke方法
4. 在测试类中，生成动态代理的对象。

第一二步骤，和静态代理一样，不过说了。第三步，代码如下：

public class DynamicProxy implements InvocationHandler {
    private Object object;
    public DynamicProxy(Object object) {
        this.object = object;
    }

    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        Object result = method.invoke(object, args);
        return result;
    }
}

//测试
public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        Subject realSubject = new RealSubject();
        DynamicProxy proxy = new DynamicProxy(realSubject);
        ClassLoader classLoader = realSubject.getClass().getClassLoader();
        Subject subject = (Subject) Proxy.newProxyInstance(classLoader, new  Class[]                        {Subject.class}, proxy);
        subject.visit();
    }
}

 

 

 

 

内容总结

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