【Java】网络编程,JUnit单元测试,设计模式

以你之姓@ 2023-09-28 18:18 5阅读 0赞

## day13-网络编程 ##

### 主要内容如下 ###

*  ###### 网络编程 ######
 *  ###### TCP通信 ######
 *  ###### Junit单元测试 ######
 *  ###### 单例设计模式 ######
 *  ###### 多例设计模式 ######
 *  ###### 工厂设计模式 ######

### 1 网络编程 ###

#### 1.1 软件架构 ####

*  C/S结构 ：全称为Client/Server结构，是指客户端和服务器结构。常见程序有ＱＱ、迅雷等软件
 *  B/S结构 ：全称为Browser/Server结构，是指浏览器和服务器结构。常见浏览器有谷歌、火狐等
 *  两种架构各有优势，但是都离不开网络的支持。网络编程 , 就是在一定的协议下，实现两台计算机的通信的程序

#### 1.2 什么是网络编程 ####

*  在网络通信协议下，不同计算机上运行的程序，可以进行数据传输

#### 1.3 网络编程三要素 ####

*  IP地址 : 设备在网络中的地址，是唯一的标识。
 *  端口 : 设备在网络中的地址，是唯一的标识。
 *  数据在网络中传输的规则，常见的协议有UDP协议和TCP协议。

#### 1.4 IP地址 ####

*  IP：全称”互联网协议地址”，也称IP地址。是分配给上网设备的数字标签。常见的IP分类为：ipv4和ipv6
    
    简单来说 : 就是设备在网络中的唯一标识 , 想要连接哪一台电脑 , 就找到此电脑在网络中的ip地址
 *  IP地址常见分类 : ipv4和ipv6
 *  常用命令：
    
     *  ipconfig：查看本机IP地址
     *  IP地址：检查网络是否连通
 *  特殊IP地址：
    
     *  127.0.0.1：是回送地址也称本地回环地址，可以代表本机的IP地址，一般用来测试使用
 *  为了方便我们对IP地址的获取和操作，Java提供了一个类InetAddress 供我们使用  
    InetAddress：此类表示Internet协议（IP）地址
    
     *  <table> 
         <thead> 
          <tr> 
           <th>static InetAddress getByName(String host)</th> 
           <th>在给定主机名的情况下确定主机的 IP 地址</th> 
          </tr> 
         </thead> 
         <tbody> 
          <tr> 
           <td>String getHostName()</td> 
           <td>获取此 IP 地址的主机名</td> 
          </tr> 
          <tr> 
           <td>String getHostAddress()</td> 
           <td>返回 IP 地址字符串（以文本表现形式）。</td> 
          </tr> 
         </tbody> 
        </table>

#### 1.5 端口 ####

*  端口：应用程序在设备中唯一的标识。
 *  端口号：应用程序的唯一标识方式 , 用两个字节表示的整数，它的取值范围是0~65535。  
    其中0~1023之间的端口号用于一些知名的网络服务或者应用。  
    我们自己使用1024以上的端口号就可以了。
 *  注意：一个端口号只能被一个应用程序使用。

#### 1.6 通信协议 ####

*  协议：计算机网络中，连接和通信的规则被称为网络通信协议
 *  UDP协议
    
     *  用户数据报协议(User Datagram Protocol)
     *  UDP是面向无连接通信协议。
     *  速度快，有大小限制一次最多发送64K，数据不安全，易丢失数据。
 *  TCP协议
    
     *  传输控制协议 (Transmission Control Protocol)
     *  TCP协议是面向连接的通信协议。
     *  速度慢，没有大小限制，数据安全

### 2 TCP通信 ###

#### 2.1 TCP发送数据 ####

package com.itheima.tcp_demo.demo1;
    
    import java.io.IOException;
    import java.io.OutputStream;
    import java.net.Socket;
    
    /*
        客户端 :
    
        发送数据的步骤
            1 创建客户端的Socket对象 : Socket(String host, int port) 与指定服务端连接
                参数说明：
                host 表示服务器端的主机名，也可以是服务器端的IP地址，只不过是String类型的
                port 表示服务器端的端口
    
            2 通获Socket对象取网络中的输出流，写数据
                OutputStream getOutputStream()
    
            3 释放资源
                void close()
    
     */
    public class ClientDemo {
        
        public static void main(String[] args) throws IOException {
        
            // 创建客户端的Socket对象(Socket) 与指定服务端连接
            Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 10010);
    
