一篇文章读懂六大设计模式

简介: 一篇文章读懂六大设计模式

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一、单例模式

1、简介

韦小宝有7个老婆,但是每个都只有他这一个老公,他的所有老婆叫老公时,指的都是他,他就是一个单例。

2、目的

为了确保一个类有且仅有一个实例,并为它提供一个全局访问点。

3、结构图解

在这里插入图片描述

4、特点

  • 单例模式保证了类仅有一个实例,并为其提供了一个全局访问点。通过延迟初始化(仅在第一次使用它时才初始化),一个单例对象是达到此目的的通用做法。
  • 在多线程环境下,必须小心管理线程间的协作,因为它们访问单例对象方法与数据的时间,可能只有毫厘之差。
  • 对象具有唯一性,并不意味着使用了单例模式。单例模式通过隐藏构造函数,提供对象创建的唯一入口点。
  • 单例模式初始化时创建对象。
  • 只对外提供公共的getInstance方法,不提供任何公共构造函数。

5、代码

public class Singleton {
    //保证 instance 在所有线程中同步
    private static volatile Singleton instance = null;

    private Singleton() {
    }    //private 避免类在外部被实例化

    public static synchronized Singleton getInstance() {
        //getInstance 方法前加同步
        if (instance == null) {
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}

6、适用场景

适合需要做全局统一控制的场景,例如:全局唯一的编码生成器。

二、工厂模式

1、简介

小明追妹子的时候,请她喝了不少咖啡,她爱喝卡布奇诺,每次去咖啡店,只要跟服务员说“来杯卡布奇诺”就行了,虽然各家的口味有些不同,但是不管是星爸爸还是Costa,都能够提供卡布奇诺这种咖啡。这里的星爸爸和Costa就是生产咖啡的工厂。

2、目的

直接从工厂类中获取各种产品,不在需要亲自去挑选产品。

3、结构图解

在这里插入图片描述

4、特点

  • 客户类和工厂类分开。消费者任何时候需要某种产品,只需向工厂请求即可。消费者无须修改就可以接纳新产品。

5、代码

用户

public class FactoryPattern {
    public static void main(String[] args) {
//        1、创建工程类
        Factory factory = new ConcreteFactoryA();
//        2、生产产品
        Product product = factory.createProduct();
//        3、消费产品
        product.use();
    }
}

产品力

//实体类产品
interface Product {
    public void use();
}

//具体产品A:实现抽象产品中的抽象方法
class ConcreteProductA implements Product {
    public void use() {
        System.out.println("具体产品A显示...");
    }
}

工厂类

//抽象工厂:提供了厂品的生成方法
interface Factory {
    public Product createProduct();
}

//具体工厂A:实现了厂品的生成方法
class ConcreteFactoryA implements Factory {
    @Override
    public Product createProduct() {
        System.out.println("具体工厂A生成-->具体产品A.");
        return new ConcreteProductA();
    }
}

三、装饰者模式

1、简介

大学毕业,想要送给室友一个有纪念意义的礼物,就找到一张大家的合照,在上面写上“永远的兄弟!”,然后拿去礼品店装了个相框,再包上礼盒。这里的我和礼品店都是装饰器,都没有改变照片本身,却都让照片变得更适合作为礼物送人。

2、目的

在不改变原有功能的基础下,对功能进行扩展。

3、结构图解

在这里插入图片描述

4、特点

  • 使用不同的装饰器组合为对象扩展N个新功能,而不会影响到对象本身。

5、代码

用户

public class DecoratorPattern {
    public static void main(String[] args) {
        Component component = new ConcreteComponent();
        component.operation();
        System.out.println("---------------------------------");
        ConcreteDecorator decorator = new ConcreteDecorator(component);
        decorator.operation();
    }
}

构建角色

//抽象构件角色
interface Component {
    public void operation();
}

//具体构件角色
class ConcreteComponent implements Component {
    public ConcreteComponent() {
        System.out.println("创建具体构件角色");
    }

    public void operation() {
        System.out.println("调用具体构件角色的方法operation()");
    }
}

装饰角色

class ConcreteDecorator {
    private Component component;

    public ConcreteDecorator(Component component) {
        this.component = component;
    }

    public void operation() {
        component.operation();
        System.out.println("为具体构件角色增加额外的功能addBehavior()");
    }
}

6、使用场景

  • 适合需要(通过配置,如:diamond)来动态增减对象功能的场景。
  • 适合一个对象需要N种功能排列组合的场景(如果用继承,会使子类数量爆炸式增长)

四、代理模式

1、简介

淘宝店客服总是会收到非常多的重复问题,例如:有没有现货?什么时候发货?发什么快递?大量回答重复性的问题太烦了,于是就出现了小蜜机器人,他来帮客服回答那些已知的问题,当碰到小蜜无法解答的问题时,才会转到人工客服。这里的小蜜机器人就是客服的代理。

