设计模式（二）

适配器模式、装饰模式、代理模式、外观模式、桥接模式、组合模式、享元模式。其中对象的适配器模式是各种模式的起源，我们看下面的图：

6、适配器模式（Adapter）

适配器模式将某个类的接口转换成客户端期望的另一个接口表示，目的是消除由于接口不匹配所造成的类的兼容性问题。主要分为三类：类的适配器模式、对象的适配器模式、接口的适配器模式。首先，我们来看看类的适配器模式，先看类图：

核心思想就是：有一个Source类，拥有一个方法，待适配，目标接口时Targetable，通过Adapter类，将Source的功能扩展到Targetable里，看代码：

    public class Source {  
      
        public void method1() {  
            System.out.println("this is original method!");  
        }  
    }

1     public interface Targetable {  
2       
3         /* 与原类中的方法相同 */  
4         public void method1();  
5       
6         /* 新类的方法 */  
7         public void method2();  
8     }

1     public class Adapter extends Source implements Targetable {  
2       
3         @Override  
4         public void method2() {  
5             System.out.println("this is the targetable method!");  
6         }  
7     }

Adapter类继承Source类，实现Targetable接口，下面是测试类：

1     public class AdapterTest {  
2       
3         public static void main(String[] args) {  
4             Targetable target = new Adapter();  
5             target.method1();  
6             target.method2();  
7         }  
8     }

输出：

this is original method!
this is the targetable method!

这样Targetable接口的实现类就具有了Source类的功能。

对象的适配器模式

基本思路和类的适配器模式相同，只是将Adapter类作修改，这次不继承Source类，而是持有Source类的实例，以达到解决兼容性的问题。看图：

只需要修改Adapter类的源码即可：

 1 public class Wrapper implements Targetable {  
 2   
 3     private Source source;  
 4       
 5     public Wrapper(Source source){  
 6         super();  
 7         this.source = source;  
 8     }  
 9     @Override  
10     public void method2() {  
11         System.out.println("this is the targetable method!");  
12     }  
13   
14     @Override  
15     public void method1() {  
16         source.method1();  
17     }  
18 }

测试类：

    public class AdapterTest {  
      
        public static void main(String[] args) {  
            Source source = new Source();  
            Targetable target = new Wrapper(source);  
            target.method1();  
            target.method2();  
        }  
    }

输出与第一种一样，只是适配的方法不同而已。

第三种适配器模式是接口的适配器模式，接口的适配器是这样的：有时我们写的一个接口中有多个抽象方法，当我们写该接口的实现类时，必须实现该接口的所有方法，这明显有时比较浪费，因为并不是所有的方法都是我们需要的，有时只需要某一些，此处为了解决这个问题，我们引入了接口的适配器模式，借助于一个抽象类，该抽象类实现了该接口，实现了所有的方法，而我们不和原始的接口打交道，只和该抽象类取得联系，所以我们写一个类，继承该抽象类，重写我们需要的方法就行。看一下类图：

这个很好理解，在实际开发中，我们也常会遇到这种接口中定义了太多的方法，以致于有时我们在一些实现类中并不是都需要。看代码：

1     public interface Sourceable {  
2           
3         public void method1();  
4         public void method2();  
5     }

抽象类Wrapper2：

1     public abstract class Wrapper2 implements Sourceable{  
2           
3         public void method1(){}  
4         public void method2(){}  
5     }

1     public class SourceSub1 extends Wrapper2 {  
2         public void method1(){  
3             System.out.println("the sourceable interface's first Sub1!");  
4         }  
5     }

1     public class SourceSub2 extends Wrapper2 {  
2         public void method2(){  
3             System.out.println("the sourceable interface's second Sub2!");  
4         }  
5     }

 1     public class WrapperTest {  
 2       
 3         public static void main(String[] args) {  
 4             Sourceable source1 = new SourceSub1();  
 5             Sourceable source2 = new SourceSub2();  
 6               
 7             source1.method1();  
 8             source1.method2();  
 9             source2.method1();  
10             source2.method2();  
11         }  
12     }

测试输出：

the sourceable interface's first Sub1!
the sourceable interface's second Sub2!