            // 通获Socket对象取网络中的输出流，写数据
            OutputStream os = socket.getOutputStream();
            os.write("hello".getBytes());
    
            // while(true){}
    
            // 释放资源
            os.close();
            socket.close();
        }
    }

#### 2.2 TCP接收数据 ####

package com.itheima.tcp_demo.demo1;
    
    import java.io.IOException;
    import java.io.InputStream;
    import java.net.ServerSocket;
    import java.net.Socket;
    
    /*
         服务端接收数据 :
    
        1 创建服务器端的Socket对象 : ServerSocket类
            ServerSocket(int port)  : 构造方法需要绑定一个端口号 , port就是端口号
    
        2 监听客户端连接,并接受连接，返回一个Socket对象
            Socket accept() : 该方法会一直阻塞直到建立连接
    
        3 获取网络中的输入流，用来读取客户端发送过来的数据
            InputStream getInputStream()
    
        4 释放资源 : 服务端一般不会关闭
            void close()
     */
    public class ServerDemo {
        
        public static void main(String[] args) throws IOException {
        
    //        1 创建服务器端的Socket对象 : ServerSocket类
    //        ServerSocket(int port)  : 构造方法需要绑定一个端口号 , port就是端口号
            ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(10010);
    
    //        2 监听客户端连接,并接受连接，返回一个Socket对象
    //        Socket accept() : 该方法会一直阻塞直到建立连接
            Socket socket = serverSocket.accept();
    //
    //        3 获取网络中的输入流，用来读取客户端发送过来的数据
    //        InputStream getInputStream()
            InputStream is = socket.getInputStream();
            int by;
            System.out.println("read方法执行前");
            while ((by = is.read()) != -1) {
        
                System.out.print((char) by);
            }
            System.out.println("read方法执行后");
        }
    }

#### 2.5 TCP练习1 ####

package com.itheima.tcp_demo.test1;
    
    import java.io.*;
    import java.net.Socket;
    
    /*
        客户端 :
    
        发送数据的步骤
            1 创建客户端的Socket对象 : Socket(String host, int port) 与指定服务端连接
                参数说明：
                host 表示服务器端的主机名，也可以是服务器端的IP地址，只不过是String类型的
                port 表示服务器端的端口
    
            2 通获Socket对象取网络中的输出流，写数据
                OutputStream getOutputStream()
    
            3 释放资源
                void close()
    
     */
    public class ClientDemo {
        
        public static void main(String[] args) throws IOException {
        
            // 创建客户端的Socket对象(Socket) 与指定服务端连接
            Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 10010);
    
            // 通获Socket对象取网络中的输出流，写数据
            OutputStream os = socket.getOutputStream();
            os.write("hello".getBytes());
            // 像服务端写入结束标记
            socket.shutdownOutput();
    
            BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
            String line = br.readLine();
            System.out.println(line);
    
            // 释放资源
            br.close();
            os.close();
            socket.close();
        }
    }

package com.itheima.tcp_demo.test1;
    
    import java.io.*;
    import java.net.ServerSocket;
    import java.net.Socket;
    
    /*
         服务端接收数据 :
    
        1 创建服务器端的Socket对象 : ServerSocket类
            ServerSocket(int port)  : 构造方法需要绑定一个端口号 , port就是端口号
    
        2 监听客户端连接,并接受连接，返回一个Socket对象
            Socket accept() : 该方法会一直阻塞直到建立连接
    
        3 获取网络中的输入流，用来读取客户端发送过来的数据
            InputStream getInputStream()
    
        4 释放资源 : 服务端一般不会关闭
            void close()
     */
    public class ServerDemo {
        
        public static void main(String[] args) throws IOException {
        
    //        1 创建服务器端的Socket对象 : ServerSocket类
    //        ServerSocket(int port)  : 构造方法需要绑定一个端口号 , port就是端口号
            ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(10010);
    
    //        2 监听客户端连接,并接受连接，返回一个Socket对象
    //        Socket accept() : 该方法会一直阻塞直到建立连接
            Socket socket = serverSocket.accept();
    //
    //        3 获取网络中的输入流，用来读取客户端发送过来的数据
    //        InputStream getInputStream()
            InputStream is = socket.getInputStream();
            int by;
    
            while ((by = is.read()) != -1) {
        
                System.out.print((char) by);
            }
    
            BufferedWriter bos = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream()));
            bos.write("你谁啊");
    
            bos.close();
            is.close();
            socket.close();
            serverSocket.close();
        }
    }

