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Java程序的设计思想

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设计思想的基本原则：

1、面向接口编程
2、优先使用对象组合而非继承
3、分层结构
4、层之间交互的基本原则

重点内容

一、 面向接口编程

接口及相关机制最基本的作用：通过接口可以实现不相关类的相同行为，而不需要考虑这些类之间的层次关系。根据接口可以了解对象的交互界面，而不需要了解对象所属的类。面向对象程序设计讲究“提高内聚，松散耦合”，那么不同的程序模块怎么相互访问呢，就是通过接口，也就是接口是各部分对外的统一外观。接口在Java程序设计中体现的思想就是封装隔离，因为接口只是描述一个统一的行为，所以开发人员在面向接口编程时并不关心具体的实现。内聚就是指组件所有功能尽量在内部实现，所需要的功能尽量在内部都能够找到，即使是小到一个类也一样，一个方法所需要的其它方法尽量在该类内部都实现了。耦合是指组件之间的横向联系，即一个组件要使用别的组件的功能。此时，如果别的组件修改了，那么当前组件也要进行修改。当然，我们也不可能把所有的功能都在内部实现，跟外部完全没有任何交互（除非只写一个HelloWorld）。类的设计有一个原则，就是类的功能要单一（不能把所有的功能都写在一个类中）。因此，这两者间要进行权衡。这样，一个组件在设计时肯定是要和其它组件耦合的，为了减少耦合时产生的连动影响同时又要保持内聚性，采用面向接口编程是比较合理的解决方案，接口体现的“封装隔离”的设计思想，其中的封装就是提高内聚，而隔离就是减少耦合。组件中设计时，内部实现都封装隐藏起来，对外只提供接口（如果组件修改了，只要接口没变，使用该组件的其它组件就不用修改。一方面让组件间的耦合松散了，另一方面也实现对组件内部实现的封装）。

接口本身不会增加程序的功能（因为它没有实现代码），但是采用接口可以让整个程序的体系结构更加灵活，它的作用不要体现在体系结构设计上，使用程序更容易扩展。

二、分层

① 表现层功能：展示数据、人机交互、收集参数调用逻辑层。
② 逻辑层功能：进行数据的逻辑校验、进行逻辑判断、实现业务功能、处理相关功能、处理后续流程、组织数据返回给表现层。
③ 数据层功能：实现数据持久化、实现对象和持久化数据的双向映射。

设计模式

单例

饿汉式　
不管是否已经生成，先new一个：

class Single{    private static final Single s = new Single();    private Single(){            }    public static Single getInstance(){        return s;    }}

懒汉式
先判断是否为null，没有再new

class Single2 {    private static Single2 s = null;    private Single2(){            }    public static Single2 getInstance() {//可以在此处添加synchronized，确保线程安全        if(s==null)            s=new Single2();        return s;    }}

缓存在单例中的使用

//单例+缓存---控制池大小,每个对象的key值由该类内部指定public class A {    //1创建一个单例的池    private static Map<Integer, A> pool = new HashMap<Integer, A>(); //池--集合:  Map:key-value    //当前对象的序号    private static int num=0;    //总数量    private final static int MAX_SIZE=3;    public synchronized static A getInstance(){        //2根据num到池中去获取obj        A obj = pool.get(num);        if(obj==null){            obj = new A();            pool.put(num, obj);        }        num = (num+1)%MAX_SIZE;  //范围: 0 ~ MAX_SIZE-1        //3如果该obj存在则返回，否则创建一个新的放入池中并返回        return obj;    }}

值对象

基本的编写步骤
第1步：写一个类，实现可序列化（如果以后数据是往数据库里存的，那么可以不序列化，节省资源）
第2步：私有化所有属性，保持一个默认构造方法(public无参)
第3步：为每个属性提供get()、set()方法（如果是boolean型变量，最好把get改成is）
第4步：推荐覆盖实现equals()、hashCode()和toString()方法
值对象的本质是“封装数据”

