【轉】23種設計模式詳解

来源:http://www.cnblogs.com/luochp3/archive/2017/09/11/7505943.html
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設計模式(Design Patterns) ——可復用面向對象軟體的基礎 設計模式(Design pattern)是一套被反覆使用、多數人知曉的、經過分類編目的、代碼設計經驗的總結。使用設計模式是為了可重用代碼、讓代碼更容易被他人理解、保證代碼可靠性。 毫無疑問,設計模式於己於他人於系統都是多贏的, ...


設計模式(Design Patterns)

                                  ——可復用面向對象軟體的基礎

設計模式(Design pattern)是一套被反覆使用、多數人知曉的、經過分類編目的、代碼設計經驗的總結。使用設計模式是為了可重用代碼、讓代碼更容易被他人理解、保證代碼可靠性。 毫無疑問,設計模式於己於他人於系統都是多贏的,設計模式使代碼編製真正工程化,設計模式是軟體工程的基石,如同大廈的一塊塊磚石一樣。項目中合理的運用設計模式可以完美的解決很多問題,每種模式在現在中都有相應的原理來與之對應,每一個模式描述了一個在我們周圍不斷重覆發生的問題,以及該問題的核心解決方案,這也是它能被廣泛應用的原因。本章系Java之美[從菜鳥到高手演變]系列之設計模式,我們會以理論與實踐相結合的方式來進行本章的學習,希望廣大程式愛好者,學好設計模式,做一個優秀的軟體工程師!

企業級項目實戰(帶源碼)地址http://zz563143188.iteye.com/blog/1825168

23種模式java實現源碼下載地址 http://pan.baidu.com/share/link?shareid=372668&uk=4076915866#dir/path=%2F%E5%AD%A6%E4%B9%A0%E6%96%87%E4%BB%B6 

一、設計模式的分類

總體來說設計模式分為三大類:

創建型模式,共五種: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,共七種:適配器模式、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,共十一種: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、解釋器模式。

其實還有兩類:併發型模式和線程池模式。用一個圖片來整體描述一下:

 

二、設計模式的六大原則

1、開閉原則(Open Close Principle)

開閉原則就是說對擴展開放,對修改關閉。在程式需要進行拓展的時候,不能去修改原有的代碼,實現一個熱插拔的效果。所以一句話概括就是:為了使程式的擴展性好,易於維護和升級。想要達到這樣的效果,我們需要使用介面和抽象類,後面的具體設計中我們會提到這點。

2、里氏代換原則(Liskov Substitution Principle)

里氏代換原則(Liskov Substitution Principle LSP)面向對象設計的基本原則之一。 里氏代換原則中說,任何基類可以出現的地方,子類一定可以出現。 LSP是繼承復用的基石,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,基類才能真正被覆用,而衍生類也能夠在基類的基礎上增加新的行為。里氏代換原則是對“開-閉”原則的補充。實現“開-閉”原則的關鍵步驟就是抽象化。而基類與子類的繼承關係就是抽象化的具體實現,所以里氏代換原則是對實現抽象化的具體步驟的規範。—— From Baidu 百科

3、依賴倒轉原則(Dependence Inversion Principle)

這個是開閉原則的基礎,具體內容:真對介面編程,依賴於抽象而不依賴於具體。

4、介面隔離原則(Interface Segregation Principle)

這個原則的意思是:使用多個隔離的介面,比使用單個介面要好。還是一個降低類之間的耦合度的意思,從這兒我們看出,其實設計模式就是一個軟體的設計思想,從大型軟體架構出發,為了升級和維護方便。所以上文中多次出現:降低依賴,降低耦合。

5、迪米特法則(最少知道原則)(Demeter Principle)

為什麼叫最少知道原則,就是說:一個實體應當儘量少的與其他實體之間發生相互作用,使得系統功能模塊相對獨立。

6、合成復用原則(Composite Reuse Principle)

原則是儘量使用合成/聚合的方式,而不是使用繼承。

三、Java的23中設計模式

從這一塊開始,我們詳細介紹Java中23種設計模式的概念,應用場景等情況,並結合他們的特點及設計模式的原則進行分析。

1、工廠方法模式(Factory Method)

工廠方法模式分為三種:

11、普通工廠模式,就是建立一個工廠類,對實現了同一介面的一些類進行實例的創建。首先看下關係圖:

舉例如下:(我們舉一個發送郵件和簡訊的例子)

首先,創建二者的共同介面:

[java] view plaincopy
  1. public interface Sender {  
  2.     public void Send();  
  3. }  

其次,創建實現類:

[java] view plaincopy
  1. public class MailSender implements Sender {  
  2.     @Override  
  3.     public void Send() {  
  4.         System.out.println("this is mailsender!");  
  5.     }  
  6. }  
[java] view plaincopy
  1. public class SmsSender implements Sender {  
  2.   
  3.     @Override  
  4.     public void Send() {  
  5.         System.out.println("this is sms sender!");  
  6.     }  
  7. }  

最後,建工廠類:

[java] view plaincopy
  1. public class SendFactory {  
  2.   
  3.     public Sender produce(String type) {  
  4.         if ("mail".equals(type)) {  
  5.             return new MailSender();  
  6.         } else if ("sms".equals(type)) {  
  7.             return new SmsSender();  
  8.         } else {  
  9.             System.out.println("請輸入正確的類型!");  
  10.             return null;  
  11.         }  
  12.     }  
  13. }  

我們來測試下:

  1. public class FactoryTest {  
  2.   
  3.     public static void main(String[] args) {  
  4.         SendFactory factory = new SendFactory();  
  5.         Sender sender = factory.produce("sms");  
  6.         sender.Send();  
  7.     }  
  8. }  

輸出:this is sms sender!

22、多個工廠方法模式,是對普通工廠方法模式的改進,在普通工廠方法模式中,如果傳遞的字元串出錯,則不能正確創建對象,而多個工廠方法模式是提供多個工廠方法,分別創建對象。關係圖:

將上面的代碼做下修改,改動下SendFactory類就行,如下:

[java] view plaincopypublic class SendFactory {      public Sender produceMail(){  
  1.         return new MailSender();  
  2.     }  
  3.       
  4.     public Sender produceSms(){  
  5.         return new SmsSender();  
  6.     }  
  7. }  

測試類如下:

[java] view plaincopy
  1. public class FactoryTest {  
  2.   
  3.     public static void main(String[] args) {  
  4.         SendFactory factory = new SendFactory();  
  5.         Sender sender = factory.produceMail();  
  6.         sender.Send();  
  7.     }  
  8. }  

輸出:this is mailsender!

33、靜態工廠方法模式,將上面的多個工廠方法模式里的方法置為靜態的,不需要創建實例,直接調用即可。

[java] view plaincopy
  1. public class SendFactory {  
  2.       
  3.     public static Sender produceMail(){  
  4.         return new MailSender();  
  5.     }  
  6.       
  7.     public static Sender produceSms(){  
  8.         return new SmsSender();  
  9.     }  
  10. }  
[java] view plaincopy
  1. public class FactoryTest {  
  2.   
  3.     public static void main(String[] args) {      
  4.         Sender sender = SendFactory.produceMail();  
  5.         sender.Send();  
  6.     }  
  7. }  

輸出:this is mailsender!

總體來說,工廠模式適合:凡是出現了大量的產品需要創建,並且具有共同的介面時,可以通過工廠方法模式進行創建。在以上的三種模式中,第一種如果傳入的字元串有誤,不能正確創建對象,第三種相對於第二種,不需要實例化工廠類,所以,大多數情況下,我們會選用第三種——靜態工廠方法模式。

2、抽象工廠模式(Abstract Factory)

工廠方法模式有一個問題就是,類的創建依賴工廠類,也就是說,如果想要拓展程式,必須對工廠類進行修改,這違背了閉包原則,所以,從設計角度考慮,有一定的問題,如何解決?就用到抽象工廠模式,創建多個工廠類,這樣一旦需要增加新的功能,直接增加新的工廠類就可以了,不需要修改之前的代碼。因為抽象工廠不太好理解,我們先看看圖,然後就和代碼,就比較容易理解。

請看例子:

[java] view plaincopy
  1. public interface Sender {  
  2.     public void Send();  
  3. }  

兩個實現類:

[java] view plaincopy
  1. public class MailSender implements Sender {  
  2.     @Override  
  3.     public void Send() {  
  4.         System.out.println("this is mailsender!");  
  5.     }  
  6. }  
[java] view plaincopy
  1. public class SmsSender implements Sender {  
  2.   
  3.     @Override  
  4.     public void Send() {  
  5.         System.out.println("this is sms sender!");  
  6.     }  
  7. }  