#### 2.6 TCP练习2 ####

package com.itheima.tcp_demo.test2;
    
    import java.io.*;
    import java.net.Socket;
    
    public class ClientDemo {
        
        public static void main(String[] args) throws IOException {
        
            // 创建客户端Socket对象
            Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 10086);
    
            BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("D:\\传智播客\\安装包\\好看的图片\\liqin.jpg"));
    
            BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(socket.getOutputStream());
    
            int by;
            while ((by = bis.read()) != -1) {
        // 从本地中读一个字节
                bos.write(by);// 往服务器写一个字节
                bos.flush();
            }
            // 写结束标记
            socket.shutdownOutput();
    
            // 把网络中的字节输入流 , 封装成高效的字符输入流
            BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
    //        String line;
    //        while ((line = br.readLine()) != null) {
        
    //            System.out.println(line);
    //        }
            String msg = br.readLine();// 读到换行才叫读到一行, 所以必须写服务器必须写newLine
            System.out.println(msg);
    
            // 释放资源
            bis.close();
            socket.close();
        }
    }

package com.itheima.tcp_demo.test2;
    
    import java.io.*;
    import java.net.ServerSocket;
    import java.net.Socket;
    
    public class ServerDemo {
        
        public static void main(String[] args) throws IOException {
        
            // 创建服务端的连接对象
            ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(10086);
            Socket socket = null;
            BufferedInputStream bis = null;
            BufferedWriter socketBw = null;
    
            while (true) {
        
                // 获取Socket对象
                socket = serverSocket.accept();
    
                // 获取网络中的字节输入流  在封装成高效的字节输入流对象
                bis = new BufferedInputStream(socket.getInputStream());
    
                // 创建本地的字节输出流 , 封装成高效的字节输出流
                BufferedOutputStream bw = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("day13_demo\\图片\\a.jpg"));
    
                int by;
                while ((by = bis.read()) != -1) {
        
                    bw.write(by);
                    bw.flush();
                }
    
                //关闭本地流
                bw.close();
    
                // 获取网络中的字节输出流 , 封装成高效的字符输出流
                socketBw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream()));
                socketBw.write("谢谢你");
                socketBw.newLine();// 必须有换行 , 因为readLine读到换行结束
                socketBw.flush();
            }
    
            // 释放资源
    //        socketBw.close();
    //        bis.close();
    //        socket.close();
    //        serverSocket.close();
        }
    }

#### 2.7 TCP练习3 ####

package com.itheima.tcp_demo.test3;
    
    import java.io.*;
    import java.net.Socket;
    
    public class ClientDemo {
        
        public static void main(String[] args) throws IOException {
        
            // 创建客户端Socket对象
            Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 10086);
    
            BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("D:\\传智播客\\安装包\\好看的图片\\liqin.jpg"));
    
            BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(socket.getOutputStream());
    
            int by;
            while ((by = bis.read()) != -1) {
        // 从本地中读一个字节
                bos.write(by);// 往服务器写一个字节
                bos.flush();
            }
            // 写结束标记
            socket.shutdownOutput();
    
            // 把网络中的字节输入流 , 封装成高效的字符输入流
            BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
    //        String line;
    //        while ((line = br.readLine()) != null) {
        
    //            System.out.println(line);
    //        }
            String msg = br.readLine();// 读到换行才叫读到一行, 所以必须写服务器必须写newLine
            System.out.println(msg);
    
            // 释放资源
            bis.close();
            socket.close();
        }
    }

package com.itheima.tcp_demo.test3;
    
    import java.io.*;
    import java.net.ServerSocket;
    import java.net.Socket;
    import java.util.UUID;
    import java.util.concurrent.ExecutorService;
    import java.util.concurrent.Executors;
    
    public class ServerDemo {
        
        public static void main(String[] args) throws IOException {
        
            // 创建服务端的连接对象
            ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(10086);
    
            ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(10);
            while (true) {
        
                // 获取Socket对象
                Socket socket = serverSocket.accept();
                executorService.submit(new ServerThread(socket));
            }
    
