Java經典設計模式之五大創建型模式(附實例和詳解)

来源:http://www.cnblogs.com/8hao/archive/2016/03/08/5253354.html
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原文出處: 小寶鴿 一、概況 總體來說設計模式分為三大類: (1)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。 (2)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。 (3)行為型模式,共十一種:策略模式、模板方法模式


原文出處: 小寶鴿

一、概況

總體來說設計模式分為三大類:

(1)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。

(2)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。

(3)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。

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。

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

其官方描述比較抽象,可自行百度。實際上可以這樣理解:(1)子類的能力必須大於等於父類,即父類可以使用的方法,子類都可以使用。(2)返回值也是同樣的道理。假設一個父類方法返回一個List,子類返回一個ArrayList,這當然可以。如果父類方法返回一個ArrayList,子類返回一個List,就說不通了。這裡子類返回值的能力是比父類小的。(3)還有拋出異常的情況。任何子類方法可以聲明拋出父類方法聲明異常的子類。
而不能聲明拋出父類沒有聲明的異常。

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

這個是開閉原則的基礎,具體內容:面向介面編程,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、創建型模式

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。

3.1、工廠方法模式

工廠方法模式分為三種:普通工廠模式、多個工廠方法模式和靜態工廠方法模式。

3.1.1、普通工廠模式

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。

1 2 3 4 5 package com.mode.create;   public interface MyInterface {     public void print(); }
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 package com.mode.create;   public class MyClassOne implements MyInterface {       @Override     public void print() {         System.out.println("MyClassOne");     }   }
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 package com.mode.create;   public class MyClassTwo implements MyInterface {       @Override     public void print() {         System.out.println("MyClassTwo");     }   }
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 package com.mode.create;   public class MyFactory {       public MyInterface produce(String type) {          if ("One".equals(type)) {              return new MyClassOne();          } else if ("Two".equals(type)) {              return new MyClassTwo();          } else             System.out.println("沒有要找的類型");              return null              }   }
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 package com.mode.create;   public class FactoryTest {       public static void main(String[] args){         MyFactory factory = new MyFactory();          MyInterface myi = factory.produce("One");          myi.print();     }   }

FactoryTest的運行結果我想應該很明顯了。

再回頭來理解這句話: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。

3.1.2、多個工廠方法模式

多個工廠方法模式,是對普通工廠方法模式的改進,多個工廠方法模式就是提供多個工廠方法,分別創建對象。

直接看代碼吧,我們修改MyFactory和FactoryTest如下:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 package com.mode.create;   public class MyFactory {       public MyInterface produceOne() {         return new MyClassOne();     }       public MyInterface produceTwo() {         return new MyClassTwo();     }   }
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 package com.mode.create;   public class FactoryTest {       public static void main(String[] args){         MyFactory factory = new MyFactory();          MyInterface myi = factory.produceOne();         myi.print();     }   }

運行結果也是十分明顯了。

再回頭來理解這句話:多個工廠方法模式,是對普通工廠方法模式的改進,多個工廠方法模式就是提供多個工廠方法,分別創建對象。

3.1.3、靜態工廠方法模式

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。

直接看代碼吧,我們修改MyFactory和FactoryTest如下:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 package com.mode.create;   public class MyFactory {       public static MyInterface produceOne() {         return new MyClassOne();     }       public static MyInterface produceTwo() {         return new MyClassTwo();     }   }
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 package com.mode.create;   public class FactoryTest {       public static void main(String[] args){         MyInterface myi = MyFactory.produceOne();         myi.print();     }   }

運行結果依舊很明顯。

再回顧: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。

3.2、抽象工廠模式

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。

為解決這個問題,我們來看看抽象工廠模式: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。

這樣就符合閉包原則了。

下麵來看看代碼:

MyInterface、MyClassOne、MyClassTwo不變。

新增如下介面和類:

1 2 3 4 5 package com.mode.create;   public interface Provider {     public MyInterface produce(); }
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 package com.mode.create;   public class MyFactoryOne implements Provider {       @Override     public MyInterface produce() {         return new MyClassOne();     }   }
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 package com.mode.create;   public class MyFactoryTwo implements Provider {       @Override     public MyInterface produce() {         return new MyClassTwo();     }   }

