java24种设计者模式 + 例子

た入场券 2022-04-12 11:48 161阅读 0赞

**java的设计模式大体上分为三大类(个人理解)：**  
\*创建型模式（4种）：工厂模式，单例模式，建造者模式，原型模式  
\*结构型模式（7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（11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

**设计模式遵循的6个原则：**  
1、开闭原则  
　　对扩展开放，对修改关闭

2、里氏代换原则  
　　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

3、依赖倒转原则  
　这个是开闭原则的基础，对接口编程，依赖于抽象而不依赖于具体。

4、接口隔离原则  
　　使用多个隔离的借口来降低耦合度。

5、迪米特法则（最少知道原则）  
　　一个实体应当尽量少的与其他实体之间发生相互作用，使得系统功能模块相对独立。

6、合成复用原则  
　　原则是尽量使用合成/聚合的方式，而不是使用继承。继承实际上破坏了类的封装性，超类的方法可能会被子类修改。

**一、工厂模式（Factory）**

实例1：追MM少不了请吃饭了，麦当劳的鸡翅和肯德基的鸡翅都是MM爱吃的东西，虽然口味有所不同，但不管你带MM去麦当劳或肯德基，只管向服务员说“来四个鸡翅”就行了。麦当劳和肯德基就是生产鸡翅的Factory 。

public class Factory{  　　
          public static Sample creator(int which){ 
    　　    //getClass 产生Sample 一般可使用动态类装载装入类。　
              if (which== 1）
                    return new SampleA();　　
             else if (which== 2)　　
                    return new SampleB();
    　　}
    }

实例2：请MM去麦当劳吃汉堡，不同的MM有不同的口味，要每个都记住是一件烦人的事情，我一般采用Factory Method模式，带着MM到服务员那儿，说“要一个汉堡”，具体要什么样的汉堡呢，让MM直接跟服务员说就行了。

public abstract class Factory{  　　
           public abstract Sample creator();
    }
    public class AFactory extends Factory{ 
    　　public Sample creator(){  　　　　
                ......... 
                return new SampleA ();　　
        }
    }
    public class BFactory extends Factory{ 
    　　public Sample creator(){  　　　　
                ......... 
                return new SampleB ();　　
        }
    }

二、建造模式（Builder）

实例：MM最爱听的就是“我爱你”这句话了，见到不同地方的MM,要能够用她们的方言跟她说这句话哦，我有一个多种语言翻译机，上面每种语言都有一个按键，见到MM我只要按对应的键，它就能够用相应的语言说出“我爱你”这句话了，国外的MM也可以轻松搞掂，这就是我的“我爱你”builder。

public interface Builder {  　　
           //創建部件A　　比如創建汽車車輪 　　
            void buildPartA();  　　
    
            //創建部件B 比如創建汽車方向盤 　　
            void buildPartB();  
    　　
            //創建部件C 比如創建汽車發動機 　　
            void buildPartC();  　
    　
            //返回最後組裝成品結果 (返回最後裝配好的汽車) 　　
            //成品的組裝過程不在這裏進行,而是轉移到下面的Director類別中進行。 　 
             //從而實現瞭解耦過程和部件 　　
            Product getResult(); 
    }

public class Director {  　　
           private Builder builder; 
    
    　　 public Director( Builder builder ) {   　　　　
                this.builder = builder;  　　
           }
     　
            // 將部件partA partB partC最後組成複雜物件 　　
            //這裏是將車輪 方向盤和發動機組裝成汽車的過程 　　
            public void construct() {  　　　　
                builder.buildPartA(); 
                builder.buildPartB(); 　　　　
                builder.buildPartC(); 　　
           } 
    }