            // 释放资源
    //        socketBw.close();
    //        bis.close();
    //        socket.close();
    //        serverSocket.close();
        }
    }

package com.itheima.tcp_demo.test3;
    
    import javax.management.relation.RoleUnresolved;
    import java.io.*;
    import java.net.Socket;
    import java.util.UUID;
    
    public class ServerThread implements Runnable {
        
        Socket socket = null;
        BufferedOutputStream bw = null;
    
        public ServerThread(Socket socket) {
        
            this.socket = socket;
        }
    
        @Override
        public void run() {
        
    
            try {
        
                // 获取网络中的字节输入流  在封装成高效的字节输入流对象
                BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(socket.getInputStream());
    
                // 创建本地的字节输出流 , 封装成高效的字节输出流
                bw = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("day13_demo\\图片\\" + UUID.randomUUID() + ".jpg"));
    
                int by;
                while ((by = bis.read()) != -1) {
        
                    bw.write(by);
                    bw.flush();
                }
                // 获取网络中的字节输出流 , 封装成高效的字符输出流
                BufferedWriter socketBw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream()));
                socketBw.write("谢谢你");
                socketBw.newLine();// 必须有换行 , 因为readLine读到换行结束
                socketBw.flush();
            } catch (IOException e) {
        
                e.printStackTrace();
            } finally {
        
                //关闭本地流
                try {
        
                    bw.close();
                } catch (IOException e) {
        
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

### 3 Junit单元测试 ###

#### 3.1 Junit4单元测试概述 ####

*  单元测试就是编写测试代码，可以准确、快速地保证程序的**正确性**，Junit是Java单元测试的框架。
 *  JUnit4可以通过注解的方式来标记方法 , 让方法存某种意义 ，常见的注解有：
    
     *  @BeforeClass 全局只会执行一次，而且是第一个运行（标记的方法需要是一个**静态无参无返回值**方法）
     *  @Before 在测试方法运行之前运行（**非静态无参无返回值**方法）
     *  \*\*@Test 测试方法（此方法必须是非静态无参无返回值方法）, 主要用于测试的方法 \*\*
     *  @After 在测试方法运行之后运行（**非静态无参无返回值**方法）
     *  @AfterClass 全局只会执行一次，而且是最后一个运行（标记的方法需要是一个**静态无参无返回值**方法）
     *  @Ignore 忽略此方法

================================================================================================================

#### 3.2 Junit的基本使用 ####

*  已知存在需要测试的类Calculator ，这是一个能够简单实现加减乘除、平方、开方的计算器类，然后对这些功能进行单元测试。

// 计算器类
    public class Calculator {
        
        // 静态变量，用于存储运行结果
        private static int result; // 20
      
        // 加法运算
        public void add(int n) {
        
            result = result + n;
        }
        
        // 减法运算
        public void subtract(int n) {
        
            // Bug: 正确的应该是 result = result - n
            result = result - 1;  
        }
      
        // 乘法运算
        public void multiply(int n) {
        
            // 此方法尚未写好
        }         
      
        // 除法运算
        public void divide(int n) {
        
            result = result / n;
        }
        
        // 平方运算
        public void square(int n) {
        
            result = n * n;
        }
        
        // 平方根运算
        public void squareRoot(int n) {
        
            // Bug : 死循环
            for (; ;) ;            
        }
        
        // 将结果清零
        public void clear() {
             
            result = 0;
        }
        
        // 返回运算结果
        public int getResult(){
        
            return result;
        }
    }

*  ###### 引入Junit4的jar包到模块中 ######
    
     *  第一步 : 在模块中新建文件夹lib，拷贝今天资料中junit4的jar包到模块中  
        \[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-pcffYzoW-1659453849344)(\\imgs\\03\_通讯协议.png)\]
     *  第二步 : 选中jar文件 , 右键选择 Add as Library
 *  ###### 生成Junit测试框架 ######
    
     *  使用IDEA能够直接给需要测试的类生成测试框架，如下：
     *  选中本类任何位置右键选择 Generate（Alt+Insert）/ go to 选项 , 选择Test…
     *  选择需要进行测试的方法
     *  在上一步OK后系统会自动生成一个新类CalculatorTest，里面包含一些空的测试用例。
        
