12.19 java设计模式
更新:http://c.biancheng.net/design_pattern/可以看这个全面了解一下
虽然已经很久没写笔记,但是学习其实是没有停下的,我最近把几本之前买的java书籍看了一遍,以前看的时候确实是晦涩难懂的,但现在已经好多了,收获颇丰,但还是有好多地方看不太懂,慢慢来吧!
最近准备把设计模式补以下,笔记如下:
java单例模式
单例模式即是只产生一个对象的模式.在Java中,每次使用new关键字,就会产生一个新的Java对象. 有时我们需要只有一个对象产生,比如一些管理类,全局管理其它模块时,这个管理类适合采用单例模式.
普通的单例模式分为2种,懒汉式和饿汉式.懒汉式比较懒,用到的时候才创建对象,饿汉式不讲理,你用不用我都创建好放着.普通单例模式的秘籍:
- 将构造函数定义为私有private,只能在本类中创建,不能被继承.
- 通过private和static关键字定义一个私有并且静态的本类实例对象,保证内存中只有1个实例,并且只有本类能调用.
- 公开一个获得本类实例的静态方法,来获取这个实例,保证每次得到的实例都是同一个,来实现单例模式.
列出4种常用的单例模式的写法,推荐第4种. 第4种是通过内部类实现,高效且线程安全. 记住这个好了,其他的可以忘.
2.1 java懒汉式单例模式
java懒汉式单例模式代码:
/** * 懒汉式单例模式 */ class Singleton1 { private static Singleton1 singleton1; private Singleton1() { } public static Singleton1 getInstance() { if (null == singleton1) { singleton1 = new Singleton1(); } return singleton1; } }
2.2 java饿汉式单例模式
/** * 饿汉式单例模式 */ class Singleton2 { private static Singleton2 singleton2 = new Singleton2(); private Singleton2() { } public static Singleton2 getInstance() { return singleton2; } }
java线程安全的懒汉式代码:
/** * 线程安全懒汉式单例模式 */ class Singleton3 { private static Singleton3 singleton3; private Singleton3() { } public static synchronized Singleton3 getInstance() { if (null == singleton3) { singleton3 = new Singleton3(); } return singleton3; } }
java内部类线程安全单例模式
这种方式利用java的final关键字特性,一旦赋值无法改变.线程安全,效率高,推荐方式.java内部类线程安全单例模式示例代码:
/** * 内部类线程安全单例模式 */ class Singleton4 { private static class SingletonHolder { public final static Singleton4 instance = new Singleton4(); } public static Singleton4 getInstance() { return SingletonHolder.instance; } }
2.工厂模式
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。
实例代码:
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(); } }
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(); } }
5. 原型模式(Protype)
原型模式就是讲一个对象作为原型,使用clone()方法来创建新的实例。
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(); } }
只是浅拷贝,深拷贝虚实现序列化
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)
给一类对象增加新的功能,装饰方法与具体的内部逻辑无关。例如:
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(); } }
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。
这种模式可以对旧功能进行代理,用一个代理类调用原有的方法,且对产生的结果进行控制。
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(); } }
.外观模式(Facade)
为子系统中的一组接口提供一个一致的界面,定义一个高层接口,这个接口使得这一子系统更加容易使用。这句话是百度百科的解释,有点难懂,但是没事,看下面的例子,我们在启动停止所有子系统的时候,为它们设计一个外观类,这样就可以实现统一的接口,这样即使有新增的子系统subSystem4,也可以在不修改客户端代码的情况下轻松完成。
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.桥接模式(Bridge)
Circle类将DrwaApi与Shape类进行了桥接,代码:
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); } } //客户端使用代码 Shape redCircle = new Circle(100,100, 10, new RedCircle()); Shape greenCircle = new Circle(100,100, 10, new GreenCircle()); redCircle.draw(); greenCircle.draw();
组合模式(Composite)
组合模式是为了表示那些层次结构,同时部分和整体也可能是一样的结构,常见的如文件夹或者树。举例:
abstract class component{} class File extends component{ String filename;} class Folder extends component{ component[] files ; //既可以放文件File类,也可以放文件夹Folder类。Folder类下又有子文件或子文件夹。 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(); } } } }