三、原始模型模式（Prototype）

实例：跟MM用QQ聊天，一定要说些深情的话语了，我搜集了好多肉麻的情话，需要时只要copy出来放到QQ里面就行了，这就是我的情话prototype了。

public abstract class AbstractSpoon implements Cloneable {  　　
            String spoonName;  　　
            public void setSpoonName(String spoonName) { 
                this.spoonName = spoonName;
            } 　　
            public String getSpoonName() { 
                return this.spoonName;
            } 　　
            public Object clone()  {  　　　　
                Object object = null; 　　　
                try {  　　　　　　
                        object = super.clone(); 　　　　
                } catch (CloneNotSupportedException exception) {  
                        System.err.println("AbstractSpoon is not Cloneable"); 
                } 　　　　
                 return object; 　　
            }
     } 
    public class SoupSpoon extends AbstractSpoon {   　　
            public SoupSpoon(){  　　　　
                setSpoonName("Soup Spoon"); 　　
            }
     } 　 
    public class SaladSpoon extends AbstractSpoon{   　　
            public SoupSpoon(){  　　　　
                setSpoonName("Salad Spoon");  　　
            }
     }

四、单例模式（Singleton）

1、一个类只有一个实例  
2、提供一个全局访问点  
3、禁止拷贝

public class Singleton { 
           private static Singleton instance = null; 　　
    
           public static synchronized Singleton getInstance() {  　　
                if (instance==null) 　　　　
                       instance＝new Singleton(); 　　
                return instance; 　　
           } 
    }

五、适配器（Adapter）

实例：在朋友聚会上碰到了一个美女Sarah，从香港来的，可我不会说粤语，她不会说普通话，只好求助于我的朋友kent了，他作为我和Sarah之间的Adapter，让我和Sarah可以相互交谈了。

public interface IRoundPeg{  　　
        public void insertIntoHole(String msg); 
    }
    public interface ISquarePeg{  　　
        public void insert(String str);
    }
    public class PegAdapter implements IRoundPeg,ISquarePeg{  　　
            private RoundPeg roundPeg; 　　
            private SquarePeg squarePeg; 　　
    
            // 構造方法1 　　
            public PegAdapter(RoundPeg peg){ 
                this.roundPeg=peg;
            } 　　
            // 構造方法2　　
            public PegAdapter(SquarePeg peg)(
                this.squarePeg=peg;
            }
            public void insert(String str){  
                roundPeg.insertIntoHole(str);
            }
            public void insertIntoHole(String str){ 
                SquarePeg.insert(str);
            }
    }

六、桥梁模式（Bridge）

实例：早上碰到MM，要说早上好，晚上碰到MM，要说晚上好；碰到MM穿了件新衣服，要说你的衣服好漂亮哦，碰到MM新做的发型，要说你的头发好漂亮哦。不要问我“早上碰到MM新做了个发型怎么说”这种问题，自己用BRIDGE组合一下不就行了 。

public abstract class Coffee { 　　
        CoffeeImp coffeeImp; 
        public void setCoffeeImp() {  　　　
            this.CoffeeImp = CoffeeImpSingleton.getTheCoffeImp(); 　　
        } 　　
        public SodaImp getCoffeeImp() { 
            return this.CoffeeImp;
        }  　　
        public abstract void pourCoffee();
     }
    
    public abstract class CoffeeImp {  　　
        public abstract void pourCoffeeImp(); 
    }

//bridge
    public class CoffeeImpSingleton {  　　
        private static CoffeeImp coffeeImp;  　　
        public CoffeeImpSingleton(CoffeeImp coffeeImpIn){ 
            this.coffeeImp = coffeeImpIn;
        } 　　
        public static CoffeeImp getTheCoffeeImp() {  　　　　
            return coffeeImp; 　　
        }
     }

七、合成模式（Composite）

实例：Mary今天过生日。“我过生日，你要送我一件礼物。”“嗯，好吧，去商店，你自己挑。”“这件T恤挺漂亮，买，这条裙子好看，买，这个包也不错，买。”“喂，买了三件了呀，我只答应送一件礼物的哦。”“什么呀，T恤加裙子加包包，正好配成一套呀，小姐，麻烦你包起来。”“……”，MM都会用Composite模式了，你会了没有？

public abstract class Equipment {  　　
        private String name;  　　　
        public abstract double netPrice(); 　　
        public abstract double discountPrice(); 　　
        //增加部件方法　　 　　
        public boolean add(Equipment equipment) {  
            return false; 
        } 　　
        //刪除部件方法 　　
        public boolean remove(Equipment equipment) { 
             return false; 
        }

//注意這裏，這裏就提供一種用於訪問組合體類別的部件方法。 　　
        public Iterator iter() {  
            return null; 
        } 　　 　　
        public Equipment(final String name) { 
             this.name=name; 
        } 
    }