        你只需要将这些测试用例稍作修改即可使用，完整的CalculatorTest代码如下：
     *  ###### 限时测试 ######
        
        对于那些逻辑很复杂，循环嵌套比较深的程序，很有可能出现死循环，因此一定要采取一些预防措施。限时测试是一个很好的解决方案。我们给这些测试函数设定一个执行时间，超过了这个时间，他们就会被系统强行终止，并且系统还会向你汇报该函数结束的原因是因为超时，这样你就可以发现这些Bug了。要实现这一功能，只需要给@Test标注加一个参数即可，代码如下：
        
        被测方法：
        
            public void squareRoot(int n) {
                    
                //Bug : 死循环
                for (; ; ) ;            
            }
        
        ###### 测试方法： ######
        
            @Test(timeout = 1000)
            // Timeout参数表明了你要设定的时间，单位为毫秒，因此1000就代表1秒。
            public void squareRoot() {
                    
                calculator.squareRoot(4);
                assertEquals(2 , calculator.getResult());
            }

#### 3.3 断言 ####

*  ###### 概述 : ######

预先判断某个条件一定成立，如果条件不成立，则直接报错。

*  ###### 使用 : ######
    
        //第一个参数表示期望值
        //第二个参数表示实际值
        // 如果实际值和期望值相同，说明结果正确就测试通过,如果不相同，说明结果是错误的,就会报错
        Assert.assertEquals( 期望值, 实际值);
        Assert.assertEquals("异常原因"， 期望值, 实际值);
        
        //例如：
        int result = add(100,200);
        Assert.assertEquals(300, result);
 *  ###### 小结 : 如何进行断言 ######
    
        Assert.assertEquals(期望值,实际值)

### 4 单例设计模式 ###

#### 学习目标 ####

*  能够使用单例设计模式设计代码

#### 内容讲解 ####

*  正常情况下一个类可以创建多个对象

public static void main(String[] args) {
        
    	// 正常情况下一个类可以创建多个对象
    	Person p1 = new Person();
    	Person p2 = new Person();
    	Person p3 = new Person();
    }

*  如果说有时一个对象就能搞定的事情 , 非要创建多个对象 , 浪费内存!!!

##### 4.1 单例设计模式的作用 #####

*  单例模式，是一种常用的软件设计模式。通过单例模式可以保证项目中，应用该模式的这个类只有一个实例。
    
    即一个类只有一个对象实例。
 *  好处 ：可以节省内存，共享数据

##### 4.2 单例设计模式实现步骤 #####

1.  将构造方法私有化，使其不能在类的外部通过new关键字实例化该类对象。
2.  在该类内部产生一个唯一的实例化对象，并且将其封装为private static 类型的成员变量。
3.  定义一个静态方法返回这个唯一对象。

##### 4.3 单例设计模式的类型 #####

根据创建对象的时机单例设计模式又分为以下两种:

1.  饿汉单例设计模式
2.  懒汉单例设计模式

=============================================================================================

##### 4.4 饿汉单例设计模式 #####

*  饿汉单例设计模式就是使用类的时候已经将对象创建完毕
    
    不管以后会不会使用到该实例化对象，先创建了再说。很着急的样子，故被称为“饿汉模式”。
 *  代码如下：
    
        public class Singleton {
              
            // 1.将构造方法私有化，使其不能在类的外部通过new关键字实例化该类对象。
            private Singleton() {
              }
        
            // 2.在该类内部产生一个唯一的实例化对象，并且将其封装为private static 类型的成员变量。
            private static final Singleton instance = new Singleton();
            
            // 3.定义一个静态方法返回这个唯一对象。
            public static Singleton getInstance() {
              
                return instance;
            }
        }
 *  需求：定义一个皇帝类，要求对象只能存在一个。
    
        package com.itheima.singledesign;
        /*
            需求 : 使用单例模式(饿汉式) , 要求此类只能有一个对象
        
            步骤 :
                1. 将构造方法私有化，使其不能在类的外部通过new关键字实例化该类对象。
                2. 在该类内部产生一个唯一的实例化对象，并且将其封装为private static 类型的成员变量。
                3. 定义一个静态方法返回这个唯一对象。
         */
        public class King {
              
            // 1. 将构造方法私有化，使其不能在类的外部通过new关键字实例化该类对象。
            private King(){
              
        
            }
        
            // 2. 在该类内部产生一个唯一的实例化对象，并且将其封装为private static 类型的成员变量。
            private static final King KING = new King();
        
            // 3. 定义一个静态方法返回这个唯一对象。
            public static King getInstance(){
              
                return KING;
            }
        }

=============================================================================================