达到了我们的效果！

讲了这么多，总结一下三种适配器模式的应用场景：

类的适配器模式：当希望将一个类转换成满足另一个新接口的类时，可以使用类的适配器模式，创建一个新类，继承原有的类，实现新的接口即可。

对象的适配器模式：当希望将一个对象转换成满足另一个新接口的对象时，可以创建一个Wrapper类，持有原类的一个实例，在Wrapper类的方法中，调用实例的方法就行。

接口的适配器模式：当不希望实现一个接口中所有的方法时，可以创建一个抽象类Wrapper，实现所有方法，我们写别的类的时候，继承抽象类即可。

7、装饰模式（Decorator）

顾名思义，装饰模式就是给一个对象增加一些新的功能，而且是动态的，要求装饰对象和被装饰对象实现同一个接口，装饰对象持有被装饰对象的实例，关系图如下：

Source类是被装饰类，Decorator类是一个装饰类，可以为Source类动态的添加一些功能，代码如下：

1     public interface Sourceable {  
2         public void method();  
3     }

1     public class Source implements Sourceable {  
2       
3         @Override  
4         public void method() {  
5             System.out.println("the original method!");  
6         }  
7     }

 1     public class Decorator implements Sourceable {  
 2       
 3         private Sourceable source;  
 4           
 5         public Decorator(Sourceable source){  
 6             super();  
 7             this.source = source;  
 8         }  
 9         @Override  
10         public void method() {  
11             System.out.println("before decorator!");  
12             source.method();  
13             System.out.println("after decorator!");  
14         }  
15     }

测试类：

    public class DecoratorTest {  
      
        public static void main(String[] args) {  
            Sourceable source = new Source();  
            Sourceable obj = new Decorator(source);  
            obj.method();  
        }  
    }

输出：

before decorator!
the original method!
after decorator!

装饰器模式的应用场景：

1、需要扩展一个类的功能。

2、动态的为一个对象增加功能，而且还能动态撤销。（继承不能做到这一点，继承的功能是静态的，不能动态增删。）

缺点：产生过多相似的对象，不易排错！

8、代理模式（Proxy）

其实每个模式名称就表明了该模式的作用，代理模式就是多一个代理类出来，替原对象进行一些操作，比如我们在租房子的时候回去找中介，为什么呢？因为你对该地区房屋的信息掌握的不够全面，希望找一个更熟悉的人去帮你做，此处的带你就是这个意思。再如我们有的时候打官司，我们需要请律师，因为律师在法律方面有专长，可以替我们进行操作，表达我们的想法。先来看看关系图：

根据上文的阐述，代理模式就比较容易的理解了，我们看下代码：

1     public interface Sourceable {  
2         public void method();  
3     }

1     public class Source implements Sourceable {  
2       
3         @Override  
4         public void method() {  
5             System.out.println("the original method!");  
6         }  
7     }

 1     public class Proxy implements Sourceable {  
 2       
 3         private Source source;  
 4         public Proxy(){  
 5             super();  
 6             this.source = new Source();  
 7         }  
 8         @Override  
 9         public void method() {  
10             before();  
11             source.method();  
12             atfer();  
13         }  
14         private void atfer() {  
15             System.out.println("after proxy!");  
16         }  
17         private void before() {  
18             System.out.println("before proxy!");  
19         }  
20     }

测试类：

1     public class ProxyTest {  
2       
3         public static void main(String[] args) {  
4             Sourceable source = new Proxy();  
5             source.method();  
6         }  
7       
8     }

输出：

before proxy!
the original method!
after proxy!

代理模式的应用场景：

如果已有的方法在使用的时候需要对原有的方法进行改进，此时有两种办法：

1、修改原有的方法来适应。这样违反了“对扩展开放，对修改关闭”的原则。

2、就是采用一个代理类调用原有的方法，且对产生的结果进行控制。这种方法就是代理模式。

使用代理模式，可以将功能划分的更加清晰，有助于后期维护！

9、外观模式（Facade）

外观模式是为了解决类与类之家的依赖关系的，像spring一样，可以将类和类之间的关系配置到配置文件中，而外观模式就是将他们的关系放在一个Facade类中，降低了类类之间的耦合度，该模式中没有涉及到接口，看下类图：（我们以一个计算机的启动过程为例）

我们先看下实现类：

 1     public class CPU {  
 2           
 3         public void startup(){  
 4             System.out.println("cpu startup!");  
 5         }  
 6           
 7         public void shutdown(){  
 8             System.out.println("cpu shutdown!");  
 9         }  
10     }

