Java开发中的23种设计模式详解---

发布时间:2017-6-29 10:32:24编辑:www.fx114.net 分享查询网我要评论
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设计模式(Design Patterns)

                                  ——可复用面向对象软件的基础

设计模式(Design pattern)是一套被反复使用、多数人知晓的、经过分类编目的、代码设计经验的总结。使用设计模式是为了可重用代码、让代码更容易被他人理解、保证代码可靠性。 毫无疑问,设计模式于己于他人于系统都是多赢的,设计模式使代码编制真正工程化,设计模式是软件工程的基石,如同大厦的一块块砖石一样。项目中合理的运用设计模式可以完美的解决很多问题,每种模式在现在中都有相应的原理来与之对应,每一个模式描述了一个在我们周围不断重复发生的问题,以及该问题的核心解决方案,这也是它能被广泛应用的原因。本章系Java之美[从菜鸟到高手演变]系列之设计模式,我们会以理论与实践相结合的方式来进行本章的学习,希望广大程序爱好者,学好设计模式,做一个优秀的软件工程师!

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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

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。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,后面的具体设计中我们会提到这点。

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

里氏代换原则(Liskov Substitution Principle LSP)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。 LSP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。—— From Baidu 百科

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

这个是开闭原则的基础,具体内容:真对接口编程,依赖于抽象而不依赖于具体。

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

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。

三、Java的23中设计模式

从这一块开始,我们详细介绍Java中23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。

1、工厂方法模式(Factory Method)

工厂方法模式分为三种:

11、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:

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 interface Sender
{
	public void send();
}
其次,创建实现类:


public class MailSender implements Sender
{

	@Override
	public void send()
	{
		System.out.println("this is mailsender!");  
		
	}

}

public class SmsSender implements Sender
{

	@Override
	public void send()
	{
		 System.out.println("this is sms sender!");  
		
	}

}
最后,建工厂类:

/**
 * 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。
 * @author xiaodong
 *
 */
public 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;  
		}
	}
}
测试类

public class FacotryTest
{
	public static void main(String[] args)
	{
		SendFactory factory = new SendFactory();
		Sender sender = factory.produce("sms");
		sender.send();
	}
}

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。关系图:

将上面的代码做下修改,改动下SendFactory类就行,如下:


/**
 * 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,
 * @author xiaodong
 *
 */
public class SendFactory
{
	public Sender produceMail()
	{
		return new MailSender();
	}
	public Sender produceSms()
	{
		return new SmsSender();
	}
}
测试类:
public class FacotryTest
{
	public static void main(String[] args)
	{
		SendFactory factory = new SendFactory();
		Sender sender = factory.produceMail();
		sender.send();
	}
}

33、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。

/**
 * 、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。
 * @author xiaodong
 *
 *总体来说,工厂模式适合:凡是出现了大量的产品需要创建,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。
 */
public class SendFactory
{
	public static Sender produceMail()
	{
		return new MailSender();
	}
	public static Sender produceSms()
	{
		return new SmsSender();
	}
}
public class FacotryTest
{
	public static void main(String[] args)
	{
		Sender sender = SendFactory.produceMail();
		sender.send();
	}
}

总体来说,工厂模式适合:凡是出现了大量的产品需要创建,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。

2、抽象工厂模式(Abstract Factory)

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,所以,从设计角度考虑,有一定的问题,如何解决?就用到抽象工厂模式,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。因为抽象工厂不太好理解,我们先看看图,然后就和代码,就比较容易理解。


public interface Sender
{
	public void Send();
}

public class MailSender implements Sender
{
	@Override
	public void Send()
	{
		 System.out.println("this is sms Mailsender!");  
		
	}

}
public class SmsSender implements Sender
{

	@Override
	public void Send()
	{
		 System.out.println("this is sms sender!");  
		
	}

}

public interface Provider
{
	public Sender produce();
}
public class SendMailFactory implements Provider
{
	@Override
	public Sender produce()
	{
		return new MailSender();
	}

}

public class SendSmsFactory implements Provider
{

	@Override
	public Sender produce()
	{

		return new MailSender();

	}

}
/**
 * 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!
 * 
 * @author xiaodong
 * 
 */
public class FacotryTest
{
	public static void main(String[] args)
	{
		Provider provider = new SendMailFactory();
		Sender sender = provider.produce();
		sender.Send();

	}
}







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