总体来说设计模式分为三大类:
(1)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。
(2)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。
(3)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。
1、开闭原则(Open Close Principle)
开闭原则就是说对扩展开放,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,实现一个热插拔的效果。
2、里氏代换原则(Liskov Substitution Principle)
其官方描述比较抽象,可自行百度。实际上可以这样理解:(1)子类的能力必须大于等于父类,即父类可以使用的方法,子类都可以使用。(2)返回值也是同样的道理。假设一个父类方法返回一个List,子类返回一个ArrayList,这当然可以。如果父类方法返回一个ArrayList,子类返回一个List,就说不通了。这里子类返回值的能力是比父类小的。(3)还有抛出异常的情况。任何子类方法可以声明抛出父类方法声明异常的子类。
而不能声明抛出父类没有声明的异常。
3、依赖倒转原则(Dependence Inversion Principle)
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。
4、接口隔离原则(Interface Segregation Principle)
这个原则的意思是:使用多个隔离的接口,比使用单个接口要好。还是一个降低类之间的耦合度的意思,从这儿我们看出,其实设计模式就是一个软件的设计思想,从大型软件架构出发,为了升级和维护方便。所以上文中多次出现:降低依赖,降低耦合。
5、迪米特法则(最少知道原则)(Demeter Principle)
为什么叫最少知道原则,就是说: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。
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。
3.1、工厂方法模式
工厂方法模式分为三种:普通工厂模式、多个工厂方法模式和静态工厂方法模式。
3.1.1、普通工厂模式
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。
package com.mode.create;public interface MyInterface { public void print();}
package com.mode.create;public class MyClassOne implements MyInterface { @Override public void print() { System.out.println("MyClassOne"); }}
package com.mode.create;public class MyClassTwo implements MyInterface { @Override public void print() { System.out.println("MyClassTwo"); }}
package com.mode.create;public class MyFactory { public MyInterface produce(String type) { if ("One".equals(type)) { return new MyClassOne(); } else if ("Two".equals(type)) { return new MyClassTwo(); } else { System.out.println("没有要找的类型"); return null; } }}
package com.mode.create;public class FactoryTest { public static void main(String[] args){ MyFactory factory = new MyFactory(); MyInterface myi = factory.produce("One"); myi.print(); }}
FactoryTest的运行结果我想应该很明显了。
再回头来理解这句话: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。
3.1.2、多个工厂方法模式
多个工厂方法模式,是对普通工厂方法模式的改进,多个工厂方法模式就是提供多个工厂方法,分别创建对象。
直接看代码吧,我们修改MyFactory和FactoryTest如下:
package com.mode.create;public class MyFactory { public MyInterface produceOne() { return new MyClassOne(); } public MyInterface produceTwo() { return new MyClassTwo(); }}
package com.mode.create;public class FactoryTest { public static void main(String[] args){ MyFactory factory = new MyFactory(); MyInterface myi = factory.produceOne(); myi.print(); }}
运行结果也是十分明显了。
再回头来理解这句话:多个工厂方法模式,是对普通工厂方法模式的改进,多个工厂方法模式就是提供多个工厂方法,分别创建对象。
3.1.3、静态工厂方法模式
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。
直接看代码吧,我们修改MyFactory和FactoryTest如下:
package com.mode.create;public class MyFactory { public static MyInterface produceOne() { return new MyClassOne(); } public static MyInterface produceTwo() { return new MyClassTwo(); }}
package com.mode.create;public class FactoryTest { public static void main(String[] args){ MyInterface myi = MyFactory.produceOne(); myi.print(); }}
运行结果依旧很明显。
再回顾: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。
3.2、抽象工厂模式
工厂方法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。
为解决这个问题,我们来看看抽象工厂模式:创建多个工厂类,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。
这样就符合闭包原则了。
下面来看看代码:
MyInterface、MyClassOne、MyClassTwo不变。
新增如下接口和类:
package com.mode.create;public interface Provider { public MyInterface produce(); }
package com.mode.create;public class MyFactoryOne implements Provider { @Override public MyInterface produce() { return new MyClassOne(); }}
package com.mode.create;public class MyFactoryTwo implements Provider { @Override public MyInterface produce() { return new MyClassTwo(); }}
修改测试类FactoryTest如下:
package com.mode.create;public class FactoryTest { public static void main(String[] args){ Provider provider = new MyFactoryOne(); MyInterface myi = provider.produce(); myi.print(); }}
运行结果依旧显然。
再回顾:抽象工厂模式就是创建多个工厂类,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。
3.3、单例模式
单例模式,不需要过多的解释。
直接看代码吧:
package test;public class MyObject { private static MyObject myObject; private MyObject() { } public static MyObject getInstance() { if (myObject != null) { } else { myObject = new MyObject(); } return myObject; }}
但是这样会引发多线程问题,详细解说可以看《Java多线程编程核心技术》书中的第六章。博主之前推荐过这本书,里面有电子完整版下载地址:http://blog.csdn.net/u013142781/article/details/50805655
3.4、建造者模式
建造者模式:是将一个复杂的对象的构建与它的表示分离,使得同样的构建过程可以创建不同的表示。
字面看来非常抽象,实际上它也十分抽象!!!!
