Java设计模式

设计模式的分类

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。
  • 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：

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一。 里氏代换原则中说，任何基类可以出现的地方，子类一定可以出现。 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。—— From Baidu 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。

Java的23中设计模式

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。

1、工厂方法模式（Factory Method）

工厂方法模式分为三种：

  • 普通工厂模式，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。以消息系统（邮件和发送短信）为例：

    创建二者的共同接口：

    public interface Sender {
    public void Send();
}

    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!");
    }
}

    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;
        }
    }
}

    调用：

    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!

  • 多个工厂方法模式，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。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();
    }
}

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

  • 静态工厂方法模式，将上面的多个工厂方法模式里的方法置为静态的，不需要创建实例，直接调用即可

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

    public class FactoryTest {
 
    public static void main(String[] args) {    
        Sender sender = SendFactory.produceMail();
        sender.Send();
    }
}
//输出
this is mailsender!

  • 总结：
    总体来说，工厂模式适合：凡是出现了大量的产品需要创建，并且具有共同的接口时，可以通过工厂方法模式进行创建。在以上的三种模式中，第一种如果传入的字符串有误，不能正确创建对象，第三种相对于第二种，不需要实例化工厂类，所以，大多数情况下，我们会选用第三种——静态工厂方法模式。

2、抽象工厂模式（Abstract Factory）

工厂方法模式有一个问题就是，类的创建依赖工厂类，也就是说，如果想要拓展程序，必须对工厂类进行修改，这违背了闭包原则，所以，从设计角度考虑，有一定的问题，如何解决？就用到抽象工厂模式，创建多个工厂类，这样一旦需要增加新的功能，直接增加新的工厂类就可以了，不需要修改之前的代码。看如何实现：

  • 发送接口类：

    public interface Sender {
    public void Send();
}

  • 两个实现类：

    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!");
    }
}

  • 两个工厂类：

    public class SendMailFactory implements Provider {
    
    @Override
    public Sender produce(){
        return new MailSender();
    }
}

    public class SendSmsFactory implements Provider{
 
    @Override
    public Sender produce() {
        return new SmsSender();
    }
}

  • 在提供一个接口：

    public interface Provider {
    public Sender produce();
}

  • 调用：

    public class Test {
 
    public static void main(String[] args) {
        Provider provider = new SendMailFactory();
        Sender sender = provider.produce();
        sender.Send();
    }
}

3、单例模式（Singleton）

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