兩個工廠類:

[java] view plaincopy
  1. public class SendMailFactory implements Provider {  
  2.       
  3.     @Override  
  4.     public Sender produce(){  
  5.         return new MailSender();  
  6.     }  
  7. }  
[java] view plaincopy
  1. public class SendSmsFactory implements Provider{  
  2.   
  3.     @Override  
  4.     public Sender produce() {  
  5.         return new SmsSender();  
  6.     }  
  7. }  

在提供一個介面:

[java] view plaincopy
  1. public interface Provider {  
  2.     public Sender produce();  
  3. }  

測試類:

[java] view plaincopy
  1. public class Test {  
  2.   
  3.     public static void main(String[] args) {  
  4.         Provider provider = new SendMailFactory();  
  5.         Sender sender = provider.produce();  
  6.         sender.Send();  
  7.     }  
  8. }  

其實這個模式的好處就是,如果你現在想增加一個功能:發及時信息,則只需做一個實現類,實現Sender介面,同時做一個工廠類,實現Provider介面,就OK了,無需去改動現成的代碼。這樣做,拓展性較好!

3、單例模式(Singleton

單例對象(Singleton)是一種常用的設計模式。在Java應用中,單例對象能保證在一個JVM中,該對象只有一個實例存在。這樣的模式有幾個好處:

1、某些類創建比較頻繁,對於一些大型的對象,這是一筆很大的系統開銷。

2、省去了new操作符,降低了系統記憶體的使用頻率,減輕GC壓力。

3、有些類如交易所的核心交易引擎,控制著交易流程,如果該類可以創建多個的話,系統完全亂了。(比如一個軍隊出現了多個司令員同時指揮,肯定會亂成一團),所以只有使用單例模式,才能保證核心交易伺服器獨立控制整個流程。

首先我們寫一個簡單的單例類:

[java] view plaincopy
  1. public class Singleton {  
  2.   
  3.     /* 持有私有靜態實例,防止被引用,此處賦值為null,目的是實現延遲載入 */  
  4.     private static Singleton instance = null;  
  5.   
  6.     /* 私有構造方法,防止被實例化 */  
  7.     private Singleton() {  
  8.     }  
  9.   
  10.     /* 靜態工程方法,創建實例 */  
  11.     public static Singleton getInstance() {  
  12.         if (instance == null) {  
  13.             instance = new Singleton();  
  14.         }  
  15.         return instance;  
  16.     }  
  17.   
  18.     /* 如果該對象被用於序列化,可以保證對象在序列化前後保持一致 */  
  19.     public Object readResolve() {  
  20.         return instance;  
  21.     }  
  22. }  


這個類可以滿足基本要求,但是,像這樣毫無線程安全保護的類,如果我們把它放入多線程的環境下,肯定就會出現問題了,如何解決?我們首先會想到對getInstance方法加synchronized關鍵字,如下:

[java] view plaincopy
  1. public static synchronized Singleton getInstance() {  
  2.         if (instance == null) {  
  3.             instance = new Singleton();  
  4.         }  
  5.         return instance;  
  6.     }  

但是,synchronized關鍵字鎖住的是這個對象,這樣的用法,在性能上會有所下降,因為每次調用getInstance(),都要對對象上鎖,事實上,只有在第一次創建對象的時候需要加鎖,之後就不需要了,所以,這個地方需要改進。我們改成下麵這個:

[java] view plaincopy
  1. public static Singleton getInstance() {  
  2.         if (instance == null) {  
  3.             synchronized (instance) {  
  4.                 if (instance == null) {  
  5.                     instance = new Singleton();  
  6.                 }  
  7.             }  
  8.         }  
  9.         return instance;  
  10.     }  