 1     public class Memory {  
 2           
 3         public void startup(){  
 4             System.out.println("memory startup!");  
 5         }  
 6           
 7         public void shutdown(){  
 8             System.out.println("memory shutdown!");  
 9         }  
10     }

 1     public class Disk {  
 2           
 3         public void startup(){  
 4             System.out.println("disk startup!");  
 5         }  
 6           
 7         public void shutdown(){  
 8             System.out.println("disk shutdown!");  
 9         }  
10     }

 1 public class Computer {  
 2     private CPU cpu;  
 3     private Memory memory;  
 4     private Disk disk;  
 5       
 6     public Computer(){  
 7         cpu = new CPU();  
 8         memory = new Memory();  
 9         disk = new Disk();  
10     }  
11       
12     public void startup(){  
13         System.out.println("start the computer!");  
14         cpu.startup();  
15         memory.startup();  
16         disk.startup();  
17         System.out.println("start computer finished!");  
18     }  
19       
20     public void shutdown(){  
21         System.out.println("begin to close the computer!");  
22         cpu.shutdown();  
23         memory.shutdown();  
24         disk.shutdown();  
25         System.out.println("computer closed!");  
26     }  
27 }

User类如下：

1 public class User {  
2   
3     public static void main(String[] args) {  
4         Computer computer = new Computer();  
5         computer.startup();  
6         computer.shutdown();  
7     }  
8 }

输出：

start the computer!
cpu startup!
memory startup!
disk startup!
start computer finished!
begin to close the computer!
cpu shutdown!
memory shutdown!
disk shutdown!
computer closed!

如果我们没有Computer类，那么，CPU、Memory、Disk他们之间将会相互持有实例，产生关系，这样会造成严重的依赖，修改一个类，可能会带来其他类的修改，这不是我们想要看到的，有了Computer类，他们之间的关系被放在了Computer类里，这样就起到了解耦的作用，这，就是外观模式！

10、桥接模式（Bridge）

桥接模式就是把事物和其具体实现分开，使他们可以各自独立的变化。桥接的用意是：将抽象化与实现化解耦，使得二者可以独立变化，像我们常用的JDBC桥DriverManager一样，JDBC进行连接数据库的时候，在各个数据库之间进行切换，基本不需要动太多的代码，甚至丝毫不用动，原因就是JDBC提供统一接口，每个数据库提供各自的实现，用一个叫做数据库驱动的程序来桥接就行了。我们来看看关系图：

实现代码：

先定义接口：

1     public interface Sourceable {  
2         public void method();  
3     }

分别定义两个实现类：

1     public class SourceSub1 implements Sourceable {  
2       
3         @Override  
4         public void method() {  
5             System.out.println("this is the first sub!");  
6         }  
7     }

1     public class SourceSub2 implements Sourceable {  
2       
3         @Override  
4         public void method() {  
5             System.out.println("this is the second sub!");  
6         }  
7     }

定义一个桥，持有Sourceable的一个实例：

 1     public abstract class Bridge {  
 2         private Sourceable source;  
 3       
 4         public void method(){  
 5             source.method();  
 6         }  
 7           
 8         public Sourceable getSource() {  
 9             return source;  
10         }  
11       
12         public void setSource(Sourceable source) {  
13             this.source = source;  
14         }  
15     }

1     public class MyBridge extends Bridge {  
2         public void method(){  
3             getSource().method();  
4         }  
5     }

测试类：

 1 public class BridgeTest {  
 2       
 3     public static void main(String[] args) {  
 4           
 5         Bridge bridge = new MyBridge();  
 6           
 7         /*调用第一个对象*/  
 8         Sourceable source1 = new SourceSub1();  
 9         bridge.setSource(source1);  
10         bridge.method();  
11           
12         /*调用第二个对象*/  
13         Sourceable source2 = new SourceSub2();  
14         bridge.setSource(source2);  
15         bridge.method();  
16     }  
17 }

output：

this is the first sub!
this is the second sub!

