Java設計模式快速入門

阿新 • • 發佈：2018-11-13

原文地址

一、設計模式分類

大體上分為三大類：
- 建立型模式（5種）：工廠方法模式，抽象工廠模式，單例模式，建造者模式，原型模式。
- 結構型模式（7種）：介面卡模式，裝飾器模式，代理模式，外觀模式，橋接模式，組合模式，享元模式。
- 行為型模式（11種）：策略模式、模板方法模式、觀察者模式、迭代子模式、責任鏈模式、命令模式、備忘錄模式、狀態模式、訪問者模式、中介者模式、直譯器模式。

二、設計模式原則

1. 開閉原則（Open Close Principle）    對擴充套件開放，對修改關閉。
2. 里氏代換原則（Liskov Substitution Principle) 只有當衍生類可以替換掉基類，軟體單位的功能不受到影響時，基類才能真正被複用，而衍生類也能夠在基類的基礎上增加新的行為。
3. 依賴倒轉原則（Dependence Inversion Principle) 這個是開閉原則的基礎，對介面程式設計，依賴於抽象而不依賴於具體。
4.  介面隔離原則（Interface Segregation Principle）使用多個隔離的藉口來降低耦合度。
5. 迪米特法則（最少知道原則）（Demeter Principle) 一個實體應當儘量少的與其他實體之間發生相互作用，使得系統功能模組相對獨立。
6. 合成複用原則（Composite Reuse Principle）原則是儘量使用合成/聚合的方式，而不是使用繼承。繼承實際上破壞了類的封裝性，超類的方法可能會被子類修改。

三、常見設計模式詳解

  1. 工廠模式（Factory Method）

　常用的工廠模式是靜態工廠，利用static方法，作為一種類似於常見的工具類Utils等輔助效果，一般情況下工廠類不需要例項化。　

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{
    //客戶端程式碼只需要將相應的引數傳入即可得到物件
    //使用者不需要了解工廠類內部的邏輯。
    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. 抽象工廠模式（Abstract Factory）

　　一個基礎介面定義了功能，每個實現介面的子類就是產品，然後定義一個工廠介面，實現了工廠介面的就是工廠，這時候，介面程式設計的優點就出現了，我們可以新增產品類（只需要實現產品介面），只需要同時新增一個工廠類，客戶端就可以輕鬆呼叫新產品的程式碼。

　　抽象工廠的靈活性就體現在這裡，無需改動原有的程式碼，畢竟對於客戶端來說，靜態工廠模式在不改動StaticFactory類的程式碼時無法新增產品，如果採用了抽象工廠模式，就可以輕鬆的新增拓展類。

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.  單例模式（Singleton）

　　在內部建立一個例項，構造器全部設定為private，所有方法均在該例項上改動，在建立上要注意類的例項化只能執行一次，可以採用許多種方法來實現，如Synchronized關鍵字，或者利用內部類等機制來實現。

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）

　　在瞭解之前，先假設有一個問題，我們需要建立一個學生物件，屬性有name,number,class,sex,age,school等屬性，如果每一個屬性都可以為空，也就是說我們可以只用一個name,也可以用一個school,name,或者一個class,number，或者其他任意的賦值來建立一個學生物件，這時該怎麼構造？

　　難道我們寫6個1個輸入的建構函式，15個2個輸入的建構函式…….嗎？這個時候就需要用到Builder模式了。

public class Builder {

    static class Student{
        String name = null ;
        int number = -1 ;
        String sex = null ;
        int age = -1 ;
        String school = null ;

　　　　　//構建器，利用構建器作為引數來構建Student物件
        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();
    }
}

5. 原型模式（Protype）

原型模式就是講一個物件作為原型，使用clone()方法來建立新的例項。

public class Prototype implements Cloneable{

    private String name;

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    protected Object clone()   {
        try {
            return super.clone();
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
            return null;
        }
    }

    public static void main ( String[] args){
        Prototype pro = new Prototype();
        Prototype pro1 = (Prototype)pro.clone();
    }
}
//此處使用的是淺拷貝，關於深淺拷貝，大家可以另行查詢相關資料。

6. 介面卡模式（Adapter）

介面卡模式的作用就是在原來的類上提供新功能。主要可分為3種：

類適配：建立新類，繼承源類，並實現新介面，例如
class adapter extends oldClass implements newFunc{}
物件適配：建立新類持源類的例項，並實現新介面，例如
class adapter implements newFunc { private oldClass oldInstance ;}
介面適配：建立新的抽象類實現舊介面方法。例如
abstract class adapter implements oldClassFunc { void newFunc();}
```
7. 裝飾模式（Decorator）
```
給一類物件增加新的功能，裝飾方法與具體的內部邏輯無關。

interface Source{ void method();}
public class Decorator implements Source{

    private Source source ;
    public void decotate1(){
        System.out.println("decorate");
    }
    @Override
    public void method() {
        decotate1();
        source.method();
    }
}

8. 代理模式（Proxy）

客戶端通過代理類訪問，代理類實現具體的實現細節，客戶只需要使用代理類即可實現操作。

這種模式可以對舊功能進行代理，用一個代理類呼叫原有的方法，且對產生的結果進行控制。

interface Source{ void method();}

class OldClass implements Source{
    @Override
    public void method() {
    }
}

class Proxy implements Source{
    private Source source = new OldClass();

    void doSomething(){}
    @Override
    public void method() {
        new Class1().Func1();
        source.method();
        new Class2().Func2();
        doSomething();
    }
}