##### 4.5 懒汉单例设计模式 #####

*  懒汉单例设计模式就是调用getInstance()方法时对象才被创建
    
    也就是说先不急着实例化出对象，等要用的时候才实例化出对象。不着急，故称为“懒汉模式”。
    
    代码如下：

public class Singleton \{

// 1.将构造方法私有化，使其不能在类的外部通过new关键字实例化该类对象。
    private Singleton() {}
    
    // 2.在该类内部产生一个唯一的实例化对象，并且将其封装为private static类型的成员变量。
    private static Singleton instance;
    
    // 3.定义一个静态方法返回这个唯一对象。要用的时候才例化出对象
    
    public static synchronized Singleton getInstance() {
        if(instance == null) {
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }

- ##### 注意 ：
    
    - 懒汉单例设计模式在多线程环境下可能会实例化出多个对象，不能保证单例的状态，所以加上关键字：synchronized，保证其同步安全。
    
    
    
    - 需求：使用懒汉单例 ，改写皇帝类的单例模式
    
    ```java
    package com.itheima.singledesign;
    
    /*
        需求 : 使用单例模式(懒汉式) , 要求此类只能有一个对象
    
        步骤 :
            1. 将构造方法私有化，使其不能在类的外部通过new关键字实例化该类对象。
            2. 在该类内部定义一个private static修饰的成员变量 . 此变量不需要赋值
            3. 定义一个静态方法返回这个唯一对象。 此方法需要加上synchronized关键字保证在多线程中也只有一个实例对象
     */
    public class King2 {
        // 1. 将构造方法私有化，使其不能在类的外部通过new关键字实例化该类对象。
        private King2() {
        }
    
        //  2. 在该类内部定义一个private static修饰的成员变量 . 此变量不需要赋值
        private static King2 king2;
    
        // 3. 定义一个静态方法返回这个唯一对象。 此方法需要加上synchronized关键字保证在多线程中也只有一个实例对象
        public static synchronized King2 getInstance() {
            if (king2 == null) {
                king2 = new King2();
            }
            return king2;
        }
    }

##### 知识小结 #####

*  单例模式可以保证系统中一个类只有一个对象实例。
 *  实现单例模式的步骤：
    
     *  将构造方法私有化，使其不能在类的外部通过new关键字实例化该类对象。
     *  在该类内部产生一个唯一的实例化对象，并且将其封装为private static类型的成员变量。
     *  定义一个静态方法返回这个唯一对象。

### 5 多例设计模式 ###

#### 学习目标 ####

*  能使用多例设计模式设计代码

#### 内容讲解 ####

##### 5.1 多例设计模式的作用 #####

*  多例模式，是一种常用的设计模式之一。通过多例模式可以保证项目中，应用该模式的类有**固定数量的实例**。
    
    多例类要自我创建并管理自己的实例，还要向外界提供获取本类实例的方法。
 *  使用场景：线程池
    
        线程池 = Executors.newFixedThreadPool(3);

##### 5.2.实现步骤 #####

1.创建一个类, 将构造方法私有化，使其不能在类的外部通过new关键字实例化该类对象。

2.在类中定义该类被创建对象的总数量

3.在类中定义存放类实例的list集合

4.在类中提供静态代码块,在静态代码块中创建类的实例

5.提供获取类实例的静态方法

##### 5.3.实现代码 #####

*  某一个学科有固定3位老师，年级中上该课程的老师就是这三位老师其中一位
    
    要求使用多例模式 ,每次获取的都是这三位老师其中一位

package com.itheima.moreinstance_demo;
    
    import java.util.ArrayList;
    import java.util.Random;
    
    /*
        需求  : 某一个学科有固定3位老师，年级中上该课程的老师就是这三位老师其中一位
                要求使用多例模式 ,每次获取的都是这三位老师其中一位
    
        实现步骤 :
            1.创建一个类,  将构造方法私有化，使其不能在类的外部通过new关键字实例化该类对象。
            2.在类中定义该类被创建对象的总数量
            3.在类中定义存放类实例的list集合
            4.在类中提供静态代码块,在静态代码块中创建类的实例
            5.提供获取类实例的静态方法
     */
    public class Teacher {
        