八、装饰模式（Decorator）

实例：Mary过完轮到Sarly过生日，还是不要叫她自己挑了，不然这个月伙食费肯定玩完，拿出我去年在华山顶上照的照片，在背面写上“最好的的礼物，就是爱你的Fita”，再到街上礼品店买了个像框（卖礼品的MM也很漂亮哦），再找隔壁搞美术设计的Mike设计了一个漂亮的盒子装起来……，我们都是Decorator，最终都在修饰我这个人呀，怎么样，看懂了吗？

public interface Work {  　　
        public void insert(); 
    }
    public class SquarePeg implements Work{  　　
        public void insert(){  　　　　
            System.out.println("方形樁插入"); 　　
        } 
    }
    public class Decorator implements Work{  　　
        private Work work; 　　//額外增加的功能被打包在這個List中 　　
        private ArrayList others = new ArrayList(); 
    　　//在構造器中使用組合new方式,引入Work物件; 　
        public Decorator(Work work) {  　　　　
            this.work=work; 　  　　　　
            others.add("挖坑");
    　　  others.add("釘木板"); 　　
        }
    　 public void insert(){ 
    　　　　newMethod(); 　　
        } 
     　 //在新方法中,我們在insert之前增加其他方法,這裏次序先後是用戶靈活指定的　　
        public void newMethod(){  　　　　
            otherMethod(); 　　　　
            work.insert(); 　　
        }
        public void otherMethod(){  　　　　
            ListIterator listIterator = others.listIterator(); 　　　　
            while (listIterator.hasNext()){  　　　　　　
                System.out.println(((String)(listIterator.next())) + " 正在進行"); 　　　　
            } 　　
        } 　
    }

九、门面模式（Facade）

实例：我有一个专业的Nikon相机，我就喜欢自己手动调光圈、快门，这样照出来的照片才专业，但MM可不懂这些，教了半天也不会。幸好相机有Facade设计模式，把相机调整到自动档，只要对准目标按快门就行了，一切由相机自动调整，这样MM也可以用这个相机给我拍张照片了。

public class DBCompare {   　 
        String sql = "SELECT * FROM <table> WHERE <column name> = ?";　　 　　
        try {  　　 　　
            Mysql msql=new mysql(sql); 　　　　 
            prep.setString( 1, "<column value>" ); 　　　　 
            rset = prep.executeQuery(); 　　　　 
            if( rset.next() ) {  　　　　　　　　
                System.out.println( rset.getString( "<column name" )); 　
            } 　　
        } catch( SException e ) {  　　　　
             e.printStackTrace(); 　　
        } finally {  　　　
             mysql.close(); 　　　 
             mysql=null; 　
        }
    }

十、享元模式（Flyweight）

实例：每天跟MM发短信，手指都累死了，最近买了个新手机，可以把一些常用的句子存在手机里，要用的时候，直接拿出来，在前面加上MM的名字就可以发送了，再不用一个字一个字敲了。共享的句子就是Flyweight，MM的名字就是提取出来的外部特征，根据上下文情况使用。

public class CD {  　　
       private String title;
    　　private int year;
    　　private Artist artist;
    
    　　public String getTitle() { 　
    　　　	  return title;　
    　　}
    　　public int getYear() { 　　　　
    　　	  return year;　　
    　　}
    　　public Artist getArtist() { 　　　　
    　　	   return artist;　　
    　　}
    
    　　public void setTitle(String t){ 
    　　　　　　title = t;
    　　}
    　　public void setYear(int y){ 
    　　		year = y;
    　　}
    　　public void setArtist(Artist a){ 
    　　		artist = a;
    　　}
    
    }
    public class Artist {  　　
           //內部狀態
    　　private String name; 
    　　// note that Artist is immutable.
    　　String getName(){ 
    　　		return name;
    　　}　　
    　　Artist(String n){ 
    　　　　name = n;
    　　} 
    }
    public class ArtistFactory {  　　
    
    	Hashtable pool = new Hashtable();
    　　Artist getArtist(String key){ 
    　　　　Artist result;
    　　　　result = (Artist)pool.get(key);
    　　　　産生新的Artist
    　　　　if(result == null) { 
    　　　　　　result = new Artist(key);
    　　　　　　pool.put(key,result);
    　　　　}
    　　　 return result;
    　 }
    }