似乎解決了之前提到的問題,將synchronized關鍵字加在了內部,也就是說當調用的時候是不需要加鎖的,只有在instance為null,並創建對象的時候才需要加鎖,性能有一定的提升。但是,這樣的情況,還是有可能有問題的,看下麵的情況:在Java指令中創建對象和賦值操作是分開進行的,也就是說instance = new Singleton();語句是分兩步執行的。但是JVM並不保證這兩個操作的先後順序,也就是說有可能JVM會為新的Singleton實例分配空間,然後直接賦值給instance成員,然後再去初始化這個Singleton實例。這樣就可能出錯了,我們以A、B兩個線程為例:

a>A、B線程同時進入了第一個if判斷

b>A首先進入synchronized塊,由於instance為null,所以它執行instance = new Singleton();

c>由於JVM內部的優化機制,JVM先畫出了一些分配給Singleton實例的空白記憶體,並賦值給instance成員(註意此時JVM沒有開始初始化這個實例),然後A離開了synchronized塊。

d>B進入synchronized塊,由於instance此時不是null,因此它馬上離開了synchronized塊並將結果返回給調用該方法的程式。

e>此時B線程打算使用Singleton實例,卻發現它沒有被初始化,於是錯誤發生了。

所以程式還是有可能發生錯誤,其實程式在運行過程是很複雜的,從這點我們就可以看出,尤其是在寫多線程環境下的程式更有難度,有挑戰性。我們對該程式做進一步優化:

[java] view plaincopy
  1. private static class SingletonFactory{           
  2.         private static Singleton instance = new Singleton();           
  3.     }           
  4.     public static Singleton getInstance(){           
  5.         return SingletonFactory.instance;           
  6.     }   

實際情況是,單例模式使用內部類來維護單例的實現,JVM內部的機制能夠保證當一個類被載入的時候,這個類的載入過程是線程互斥的。這樣當我們第一次調用getInstance的時候,JVM能夠幫我們保證instance只被創建一次,並且會保證把賦值給instance的記憶體初始化完畢,這樣我們就不用擔心上面的問題。同時該方法也只會在第一次調用的時候使用互斥機制,這樣就解決了低性能問題。這樣我們暫時總結一個完美的單例模式:

[java] view plaincopy
  1. public class Singleton {  
  2.   
  3.     /* 私有構造方法,防止被實例化 */  
  4.     private Singleton() {  
  5.     }  
  6.   
  7.     /* 此處使用一個內部類來維護單例 */  
  8.     private static class SingletonFactory {  
  9.         private static Singleton instance = new Singleton();  
  10.     }  
  11.   
  12.     /* 獲取實例 */  
  13.     public static Singleton getInstance() {  
  14.         return SingletonFactory.instance;  
  15.     }  
  16.   
  17.     /* 如果該對象被用於序列化,可以保證對象在序列化前後保持一致 */  
  18.     public Object readResolve() {  
  19.         return getInstance();  
  20.     }  
  21. }  

其實說它完美,也不一定,如果在構造函數中拋出異常,實例將永遠得不到創建,也會出錯。所以說,十分完美的東西是沒有的,我們只能根據實際情況,選擇最適合自己應用場景的實現方法。也有人這樣實現:因為我們只需要在創建類的時候進行同步,所以只要將創建和getInstance()分開,單獨為創建加synchronized關鍵字,也是可以的:

[java] view plaincopy
  1. public class SingletonTest {  
  2.   
  3.     private static SingletonTest instance = null;  
  4.   
  5.     private SingletonTest() {  
  6.     }  
  7.   
  8.     private static synchronized void syncInit() {  
  9.         if (instance == null) {  
  10.             instance = new SingletonTest();  
  11.         }  
  12.     }  
  13.   
  14.     public static SingletonTest getInstance() {  
  15.         if (instance == null) {  
  16.             syncInit();  
  17.         }  
  18.         return instance;  
  19.     }  
  20. }  

考慮性能的話,整個程式只需創建一次實例,所以性能也不會有什麼影響。

補充:採用"影子實例"的辦法為單例對象的屬性同步更新

[java] view plaincopy
  1. public class SingletonTest {  
  2.   
  3.     private static SingletonTest instance = null;  
  4.     private Vector properties = null;  
  5.   
  6.     public Vector getProperties() {  
  7.         return properties;  
  8.     }  
  9.   
  10.     private SingletonTest() {  
  11.     }  
  12.   
  13.     private static synchronized void syncInit() {  
  14.         if (instance == null) {  
  15.             instance = new SingletonTest();  
  16.         }  
  17.     }  
  18.   
  19.     public static SingletonTest getInstance() {  
  20.         if (instance == null) {  
  21.             syncInit();  
  22.         }  
  23.         return instance;  
  24.     }  
  25.   
  26.     public void updateProperties() {  
  27.         SingletonTest shadow = new SingletonTest();  
  28.         properties = shadow.getProperties();  
  29.     }  
  30. }  