建造者模式通常包括下面几个角色:
(1) Builder:给出一个抽象接口,以规范产品对象的各个组成成分的建造。这个接口规定要实现复杂对象的哪些部分的创建,并不涉及具体的对象部件的创建。
(2) ConcreteBuilder:实现Builder接口,针对不同的商业逻辑,具体化复杂对象的各部分的创建。 在建造过程完成后,提供产品的实例。
(3)Director:调用具体建造者来创建复杂对象的各个部分,在指导者中不涉及具体产品的信息,只负责保证对象各部分完整创建或按某种顺序创建。
(4)Product:要创建的复杂对象。
在游戏开发中建造小人是经常的事了,要求是:小人必须包括头,身体和脚。
下面我们看看如下代码:
Product(要创建的复杂对象。):
package com.mode.create;public class Person { private String head; private String body; private String foot; public String getHead() { return head; } public void setHead(String head) { this.head = head; } public String getBody() { return body; } public void setBody(String body) { this.body = body; } public String getFoot() { return foot; } public void setFoot(String foot) { this.foot = foot; }}
Builder(给出一个抽象接口,以规范产品对象的各个组成成分的建造。这个接口规定要实现复杂对象的哪些部分的创建,并不涉及具体的对象部件的创建。):
package com.mode.create;public interface PersonBuilder { void buildHead(); void buildBody(); void buildFoot(); Person buildPerson();}
ConcreteBuilder(实现Builder接口,针对不同的商业逻辑,具体化复杂对象的各部分的创建。 在建造过程完成后,提供产品的实例。):
package com.mode.create;public class ManBuilder implements PersonBuilder { Person person; public ManBuilder() { person = new Person(); } public void buildBody() { person.setBody("建造男人的身体"); } public void buildFoot() { person.setFoot("建造男人的脚"); } public void buildHead() { person.setHead("建造男人的头"); } public Person buildPerson() { return person; }}
Director(调用具体建造者来创建复杂对象的各个部分,在指导者中不涉及具体产品的信息,只负责保证对象各部分完整创建或按某种顺序创建。):
package com.mode.create;public class PersonDirector { public Person constructPerson(PersonBuilder pb) { pb.buildHead(); pb.buildBody(); pb.buildFoot(); return pb.buildPerson(); }}
测试类:
package com.mode.create;public class Test { public static void main(String[] args) { PersonDirector pd = new PersonDirector(); Person person = pd.constructPerson(new ManBuilder()); System.out.println(person.getBody()); System.out.println(person.getFoot()); System.out.println(person.getHead()); }}
运行结果:
回顾:建造者模式:是将一个复杂的对象的构建与它的表示分离,使得同样的构建过程可以创建不同的表示。
3.5、原型模式
该模式的思想就是将一个对象作为原型,对其进行复制、克隆,产生一个和原对象类似的新对象。
说道复制对象,我将结合对象的浅复制和深复制来说一下,首先需要了解对象深、浅复制的概念:
浅复制:将一个对象复制后,基本数据类型的变量都会重新创建,而引用类型,指向的还是原对象所指向的。
深复制:将一个对象复制后,不论是基本数据类型还有引用类型,都是重新创建的。简单来说,就是深复制进行了完全彻底的复制,而浅复制不彻底。
写一个深浅复制的例子:
package com.mode.create;import java.io.ByteArrayInputStream;import java.io.ByteArrayOutputStream;import java.io.IOException;import java.io.ObjectInputStream;import java.io.ObjectOutputStream;import java.io.Serializable;public class Prototype implements Cloneable, Serializable { private static final long serialVersionUID = 1L; private int base; private Integer obj; /* 浅复制 */ public Object clone() throws CloneNotSupportedException { // 因为Cloneable接口是个空接口,你可以任意定义实现类的方法名 // 如cloneA或者cloneB,因为此处的重点是super.clone()这句话 // super.clone()调用的是Object的clone()方法 // 而在Object类中,clone()是native(本地方法)的 Prototype proto = (Prototype) super.clone(); return proto; } /* 深复制 */ public Object deepClone() throws IOException, ClassNotFoundException { /* 写入当前对象的二进制流 */ ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream(); ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos); oos.writeObject(this); /* 读出二进制流产生的新对象 */ ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray()); ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bis); return ois.readObject(); } public int getBase() { return base; } public void setBase(int base) { this.base = base; } public Integer getObj() { return obj; } public void setObj(Integer obj) { this.obj = obj; }}
测试类:
package com.mode.create;import java.io.IOException;public class Test { public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException, ClassNotFoundException, IOException { Prototype prototype = new Prototype(); prototype.setBase(1); prototype.setObj(new Integer(2)); /* 浅复制 */ Prototype prototype1 = (Prototype) prototype.clone(); /* 深复制 */ Prototype prototype2 = (Prototype) prototype.deepClone(); System.out.println(prototype1.getObj()==prototype1.getObj()); System.out.println(prototype1.getObj()==prototype2.getObj()); }}
运行结果:
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