这样，就通过对Bridge类的调用，实现了对接口Sourceable的实现类SourceSub1和SourceSub2的调用。接下来我再画个图，大家就应该明白了，因为这个图是我们JDBC连接的原理，有数据库学习基础的，一结合就都懂了。

11、组合模式（Composite）

组合模式有时又叫部分-整体模式在处理类似树形结构的问题时比较方便，看看关系图：

直接来看代码：

 1     public class TreeNode {  
 2           
 3         private String name;  
 4         private TreeNode parent;  
 5         private Vector<TreeNode> children = new Vector<TreeNode>();  
 6           
 7         public TreeNode(String name){  
 8             this.name = name;  
 9         }  
10       
11         public String getName() {  
12             return name;  
13         }  
14       
15         public void setName(String name) {  
16             this.name = name;  
17         }  
18       
19         public TreeNode getParent() {  
20             return parent;  
21         }  
22       
23         public void setParent(TreeNode parent) {  
24             this.parent = parent;  
25         }  
26           
27         //添加孩子节点  
28         public void add(TreeNode node){  
29             children.add(node);  
30         }  
31           
32         //删除孩子节点  
33         public void remove(TreeNode node){  
34             children.remove(node);  
35         }  
36           
37         //取得孩子节点  
38         public Enumeration<TreeNode> getChildren(){  
39             return children.elements();  
40         }  
41     }

 1     public class Tree {  
 2       
 3         TreeNode root = null;  
 4       
 5         public Tree(String name) {  
 6             root = new TreeNode(name);  
 7         }  
 8       
 9         public static void main(String[] args) {  
10             Tree tree = new Tree("A");  
11             TreeNode nodeB = new TreeNode("B");  
12             TreeNode nodeC = new TreeNode("C");  
13               
14             nodeB.add(nodeC);  
15             tree.root.add(nodeB);  
16             System.out.println("build the tree finished!");  
17         }  
18     }

使用场景：将多个对象组合在一起进行操作，常用于表示树形结构中，例如二叉树，数等。

12、享元模式（Flyweight）

享元模式的主要目的是实现对象的共享，即共享池，当系统中对象多的时候可以减少内存的开销，通常与工厂模式一起使用。

FlyWeightFactory负责创建和管理享元单元，当一个客户端请求时，工厂需要检查当前对象池中是否有符合条件的对象，如果有，就返回已经存在的对象，如果没有，则创建一个新对象，FlyWeight是超类。一提到共享池，我们很容易联想到Java里面的JDBC连接池，想想每个连接的特点，我们不难总结出：适用于作共享的一些个对象，他们有一些共有的属性，就拿数据库连接池来说，url、driverClassName、 username、password及dbname，这些属性对于每个连接来说都是一样的，所以就适合用享元模式来处理，建一个工厂类，将上述类似属性作为内部数据，其它的作为外部数据，在方法调用时，当做参数传进来，这样就节省了空间，减少了实例的数量。

看个例子：

看下数据库连接池的代码：

 1     public class ConnectionPool {  
 2           
 3         private Vector<Connection> pool;  
 4           
 5         /*公有属性*/  
 6         private String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/test";  
 7         private String username = "root";  
 8         private String password = "root";  
 9         private String driverClassName = "com.mysql.jdbc.Driver";  
10       
11         private int poolSize = 100;  
12         private static ConnectionPool instance = null;  
13         Connection conn = null;  
14       
15         /*构造方法，做一些初始化工作*/  
16         private ConnectionPool() {  
17             pool = new Vector<Connection>(poolSize);  
18       
19             for (int i = 0; i < poolSize; i++) {  
20                 try {  
21                     Class.forName(driverClassName);  
22                     conn = DriverManager.getConnection(url, username, password);  
23                     pool.add(conn);  
24                 } catch (ClassNotFoundException e) {  
25                     e.printStackTrace();  
26                 } catch (SQLException e) {  
27                     e.printStackTrace();  
28                 }  
29             }  
30         }  
31       
32         /* 返回连接到连接池 */  
33         public synchronized void release() {  
34             pool.add(conn);  
35         }  
36       
37         /* 返回连接池中的一个数据库连接 */  
38         public synchronized Connection getConnection() {  
39             if (pool.size() > 0) {  
40                 Connection conn = pool.get(0);  
41                 pool.remove(conn);  
42                 return conn;  
43             } else {  
44                 return null;  
45             }  
46         }  
47     }

通过连接池的管理，实现了数据库连接的共享，不需要每一次都重新创建连接，节省了数据库重新创建的开销，提升了系统的性能！

posted @ 2012-12-03 11:07 if_only 阅读(149) 评论(0) 编辑收藏举报

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