通過單例模式的學習告訴我們:

1、單例模式理解起來簡單,但是具體實現起來還是有一定的難度。

2、synchronized關鍵字鎖定的是對象,在用的時候,一定要在恰當的地方使用(註意需要使用鎖的對象和過程,可能有的時候並不是整個對象及整個過程都需要鎖)。

到這兒,單例模式基本已經講完了,結尾處,筆者突然想到另一個問題,就是採用類的靜態方法,實現單例模式的效果,也是可行的,此處二者有什麼不同?

首先,靜態類不能實現介面。(從類的角度說是可以的,但是那樣就破壞了靜態了。因為介面中不允許有static修飾的方法,所以即使實現了也是非靜態的)

其次,單例可以被延遲初始化,靜態類一般在第一次載入是初始化。之所以延遲載入,是因為有些類比較龐大,所以延遲載入有助於提升性能。

再次,單例類可以被繼承,他的方法可以被覆寫。但是靜態類內部方法都是static,無法被覆寫。

最後一點,單例類比較靈活,畢竟從實現上只是一個普通的Java類,只要滿足單例的基本需求,你可以在裡面隨心所欲的實現一些其它功能,但是靜態類不行。從上面這些概括中,基本可以看出二者的區別,但是,從另一方面講,我們上面最後實現的那個單例模式,內部就是用一個靜態類來實現的,所以,二者有很大的關聯,只是我們考慮問題的層面不同罷了。兩種思想的結合,才能造就出完美的解決方案,就像HashMap採用數組+鏈表來實現一樣,其實生活中很多事情都是這樣,單用不同的方法來處理問題,總是有優點也有缺點,最完美的方法是,結合各個方法的優點,才能最好的解決問題!

4、建造者模式(Builder)

工廠類模式提供的是創建單個類的模式,而建造者模式則是將各種產品集中起來進行管理,用來創建複合對象,所謂複合對象就是指某個類具有不同的屬性,其實建造者模式就是前面抽象工廠模式和最後的Test結合起來得到的。我們看一下代碼:

還和前面一樣,一個Sender介面,兩個實現類MailSender和SmsSender。最後,建造者類如下:

[java] view plaincopy
  1. public class Builder {  
  2.       
  3.     private List<Sender> list = new ArrayList<Sender>();  
  4.       
  5.     public void produceMailSender(int count){  
  6.         for(int i=0; i<count; i++){  
  7.             list.add(new MailSender());  
  8.         }  
  9.     }  
  10.       
  11.     public void produceSmsSender(int count){  
  12.         for(int i=0; i<count; i++){  
  13.             list.add(new SmsSender());  
  14.         }  
  15.     }  
  16. }  

測試類:

[java] view plaincopy
  1. public class Test {  
  2.   
  3.     public static void main(String[] args) {  
  4.         Builder builder = new Builder();  
  5.         builder.produceMailSender(10);  
  6.     }  
  7. }  

從這點看出,建造者模式將很多功能集成到一個類里,這個類可以創造出比較複雜的東西。所以與工程模式的區別就是:工廠模式關註的是創建單個產品,而建造者模式則關註創建符合對象,多個部分。因此,是選擇工廠模式還是建造者模式,依實際情況而定。

5、原型模式(Prototype)

原型模式雖然是創建型的模式,但是與工程模式沒有關係,從名字即可看出,該模式的思想就是將一個對象作為原型,對其進行複製、克隆,產生一個和原對象類似的新對象。本小結會通過對象的複製,進行講解。在Java中,複製對象是通過clone()實現的,先創建一個原型類:

[java] view plaincopy
  1. public class Prototype implements Cloneable {  
  2.   
  3.     public Object clone() throws CloneNotSupportedException {  
  4.         Prototype proto = (Prototype) super.clone();  
  5.         return proto;  
  6.     }  
  7. }  

很簡單,一個原型類,只需要實現Cloneable介面,覆寫clone方法,此處clone方法可以改成任意的名稱,因為Cloneable介面是個空介面,你可以任意定義實現類的方法名,如cloneA或者cloneB,因為此處的重點是super.clone()這句話,super.clone()調用的是Object的clone()方法,而在Object類中,clone()是native的,具體怎麼實現,我會在另一篇文章中,關於解讀Java中本地方法的調用,此處不再深究。在這兒,我將結合對象的淺複製和深複製來說一下,首先需要瞭解對象深、淺複製的概念:

淺複製:將一個對象複製後,基本數據類型的變數都會重新創建,而引用類型,指向的還是原對象所指向的。

深複製:將一個對象複製後,不論是基本數據類型還有引用類型,都是重新創建的。簡單來說,就是深複製進行了完全徹底的複製,而淺複製不徹底。

此處,寫一個深淺複製的例子:

[java] view plaincopy
  1. public class Prototype implements Cloneable, Serializable {  
  2.   
  3.     private static final long serialVersionUID = 1L;  
  4.     private String string;  
  5.   
  6.     private SerializableObject obj;  
  7.   
  8.     /* 淺複製 */  
  9.     public Object clone() throws CloneNotSupportedException {  
  10.         Prototype proto = (Prototype) super.clone();  
  11.         return proto;  
  12.     }  
  13.   
  14.     /* 深複製 */  
  15.     public Object deepClone() throws IOException, ClassNotFoundException {  
  16.   
  17.         /* 寫入當前對象的二進位流 */  
  18.         ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();  
  19.         ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos);  
  20.         oos.writeObject(this);  
  21.   
  22.         /* 讀出二進位流產生的新對象 */  
  23.         ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());  
  24.         ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bis);  
  25.         return ois.readObject();  
  26.     }  
  27.   
  28.     public String getString() {  
  29.         return string;  
  30.     }  
  31.   
  32.     public void setString(String string) {  
  33.         this.string = string;  
  34.     }  
  35.   
  36.     public SerializableObject getObj() {  
  37.         return obj;  
  38.     }  
  39.   
  40.     public void setObj(SerializableObject obj) {  
  41.         this.obj = obj;  
  42.     }  
  43.   
  44. }  
  45.   
  46. class SerializableObject implements Serializable {  
  47.     private static final long serialVersionUID = 1L;  
  48. }  
  要實現深複製,需要採用流的形式讀入當前對象的二進位輸入,再寫出二進位數據對應的對象。

我們接著討論設計模式,上篇文章我講完了5種創建型模式,這章開始,我將講下7種結構型模式:適配器模式、裝飾模式、代理模式、外觀模式、橋接模式、組合模式、享元模式。其中對象的適配器模式是各種模式的起源,我們看下麵的圖:

 適配器模式將某個類的介面轉換成客戶端期望的另一個介面表示,目的是消除由於介面不匹配所造成的類的相容性問題。主要分為三類:類的適配器模式、對象的適配器模式、介面的適配器模式。首先,我們來看看類的適配器模式,先看類圖:

核心思想就是:有一個Source類,擁有一個方法,待適配,目標介面時Targetable,通過Adapter類,將Source的功能擴展到Targetable里,看代碼:

[java] view plaincopy
  1. public class Source {  
  2.   
  3.     public void method1() {  
  4.         System.out.println("this is original method!");  
  5.     }  
  6. }  
[java] view plaincopy
  1. public interface Targetable {  
  2.   
  3.     /* 與原類中的方法相同 */  
  4.     public void method1();  
  5.   
  6.     /* 新類的方法 */  
  7.     public void method2();  
  8. }  
[java] view plaincopy
  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類繼承Source類,實現Targetable介面,下麵是測試類:

[java] view plaincopy
  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. }  

輸出:

this is original method!
this is the targetable method!

這樣Targetable介面的實現類就具有了Source類的功能。

對象的適配器模式

基本思路和類的適配器模式相同,只是將Adapter類作修改,這次不繼承Source類,而是持有Source類的實例,以達到解決相容性的問題。看圖:

 

只需要修改Adapter類的源碼即可:

[java] view plaincopy
  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. }  

測試類:

[java] view plaincopy
  1. public class AdapterTest {  
  2.   
  3.     public static void main(String[] args) {  
  4.         Source source = new Source();  
  5.         Targetable target = new Wrapper(source);  
  6.         target.method1();  
  7.         target.method2();  
  8.     }  
  9. }  