十一、代理模式（Proxy）

实例：跟MM在网上聊天，一开头总是“hi,你好”,“你从哪儿来呀？”“你多大了？”“身高多少呀？”这些话，真烦人，写个程序做为我的Proxy吧，凡是接收到这些话都设置好了自动的回答，接收到其他的话时再通知我回答。

public class ForumPermissions implements Cacheable;
    
    public class ForumProxy implements Forum;
    
    public class DbForum implements Forum, Cacheable

十二、职责链（Chain of Responsibility）

实例：晚上去上英语课，为了好开溜坐到了最后一排，哇，前面坐了好几个漂亮的MM哎，找张纸条，写上“Hi,可以做我的女朋友吗？如果不愿意请向前传”，纸条就一个接一个的传上去了，糟糕，传到第一排的MM把纸条传给老师了，听说是个老处女呀，快跑!

public interface Handler{ 
    　　public void handleRequest(Request request);
    }
    
    public class Request{ 
    　　private String type;
    
    　　public Request(String type){ this.type=type;}
    　　public String getType(){ return type;}
    　　public void execute(){ 
    　　　　//request真正具體行爲代碼
    　　}
    }
    public class ConcreteHandler implements Handler{ 
    　　private Handler successor;
    　　public ConcreteHandler(Handler successor){ 
    　　　　this.successor=successor;
    　　}
    　　public void handleRequest(Request request){ 
    　　　　if (request instanceof HelpRequest){ 
    　　　　　　//這裏是處理Help的具體代碼
    　　　　}else if (request instanceof PrintRequst){ 
    　　　　　　request.execute();
    　　　　}else
    　　　　　　//傳遞到下一個
    　　　　　　successor.handle(request);
    　　　　}
    　　}
    }

十三、命令模式（Command）

实例：俺有一个MM家里管得特别严，没法见面，只好借助于她弟弟在我们俩之间传送信息，她对我有什么指示，就写一张纸条让她弟弟带给我。这不，她弟弟又传送过来一个COMMAND，为了感谢他，我请他吃了碗杂酱面，哪知道他说：“我同时给我姐姐三个男朋友送COMMAND，就数你最小气，才请我吃面。”

public interface Command { 
    　　public abstract void execute ( );
    }
    public class producer{ 
    　　public static List produceRequests() { 
    　　　　List queue = new ArrayList();
    　　　　queue.add( new DomesticEngineer() );
    　　　　queue.add( new Politician() );
    　　　　queue.add( new Programmer() );
    　　　　return queue; 
    　　} 
    }
    
    public class TestCommand { 
    　　public static void main(String[] args) { 
    　　　　
    　　　　List queue = Producer.produceRequests();
    　　　　for (Iterator it = queue.iterator(); it.hasNext(); )
    　　　　　　　　//取出List中東東,其他特徵都不能確定,只能保證一個特徵是100%正確,
    　　　　　　　　// 他們至少是介面Command的"兒子"。所以強制轉換類別型爲介面Command
    　　　　　　　　((Command)it.next()).execute();
    　　 　　}
    }

十四、解释器模式（Interpreter）

实例：俺有一个《泡MM真经》，上面有各种泡MM的攻略，比如说去吃西餐的步骤、去看电影的方法等等，跟MM约会时，只要做一个Interpreter，照着上面的脚本执行就可以了。

十五、迭代子模式（Iterator）

实例：

我爱上了Mary，不顾一切的向她求婚。  
　　Mary：“想要我跟你结婚，得答应我的条件”  
　　我：“什么条件我都答应，你说吧”  
　　Mary：“我看上了那个一克拉的钻石”  
　　我：“我买，我买，还有吗？”  
　　Mary：“我看上了湖边的那栋别墅”  
　　我：“我买，我买，还有吗？”  
　　Mary：“我看上那辆法拉利跑车”  
　　我脑袋嗡的一声，坐在椅子上，一咬牙：“我买，我买，还有吗？”