9. 外觀模式（Facade）

為子系統中的一組介面提供一個一致的介面，定義一個高層介面，這個介面使得這一子系統更加容易使用。這句話是百度百科的解釋，有點難懂，但是沒事，看下面的例子，我們在啟動停止所有子系統的時候，為它們設計一個外觀類，這樣就可以實現統一的介面，這樣即使有新增的子系統subSystem4,也可以在不修改客戶端程式碼的情況下輕鬆完成。

public class Facade {
    private subSystem1 subSystem1 = new subSystem1();
    private subSystem2 subSystem2 = new subSystem2();
    private subSystem3 subSystem3 = new subSystem3();

    public void startSystem(){
        subSystem1.start();
        subSystem2.start();
        subSystem3.start();
    }

    public void stopSystem(){
        subSystem1.stop();
        subSystem2.stop();
        subSystem3.stop();
    }
}

10. 橋接模式（Bridge）

這裡引用下http://www.runoob.com/design-pattern/bridge-pattern.html的例子。Circle類將DrwaApi與Shape類進行了橋接.

interface DrawAPI {
    public void drawCircle(int radius, int x, int y);
}
class RedCircle implements DrawAPI {
    @Override
    public void drawCircle(int radius, int x, int y) {
        System.out.println("Drawing Circle[ color: red, radius: "
                + radius +", x: " +x+", "+ y +"]");
    }
}
class GreenCircle implements DrawAPI {
    @Override
    public void drawCircle(int radius, int x, int y) {
        System.out.println("Drawing Circle[ color: green, radius: "
                + radius +", x: " +x+", "+ y +"]");
    }
}

abstract class Shape {
    protected DrawAPI drawAPI;
    protected Shape(DrawAPI drawAPI){
        this.drawAPI = drawAPI;
    }
    public abstract void draw();
}

class Circle extends Shape {
    private int x, y, radius;

    public Circle(int x, int y, int radius, DrawAPI drawAPI) {
        super(drawAPI);
        this.x = x;
        this.y = y;
        this.radius = radius;
    }

    public void draw() {
        drawAPI.drawCircle(radius,x,y);
    }
}

//客戶端使用程式碼
Shape redCircle = new Circle(100,100, 10, new RedCircle());
Shape greenCircle = new Circle(100,100, 10, new GreenCircle());
redCircle.draw();
greenCircle.draw();

11. 組合模式（Composite）

組合模式是為了表示那些層次結構，同時部分和整體也可能是一樣的結構，常見的如資料夾或者樹。

abstract class component{}

class File extends  component{ String filename;}

class Folder extends  component{
    component[] files ;  //既可以放檔案File類，也可以放資料夾Folder類。Folder類下又有子檔案或子資料夾。
    String foldername ;
    public Folder(component[] source){ files = source ;}

    public void scan(){
        for ( component f:files){
            if ( f instanceof File){
                System.out.println("File "+((File) f).filename);
            }else if(f instanceof Folder){
                Folder e = (Folder)f ;
                System.out.println("Folder "+e.foldername);
                e.scan();
            }
        }
    }

}

12. 享元模式（Flyweight）

使用共享物件的方法，用來儘可能減少記憶體使用量以及分享資訊。通常使用工廠類輔助，例子中使用一個HashMap類進行輔助判斷，資料池中是否已經有了目標例項，如果有，則直接返回，不需要多次建立重複例項。

abstract class flywei{ }

public class Flyweight extends flywei{
    Object obj ;
    public Flyweight(Object obj){
        this.obj = obj;
    }
}

class  FlyweightFactory{
    private HashMap<Object,Flyweight> data;

    public FlyweightFactory(){ data = new HashMap<>();}

    public Flyweight getFlyweight(Object object){
        if ( data.containsKey(object)){
            return data.get(object);
        }else {
            Flyweight flyweight = new Flyweight(object);
            data.put(object,flyweight);
            return flyweight;
        }
    }
}

Java設計模式快速入門

一、設計模式分類

二、設計模式原則

三、常見設計模式詳解

Java設計模式快速入門

Java設計模式從精通到入門二裝飾器模式

Java設計模式從精通到入門三策略模式

java設計模式精講 Debug 方式+記憶體分析-第2章 UML急速入門

JAVA設計模式之單例模式-快速理解Java中的五種單例模式(轉)

Java設計模式應用——責任鏈模式

java設計模式之外觀模式

java設計模式之享元模式

Java設計模式隨筆

java設計模式之代理模式

【java設計模式】【行為模式Behavioral Pattern】策略模式Strategy Pattern

Java設計模式の工廠模式

【java設計模式】代理模式

Java設計模式の裝飾者模式

Java設計模式：生成器模式

java設計模式03裝飾者者模式

java設計模式—工廠模式

Java設計模式菜鳥系列(十五)建造者模式建模與實現

Java設計模式（創建型：工廠方法模式)

【java設計模式】【創建模式Creational Pattern】建造模式Builder Pattern

Java設計模式快速入門

一、設計模式分類

二、設計模式原則

三、常見設計模式詳解

相關推薦