2、目的

代理用户的请求,去完整后续的各项任务。

3、结构图解

在这里插入图片描述

4、特点

  • 代理可以协调调用方与被调用方,降低了系统的耦合度。根据代理类型和场景的不同,可以起到控制安全性、减小系统开销等作用。

5、代码

用户

public class ProxyPattern {
    public static void main(String[] args) {
//        获取代理对象
        Proxy proxy = new Proxy();
//        执行方法
        proxy.request();
    }
}

真实主题

//真实主题
class RealSubject {
    //  2、真实方法
    public void request() {
        System.out.println("访问真实主题方法...");
    }
}

代理类

//代理
class Proxy {
    private RealSubject realSubject;

    public void request() {
        realSubject = new RealSubject();
//        1、之前方法
        preRequest();
//        2、真实方法
        realSubject.request();
//        3、之后方法
        afterRequest();
    }

    //        1、之前方法
    public void preRequest() {
        System.out.println("访问真实主题之前的预处理。");
    }

    //        3、之后方法
    public void afterRequest() {
        System.out.println("访问真实主题之后的后续处理。");
    }
}

五、观察者模式

1、简介

出差在外,想了解孩子在家的情况,这时候只要加入“相亲相爱一家人”群,老爸老妈会经常把孩子的照片和视频发到群里,你要做的就是作为一个观察者,刷一刷群里的信息就能够了解一切了。

2、目的

适用于一对多的的业务场景,一个对象发生变更,会触发N个对象做相应处理的场景。

3、结构图解

在这里插入图片描述

4、特点

  • 将复杂的串行处理逻辑变为单元化的独立处理逻辑,被观察者只是按照自己的逻辑发出消息,不用关心谁来消费消息,每个观察者只处理自己关心的内容。逻辑相互隔离带来简单清爽的代码结构。

5、代码

用户

public class ObserverPattern {
    public static void main(String[] args) {
//        1、创建目标对象
        ConcreteSubject subject = new ConcreteSubject();
//        2、创建具体观察者A、B
        Observer obsA = new ConcreteObserverA();
        Observer obsb = new ConcreteObserverB();
//        3、将具体观察者加入到目标对象中
        subject.add(obsA);
        subject.add(obsb);
//        4、调用A、B查看
        subject.notifoy();
    }
}

具体目标

//具体目标
class ConcreteSubject {
    protected List<Observer> observers = new ArrayList<Observer>();

    //增加观察者方法
    public void add(Observer observer) {
        observers.add(observer);
    }
//  调用观察者执行
    public void notifoy() {
        System.out.println("具体目标状态发生改变...");
        System.out.println("--------------");

        for (Observer obs : observers) {
            obs.process();
        }

    }
}

观察者A、B

//抽象观察者
interface Observer {
    void process(); //具体的处理
}

//具体观察者A
class ConcreteObserverA implements Observer {
    public void process() {
        System.out.println("具体观察者A处理!");
    }
}

//具体观察者B
class ConcreteObserverB implements Observer {
    public void process() {
        System.out.println("具体观察者B处理!");
    }
}

六、策略模式

1、简介

男生追妹子时,一般都会用到这种模式,常见的策略有这些:约会吃饭;看电影;看演唱会;逛街;去旅行……,虽然做的事情不同,但可以相互替换,唯一的目标都是捕获妹子的芳心。

2、目的

为同一的内容,选择不同的解决方案。

3、结构图解

在这里插入图片描述

4、特点

  • 策略模式提供了对“开闭原则”的完美支持,用户可以在不修改原有系统的基础上选择算法或行为。干掉复杂难看的if-else。

5、代码

用户

public class StrategyPattern {
    public static void main(String[] args) {
//        1、创建环境类对象
        Context context = new Context();
//        2.1、创建策略类A对象
        Strategy strategyA = new ConcreteStrategyA();
//        3.1、将策略A添加到环境类中
        context.setStrategy(strategyA);
//        4.1、执行策略A方法
        context.algorithm();
        System.out.println("-----------------");
//        2.1、创建策略类B对象
        Strategy strategyB = new ConcreteStrategyB();
//        3.1、将策略B添加到环境类中
        context.setStrategy(strategyB);
//        4.1、执行策略B方法
        context.algorithm();
    }
}

策略类

//抽象策略类
interface Strategy {
    public void algorithm();    //策略方法
}

//具体策略类A
class ConcreteStrategyA implements Strategy {
    public void algorithm() {
        System.out.println("具体策略A的策略方法被访问!");
    }
}

//具体策略类B
class ConcreteStrategyB implements Strategy {
    public void algorithm() {
        System.out.println("具体策略B的策略方法被访问!");
    }
}

待解决问题

//环境类
class Context {
    private Strategy strategy;

    public void setStrategy(Strategy strategy) {
        this.strategy = strategy;
    }

    public void algorithm() {
        strategy.algorithm();
    }
}

七、Xmind整理

在这里插入图片描述

下载地址

CSDN地址

https://download.csdn.net/download/weixin_44624117/12840404

百度网盘

链接:https://pan.baidu.com/s/1qAAsPktlcCPYle0yHdkoyQ 
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