//用來遍曆Collection中物件
    
    public class TestCommand { 
    　　public static void main(String[] args) { 
    　　　　
    　　　　List queue = Producer.produceRequests();
    　　　　for (Iterator it = queue.iterator(); it.hasNext(); )
    　　　　　　　　//取出List中東東,其他特徵都不能確定,只能保證一個特徵是100%正確,
    　　　　　　　　// 他們至少是介面Command的"兒子"。所以強制轉換類別型爲介面Command
    　　　　　　　　((Command)it.next()).execute();
    　　 　　}
    }

十六、调停者模式（Mediator）

实例：四个MM打麻将，相互之间谁应该给谁多少钱算不清楚了，幸亏当时我在旁边，按照各自的筹码数算钱，赚了钱的从我这里拿，赔了钱的也付给我，一切就OK啦，俺得到了四个MM的电话。

public interface Mediator {  }
    public class ConcreteMediator implements Mediator {  　　 //假設當前有兩個成員.
    　　 private ConcreteColleague1 colleague1 = new ConcreteColleague1(); 
    　　 private ConcreteColleague2 colleague2 = new ConcreteColleague2(); 
    　　 ... } 
    public class Colleague { 
    　　 private Mediator mediator;
    　　 public Mediator getMediator() {  
    　　 　　 return mediator;
    　　 }
    
    　　 public void setMediator( Mediator mediator ) {  
    　　 　　 this.mediator = mediator; 
    　　 }
    } 
    public class ConcreteColleague1 {  }
    public class ConcreteColleague2 {  }

十七、备忘录模式（Memento）

实例：同时跟几个MM聊天时，一定要记清楚刚才跟MM说了些什么话，不然MM发现了会不高兴的哦，幸亏我有个备忘录，刚才与哪个MM说了什么话我都拷贝一份放到备忘录里面保存，这样可以随时察看以前的记录啦。

public class Originator {  
    
    　　 private int number;
     　　private File file = null;
    　　public Originator(){ }　　// 創建一個Memento
    　　public Memento getMemento(){ 
    　　　　return new Memento(this);
    　　}　　// 恢復到原始值
    　　public void setMemento(Memento m){ 
    　　　　 number = m.number;
    　　　　 file = m.file;
    　　}
    }
    private class Memento implements java.io.Serializable{  　　
           private int number;
    　　private File file = null;
    　　public Memento( Originator o){ 
    　　　　number = o.number;
    　　　　file = o.file;
    　　}
    }

十八、观察者模式（Obserber）

实例：想知道咱们公司最新MM情报吗？加入公司的MM情报邮件组就行了，tom负责搜集情报，他发现的新情报不用一个一个通知我们，直接发布给邮件组，我们作为订阅者（观察者）就可以及时收到情报啦 。

public class product extends Observable{  
    　　private String name;
    　　private float price;
    　　public String getName(){  return name;}
    　　public void setName(){ 
    　　 this.name=name;
    　　//設置變化點 
    　　 setChanged();
    　　 notifyObservers(name);
    　　}　　　
    }
    public class NameObserver implements Observer{  　　private String name=null;
    　　public void update(Observable obj,Object arg){ 
    
    　　　　if (arg instanceof String){ 
    　　　　 name=(String)arg;
    　　　　 //産品名稱改變值在name中
    　　　　 System.out.println("NameObserver :name changet to "+name);
    　　　　}
    　　}
    }

十九、状态模式（State）

实例：跟MM交往时，一定要注意她的状态哦，在不同的状态时她的行为会有不同，比如你约她今天晚上去看电影，对你没兴趣的MM就会说“有事情啦”，对你不讨厌但还没喜欢上的MM就会说“好啊，不过可以带上我同事么？”，已经喜欢上你的MM就会说“几点钟？看完电影再去泡吧怎么样？”，当然你看电影过程中表现良好的话，也可以把MM的状态从不讨厌不喜欢变成喜欢哦。

public class BlueState extends State{ 
     　　public void handlepush(Context c){ 
    　　　　 //根據push方法"如果是blue狀態的切換到green" ;
    　　　　 c.setState(new GreenState());
    　　}
    　　public void handlepull(Context c){ 
    　　　　 //根據pull方法"如果是blue狀態的切換到red" ;
    　　　　c.setState(new RedState());
    　　}
    　　public abstract void getcolor(){  return (Color.blue)}
    }
    public class Context{  
    　　private Sate state=null; //我們將原來的 Color state 改成了新建的State state;
    　　//setState是用來改變state的狀態 使用setState實現狀態的切換
    　　pulic void setState(State state){ 
    