修改測試類FactoryTest如下:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 package com.mode.create;   public class FactoryTest {       public static void main(String[] args){         Provider provider = new MyFactoryOne();         MyInterface myi = provider.produce();         myi.print();     }   }

運行結果依舊顯然。

再回顧:抽象工廠模式就是創建多個工廠類,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。

3.3、單例模式

單例模式,不需要過多的解釋。

直接看代碼吧:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 package test;   public class MyObject {       private static MyObject myObject;       private MyObject() {     }       public static MyObject getInstance() {         if (myObject != null) {         } else {             myObject = new MyObject();         }         return myObject;     }   }

但是這樣會引發多線程問題,詳細解說可以看《Java多線程編程核心技術》書中的第六章。博主之前推薦過這本書,裡面有電子完整版下載地址:http://blog.csdn.net/u013142781/article/details/50805655

3.4、建造者模式

建造者模式:是將一個複雜的對象的構建與它的表示分離,使得同樣的構建過程可以創建不同的表示。

字面看來非常抽象,實際上它也十分抽象!!!!

建造者模式通常包括下麵幾個角色:

(1) Builder:給出一個抽象介面,以規範產品對象的各個組成成分的建造。這個介面規定要實現複雜對象的哪些部分的創建,並不涉及具體的對象部件的創建。

(2) ConcreteBuilder:實現Builder介面,針對不同的商業邏輯,具體化複雜對象的各部分的創建。 在建造過程完成後,提供產品的實例。

(3)Director:調用具體建造者來創建複雜對象的各個部分,在指導者中不涉及具體產品的信息,只負責保證對象各部分完整創建或按某種順序創建。

(4)Product:要創建的複雜對象。

在游戲開發中建造小人是經常的事了,要求是:小人必須包括頭,身體和腳。

下麵我們看看如下代碼:

Product(要創建的複雜對象。):

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 package com.mode.create;   public class Person {       private String head;     private String body;     private String foot;       public String getHead() {         return head;     }       public void setHead(String head) {         this.head = head;     }       public String getBody() {         return body;     }       public void setBody(String body) {         this.body = body;     }       public String getFoot() {         return foot;     }       public void setFoot(String foot) {         this.foot = foot;     } }

Builder(給出一個抽象介面,以規範產品對象的各個組成成分的建造。這個介面規定要實現複雜對象的哪些部分的創建,並不涉及具體的對象部件的創建。):

1 2 3 4 5 6 7 8 package com.mode.create;   public interface PersonBuilder {     void buildHead();     void buildBody();     void buildFoot();     Person buildPerson(); }

ConcreteBuilder(實現Builder介面,針對不同的商業邏輯,具體化複雜對象的各部分的創建。 在建造過程完成後,提供產品的實例。):

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 package com.mode.create;   public class ManBuilder implements PersonBuilder {       Person person;       public ManBuilder() {         person = new Person();     }       public void buildBody() {         person.setBody("建造男人的身體");     }       public void buildFoot() {         person.setFoot("建造男人的腳");     }       public void buildHead() {         person.setHead("建造男人的頭");     }       public Person buildPerson() {         return person;     }   }

Director(調用具體建造者來創建複雜對象的各個部分,在指導者中不涉及具體產品的信息,只負責保證對象各部分完整創建或按某種順序創建。):

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 package com.mode.create;   public class PersonDirector {     public Person constructPerson(PersonBuilder pb) {         pb.buildHead();         pb.buildBody();         pb.buildFoot();         return pb.buildPerson();     } }

測試類:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 package com.mode.create;   public class Test {     public static void main(String[] args) {         PersonDirector pd = new PersonDirector();         Person person = pd.constructPerson(new ManBuilder());         System.out.println(person.getBody());         System.out.println(person.getFoot());         System.out.println(person.getHead());     } }

運行結果:

這裡寫圖片描述

回顧:建造者模式:是將一個複雜的對象的構建與它的表示分離,使得同樣的構建過程可以創建不同的表示。

3.5、原型模式

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。

說道複製對象,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。

寫一個深淺複製的例子:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 package
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