        // 1.创建一个类,  将构造方法私有化，使其不能在类的外部通过new关键字实例化该类对象。
        private Teacher() {
        
        }
    
        // 2.在类中定义该类被创建对象的总数量
        private static int maxCount = 3;
    
        // 3.在类中定义存放类实例的list集合
        private static ArrayList<Teacher> list = new ArrayList<>();// {teacher1  , teacher2 , teacher3}
    
        // 4.在类中提供静态代码块,在静态代码块中创建类的实例
        static {
        
            for (int i = 0; i < maxCount; i++) {
        
                list.add(new Teacher());
            }
        }
    
        // 5.提供获取类实例的静态方法
        public static Teacher getInstance() {
        
            int index = new Random().nextInt(3);// [0 - 2]
            return list.get(index);
        }
    
    }

##### 5.4 小结 #####

*  多例模式作用 : 可以保证项目中一个类有固定个数的实例, 在实现需求的基础上, 能够提高实例的复用性.
    
    实现多例模式的步骤 ：
    
     *  创建一个类, 将构造方法私有化，使其不能在类的外部通过new关键字实例化该类对象。
     *  在类中定义该类被创建的总数量
     *  在类中定义存放类实例的list集合
     *  在类中提供静态代码块,在静态代码块中创建类的实例
     *  提供获取类实例的静态方法

### 6 工厂设计模式 ###

#### 学习目标 ####

*  能够使用工厂设计模式设计代码

#### 内容讲解 ####

##### 6.1 概述 #####

*  工厂模式（Factory Pattern）是 Java 中最常用的设计模式之一。这种类型的设计模式属于创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。之前我们创建类对象时, 都是使用 new 对象的形式创建, 除new 对象方式以外, 工厂模式也可以创建对象.

##### 6.2 作用 #####

*  解决类与类之间的耦合问题

##### 6.3案例实践 #####

*  需求：定义汽车工厂类，生产各种品牌的车
 *  实现步骤
    
     *  编写一个Car接口, 提供run方法
     *  编写一个Falali类实现Car接口,重写run方法
     *  编写一个Benchi类实现Car接口,重写run方法
     *  提供一个CarFactory(汽车工厂),用于生产汽车对象
     *  定义CarFactoryTest测试汽车工厂

**实现代码**

package com.itheima.factorydesign_demo;
    
    /*
      - 需求：定义汽车工厂类，生产各种品牌的车
    
      - 实现步骤
          - 编写一个Car接口, 提供run方法
          - 编写一个Falali类实现Car接口,重写run方法
          - 编写一个Benchi类实现Car接口
          =============================================
          - 提供一个CarFactory(汽车工厂),用于生产汽车对象
          - 定义CarFactoryTest测试汽车工厂
     */
    public class CarTest {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            Car benchi = CarFactory.getInstance(Brand.BENCHI);
            System.out.println(benchi);
        }
    }
    
    // 汽车接口
    interface Car {
        
        public abstract void run();
    }
    
    // 编写一个Falali类实现Car接口,重写run方法
    class Falali implements Car {
        
        public Falali() {
        
        }
    
        @Override
        public void run() {
        
            System.out.println("法拉利破百需要3秒...");
        }
    }
    
    // 编写一个Benchi类实现Car接口
    class Benchi implements Car {
        
        @Override
        public void run() {
        
            System.out.println("奔驰破百需要5秒...");
        }
    }
    
    // 汽车品牌枚举
    enum Brand {
        
        BENCHI, FALALI, BAOMA, BINLI, AODI;
    }
    
    // 提供一个CarFactory(汽车工厂),用于生产汽车对象
    class CarFactory {
        
        private CarFactory() {
        
        }
    
        public static Car getInstance(Brand brand) {
        
            switch (brand) {
        
                case FALALI:
                    return new Falali();
                case BENCHI:
                    return new Benchi();
                default:
                    return null;
            }
        }
    }
    
     提供一个CarFactory(汽车工厂),用于生产汽车对象
    //class CarFactory{
        
    //    private CarFactory(){}
    //
    //    public static Car getInstance(String brand) {
        
    //        if(brand.equals("Falali")){
        
    //            return new Falali(10);
    //        }else if(brand.equals("Benchi")) {
        
    //            return new Benchi();
    //        }else {
        
    //            return null;
    //        }
    //    }
    //}

##### 知识小结 #####

*  工厂模式的存在可以改变创建对象的方式,降低类与类之间的耦合问题.