Java 之 23 种设计模式解析——概述、六大原则

缺乏、安全感 2022-05-17 02:30 90阅读 0赞

# 题目：Java 之 23 种设计模式解析 #

## 一、设计模式概述 ##

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。

具体如下：

### 其中创建型有： ###

**一、Singleton，单例模式：保证一个类只有一个实例，并提供一个访问它的全局访问**

**点**

**二、Abstract  Factory，抽象工厂：提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口，**

**而无须指定它们的具体类。**

**三、Factory Method，工厂方法：定义一个用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类，Factory Method 使一个类的实例化延迟到了子类。**

**四、Builder，建造模式：将一个复杂对象的构建与他的表示相分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。**

**五、Prototype，原型模式：用原型实例指定创建对象的种类，并且通过拷贝这些原型来创建新的对象。**

### 行为型有： ###

**六、Iterator，迭代器模式：提供一个方法顺序访问一个聚合对象的各个元素，而又不需要暴露该对象的内部表示。**

**七、Observer，观察者模式：定义对象间一对多的依赖关系，当一个对象的状态发生改变时，所有依赖于它的对象都得到通知自动更新。**

**八、Template Method，模板方法：定义一个操作中的算法的骨架，而将一些步骤延迟到子类中，TemplateMethod 使得子类可以不改变一个算法的结构即可以重定义该算法得某些特定步骤。**

**九、Command，命令模式：将一个请求封装为一个对象，从而使你可以用不同的请求对客户进行参数化，对请求排队和记录请求日志，以及支持可撤销的操作。**

**十、State，状态模式：允许对象在其内部状态改变时改变他的行为。对象看起来似乎改变了他的类。**

**十一、Strategy，策略模式：定义一系列的算法，把他们一个个封装起来，并使他们可以互相替换，本模式使得算法可以独立于使用它们的客户。**

**十二、China of Responsibility，职责链模式：使多个对象都有机会处理请求，从而避免请求的送发者和接收者之间的耦合关系**

**十三、Mediator，中介者模式：用一个中介对象封装一些列的对象交互。**

**十四、Visitor，访问者模式：表示一个作用于某对象结构中的各元素的操作，它使你可以在不改变各元素类的前提下定义作用于这个元素的新操作。**

**十五、Interpreter，解释器模式：给定一个语言，定义他的文法的一个表示，并定义一**

**个解释器，这个解释器使用该表示来解释语言中的句子。**

**十六、Memento，备忘录模式：在不破坏对象的前提下，捕获一个对象的内部状态， 并在该对象之外保存这个状态。**

### **结构型有：** ###

**十七、Composite，组合模式：将对象组合成树形结构以表示部分整体的关系，Composite使得用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性。**

**十八、Facade，外观模式：为子系统中的一组接口提供一致的界面，fa?ade 提供了一高层接口，这个接口使得子系统更容易使用。**

**十九、Proxy，代理模式：为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问**

**二十、Adapter,适配器模式：将一类的接口转换成客户希望的另外一个接口，Adapter 模式使得原本由于接口不兼容而不能一起工作那些类可以一起工作。**

**二十一、Decrator，装饰模式：动态地给一个对象增加一些额外的职责，就增加的功能来说，Decorator 模式相比生成子类更加灵活。**

**二十二、Bridge，桥模式：将抽象部分与它的实现部分相分离，使他们可以独立的变化。**

**二十三、Flyweight，享元模式**

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：

![70][]

## 二、设计模式的六大原则 ##

### 总原则: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,而是要扩展原有代码,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等,后面的具体设计中我们会提到这点。

### 1、单一职责原则 ###

不要存在多于一个导致类变更的原因,也就是说每个类应该实现单一的职责,如若不然,就应该把类拆分。

### 2、里氏替换原则(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-”。里 氏代换原则中说，

任何基类可以出现的地方，子类-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。一FromBaidu

百科

历史替换原则中，子类对父类的方法尽量不要重写和重载。因为父类代表了定义好的结构，通过这个规范的接口与外界交互，子类不应该随便破坏它。

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

这个是开闭原则的基础，具体内容:面向接口编程，依赖于抽象而不依赖于具体。写代码时用到具体类时，不与具体类交互，而与具体类的上层接口交互。

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

这个原则的意思是:每个接口中不存在子类用不到却必须实现的方法，如果不然，就要将接口拆分。使

用多个隔离的接口，比使用单个接口(多个接口方法集合到-一个的接口)要好。

### 5、迪米特法则(最少知道原则) ( Demeter Principle) ###

就是说:一个类对自己依赖的类知道的越少越好。也就是说无论被依赖的类多么复杂，都应该将逻辑封装在方法的内部，通过public方法提供给外部。这样当被依赖的类变化时，才能最小的影响该类。

最少知道原则的另一个表达方式是:只与直接的朋友通信。类之间只要有耦合关系，就叫朋友关系。耦

合分为依赖、关联、聚合、组合等。我们称出现为成员变量、方法参数、方法返回值中的类为直接朋友。局部变量、临时变量则不是直接的朋友。我们要求陌生的类不要作为局部变量出现在类中。

### 6、合成复用原则(Composite Reuse Principle ) ###

原则是尽量首先使用合成/聚合的方式，而不是使用继承。

## 三、Java的23中设计模式A、创建模式 ##

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。

首先，简单工厂模式不属于23中涉及模式，简单工厂一-般分为:普通简单工厂、多方法简单工厂、静态方法简单工厂。

### 0、简单工厂模式 ###

简单工厂模式模式分为三种:01、普通

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:

![70 1][]

举例如下: (我们举一一个 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：

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;)
        }
    }

我们来测试下:

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

输出: this is sms sender!

02、多个方法

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:

![70 2][]

将上面的代码做下修改，改动下SendFactory类就行，如下:

public class SendFactory {
        public Sender produceMail(){
            return new MailSender();   
        }        
        public Sender produceSms(){
            return new SmsSender();
        }
    }

测试类如下:

public class FactoryTest{
        public static void main(String[] args) {
            SendFactory factory = new SendFactory( );
            Sender sender = factory.produceMail();
            sender.Send();
        }
    }

输出: this is mailsender!

[70]: /images/20220517/6131a26895664bbb857f83e317b53732.png
[70 1]: /images/20220517/ea6067fcb2d74a899ba31388bed0f7b1.png
[70 2]: /images/20220517/7f982a2d25be412888f6f242052cf814.png