    　　　　this.state=state;
    　　}
    　　public void push(){ 
    　　　　//狀態的切換的細節部分,在本例中是顔色的變化,已經封裝在子類別的handlepush中實現,這裏無需關心
    　　　　state.handlepush(this);
    　　　　
    　　　　//因爲sample要使用state中的一個切換結果,使用getColor()
    　　　　Sample sample=new Sample(state.getColor());
    　　　　sample.operate(); 
    　　}
     
    　　public void pull(){ 
    　　　　state.handlepull(this);
    　　　　
    　　　　Sample2 sample2=new Sample2(state.getColor());
    　　　　sample2.operate(); 
    　　}
    }

二十、策略模式（Strategy）

实例：跟不同类型的MM约会，要用不同的策略，有的请电影比较好，有的则去吃小吃效果不错，有的去海边浪漫最合适，单目的都是为了得到MM的芳心，我的追MM锦囊中有好多Strategy哦。

public abstract class RepTempRule{ 
    
    protected String oldString="";
    public void setOldString(String oldString){ 
    　　this.oldString=oldString; 
    }
    
    protected String newString="";
    
    public String getNewString(){ 
    　　return newString;
    }
    public abstract void replace() throws Exception;
    
    }
    public class test{  ......
    　　public void testReplace(){ 　　　　//使用第一套方案進行替換。
    　　　　RepTempRule rule=new RepTempRuleOne();
    　　　　rule.setOldString(record);
    　　　　rule.replace(); 　　}.....
    }

二十一、模板方法模式（Template Method）

实例：追MM圣经规定了追MM在不同时期有不同的步骤(Template method)，但每个步骤针对不同的情况，都有不一样的做法，这就要看你随机应变啦(具体实现)；

public abstract class Benchmark
    { 
    　　/** 　　* 下面操作是我們希望在子類別中完成 　　*/
    　　public abstract void benchmark(); 　　/** 　　* 重復執行benchmark次數 　　*/
    　　public final long repeat (int count) { 
    　　　　if (count <= 0)
    　　　　　　return 0;
    　　　　else { 
    　　　　　　long startTime = System.currentTimeMillis();　　　　
    　　　　　　for (int i = 0; i < count; i++) 
    　　　　　　benchmark();
    
    　　　　long stopTime = System.currentTimeMillis();
    　　　　return stopTime - startTime;
    　　}
    }
    }
    public class MethodBenchmark extends Benchmark
    { 
    　　/** 　　* 真正定義benchmark內容 　　*/
    　　public void benchmark() { 
    
    　　　　for (int i = 0; i < Integer.MAX_VALUE; i++){ 
    　　　 　　System.out.printtln("i="+i);　 　　
    　　　 }
    　　}
    }

二十二、访问者模式（Visitor）

实例：情人节到了，要给每个MM送一束鲜花和一张卡片，可是每个MM送的花都要针对她个人的特点，每张卡片也要根据个人的特点来挑，我一个人哪搞得清楚，还是找花店老板和礼品店老板做一下Visitor，让花店老板根据MM的特点选一束花，让礼品店老板也根据每个人特点选一张卡，这样就轻松多了。

public interface Visitable
    { 
    　　 public void accept(Visitor visitor);
    }
    public class ConcreteVisitor implements Visitor
    { 
    　　 //在本方法中,我們實現了對Collection的元素的成功訪問
    　　 public void visitCollection(Collection collection) { 
    　　 　　 Iterator iterator = collection.iterator()
    　　 　　 while (iterator.hasNext()) { 
    　　 　　 　　 Object o = iterator.next();
    　　 　　 　　 if (o instanceof Visitable)
    　　 　　 　　 　　 ((Visitable)o).accept(this);
    　　 　　 } 　　 public void visitString(String string) { 
    　　 　　 System.out.println("'"+string+"'");
    　　 }
    　　 public void visitFloat(Float float) { 
    　　 　　 System.out.println(float.toString()+"f");
    　　 }
    }