装饰模式

在不对原有对象类进行修改的基础上，给一个或多个已有的类对象提供增强额外的功能。
以MyBufferedReader为例
版本1

/* *增强FileReader类，使它具有如下功能: * (1) 提供带缓冲的myRead()方法，对原有的read()方法进行增速； (2)提供一个能够每次读取一行字符的myReadLine()方法。 */public class MyBufferedReader {    private char[] cbuf = new char[1024];// 缓存    private int pos = 0; // 当前读取的位置    private int count = 0;// 记录缓存中当前的字符总数    // 封装一个FileReader对象，帮助我们实现从文件中读取一批数据    private FileReader r = null;    public MyBufferedReader(FileReader r) {        super();        this.r = r;    }    /*     * 从缓存中读取一个字符数据返回     * 所读取的字符,如果到达文件末尾则返回-1     */    public int myRead() throws IOException {        // 从文件中把数据读取到缓存buf[]中        if (count <= 0) {            // System.out.println("**********");            count = r.read(cbuf);            if (count == -1) {                return -1;            }            pos = 0;        }        char ch = cbuf[pos];        pos++;        count--;        return ch;    }    // 回车字符: \r 13    // 换行字符: \n 10    public String myReadLine() throws IOException {        StringBuilder sb = new StringBuilder();        int ch = 0;        // 有回车换行符部分        while ((ch = myRead()) != -1) {            if (ch == '\r') {                continue;            }            if (ch == '\n') {                return sb.toString();            }            sb.append((char) ch);        }        if (sb.length() != 0) {// 最后一行(没有回车换行符)            return sb.toString();        }        return null;// 最后或空文件    }    public void close() throws IOException {        r.close();    }}

版本2

/* 版本2: 增强InputStreamReader类，使它具有: * (1) 提供带缓冲的myRead()方法，对原有的read()方法进行增速；   (2)提供一个能够每次读取一行字符的myReadLine()方法。 */public class MyBufferedReader {    private char[] cbuf= new char[1024];//缓存    private int pos=0; //当前读取的位置    private int count=0;//记录缓存中当前的字符总数    //封装一个InputStreamReader对象，帮助我们实现从文件中读取一批数据    private InputStreamReader r = null; //★1★    public MyBufferedReader(InputStreamReader r) { //★2★        super();        this.r = r;    }    /*     * 从缓存中读取一个字符数据返回     * 所读取的字符,如果到达文件末尾则返回-1     */    public int myRead() throws IOException{        //从文件中把数据读取到缓存buf[]中        if(count<=0){            //System.out.println("**********");            count = r.read(cbuf);            if(count==-1){                return -1;            }            pos=0;        }        char ch = cbuf[pos];        pos++;        count--;        return ch;    }    //回车字符: \r  13    //换行字符: \n  10    public String myReadLine() throws IOException{        StringBuilder sb=new StringBuilder();        int ch=0;        //有回车换行符部分        while( (ch=myRead())!=-1){             if(ch=='\r'){                continue;            }            if(ch=='\n'){                return sb.toString();            }            sb.append((char)ch);        }        if(sb.length()!=0){//最后一行(没有回车换行符)            return sb.toString();        }        return null;//最后或空文件    }    public void close() throws IOException{        r.close();    }}

版本3

/* * 同时增强FileReader、InputStreamReader和PipedReader类，使它具有: * (1) 提供带缓冲的myRead()方法，对原有的read()方法进行增速； (2)提供一个能够每次读取一行字符的myReadLine()方法。 */public class MyBufferedReader extends Reader { // ★3★ ---    private char[] cbuf = new char[1024];// 缓存    private int pos = 0; // 当前读取的位置    private int count = 0;// 记录缓存中当前的字符总数    // 封装一个Reader对象，帮助我们实现从文件中读取一批数据    private Reader r = null; // ★1★    public MyBufferedReader(Reader r) { // ★2★        super();        this.r = r;    }    /* 从缓存中读取一个字符数据返回     * 所读取的字符,如果到达文件末尾则返回-1     */    public int myRead() throws IOException {        // 从文件中把数据读取到缓存buf[]中        if (count <= 0) {            // System.out.println("**********");            count = r.read(cbuf);            if (count == -1) {                return -1;            }            pos = 0;        }        char ch = cbuf[pos];        pos++;        count--;        return ch;    }    // 回车字符: \r 13    // 换行字符: \n 10    public String myReadLine() throws IOException {        StringBuilder sb = new StringBuilder();        int ch = 0;        // 有回车换行符部分        while ((ch = myRead()) != -1) {            if (ch == '\r') {                continue;            }            if (ch == '\n') {                return sb.toString();            }            sb.append((char) ch);        }        if (sb.length() != 0) {// 最后一行(没有回车换行符)            return sb.toString();        }        return null;// 最后或空文件    }    public void close() throws IOException {        r.close();    }    @Override    public int read(char[] cbuf, int off, int len) throws IOException {        int num = 0;        int ch = myRead();        if (ch == -1) {            return -1;        }        for (int i = off; i < len; i++) {            num++;            cbuf[i] = (char) ch;            ch = myRead();            if (ch == -1) {                break;            }        }        return num;    }}