輸出與第一種一樣,只是適配的方法不同而已。

第三種適配器模式是介面的適配器模式,介面的適配器是這樣的:有時我們寫的一個介面中有多個抽象方法,當我們寫該介面的實現類時,必須實現該介面的所有方法,這明顯有時比較浪費,因為並不是所有的方法都是我們需要的,有時只需要某一些,此處為瞭解決這個問題,我們引入了介面的適配器模式,藉助於一個抽象類,該抽象類實現了該介面,實現了所有的方法,而我們不和原始的介面打交道,只和該抽象類取得聯繫,所以我們寫一個類,繼承該抽象類,重寫我們需要的方法就行。看一下類圖:

這個很好理解,在實際開發中,我們也常會遇到這種介面中定義了太多的方法,以致於有時我們在一些實現類中並不是都需要。看代碼:

[java] view plaincopy
  1. public interface Sourceable {  
  2.       
  3.     public void method1();  
  4.     public void method2();  
  5. }  

抽象類Wrapper2:

[java] view plaincopy
  1. public abstract class Wrapper2 implements Sourceable{  
  2.       
  3.     public void method1(){}  
  4.     public void method2(){}  
  5. }  
[java] view plaincopy
  1. public class SourceSub1 extends Wrapper2 {  
  2.     public void method1(){  
  3.         System.out.println("the sourceable interface's first Sub1!");  
  4.     }  
  5. }  
[java] view plaincopy
  1. public class SourceSub2 extends Wrapper2 {  
  2.     public void method2(){  
  3.         System.out.println("the sourceable interface's second Sub2!");  
  4.     }  
  5. }  
[java] view plaincopy
  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. }  

測試輸出:

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

達到了我們的效果!

 講了這麼多,總結一下三種適配器模式的應用場景:

類的適配器模式:當希望將一個類轉換成滿足另一個新介面的類時,可以使用類的適配器模式,創建一個新類,繼承原有的類,實現新的介面即可。

對象的適配器模式:當希望將一個對象轉換成滿足另一個新介面的對象時,可以創建一個Wrapper類,持有原類的一個實例,在Wrapper類的方法中,調用實例的方法就行。

介面的適配器模式:當不希望實現一個介面中所有的方法時,可以創建一個抽象類Wrapper,實現所有方法,我們寫別的類的時候,繼承抽象類即可。

7、裝飾模式(Decorator)

顧名思義,裝飾模式就是給一個對象增加一些新的功能,而且是動態的,要求裝飾對象和被裝飾對象實現同一個介面,裝飾對象持有被裝飾對象的實例,關係圖如下:

Source類是被裝飾類,Decorator類是一個裝飾類,可以為Source類動態的添加一些功能,代碼如下:

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

測試類:

[java] view plaincopy
  1. public class DecoratorTest {  
  2.   
  3.     public static void main(String[] args) {  
  4.         Sourceable source = new Source();  
  5.         Sourceable obj = new Decorator(source);  
  6.         obj.method();  
  7.     }  
  8. }  

輸出:

before decorator!
the original method!
after decorator!

裝飾器模式的應用場景:

1、需要擴展一個類的功能。

2、動態的為一個對象增加功能,而且還能動態撤銷。(繼承不能做到這一點,繼承的功能是靜態的,不能動態增刪。)

缺點:產生過多相似的對象,不易排錯!

8、代理模式(Proxy)

其實每個模式名稱就表明瞭該模式的作用,代理模式就是多一個代理類出來,替原對象進行一些操作,比如我們在租房子的時候回去找中介,為什麼呢?因為你對該地區房屋的信息掌握的不夠全面,希望找一個更熟悉的人去幫你做,此處的代理就是這個意思。再如我們有的時候打官司,我們需要請律師,因為律師在法律方面有專長,可以替我們進行操作,表達我們的想法。先來看看關係圖:

 

根據上文的闡述,代理模式就比較容易的理解了,我們看下代碼:

[java] view plaincopy
  1. public interface Sourceable {  
  2.     public void method();  
  3. }  
[java] view plaincopy
  1. public class Source implements Sourceable {  
  2.   
  3.     @Override  
  4.     public void method() {  
  5.         System.out.println("the original method!");  
  6.     }  
  7. }  
[java] view plaincopy
  1. public class Proxy implements Sourceable {  
  2.   
  3.     private Source source;  
  4.     public Proxy(){  
  5.         super();  
  6.         this.source = new S
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