Java之------常用的设计模式

来源：互联网发布：西南民族大学知乎编辑：程序博客网时间：2024/06/16 02:47

一、单例模式

a、单例模式：单例是最简单的很常用的一种设计模式，保证了一个类在内存中只能有一个对象。
思路：
1) 如果其他程序能够随意用new创建该类对象，那么就无法控制个数。因此，不让其他程序用new创建该类的对象。
2) 既然不让其他程序new该类对象，那么该类在自己内部就要创建一个对象，否则该类就永远无法创建对象了。
3) 该类将创建的对象对外(整个系统)提供，让其他程序获取并使用。
步骤：
1) 将该类中的构造函数私有化。
2) 在本类中创建一个本类对象。
3) 定义一个方法，返回值类型是本类类型。让其他程序通过该方法就可以获取到该类对象。
1、饿汉式：在类造成之初就新建了一个对象，并且将构造方法设置成私有的，因此外界无法通过new对象的方式过的实例，只能通过getInstance()的方法获得对象实例。

package pattern.singleton.one;    public class TestSingle {        /**      * @param args      */      public static void main(String[] args) {          Single s1=Single.getInstance();          Single s2=Single.getInstance();          System.out.println(s1==s2);      }  }  class Single {      /**      * 饿汉式      */      private static final Single s=new Single();      private Single(){      }      public static Single getInstance(){          return s;      }  }

2、懒汉式：与饿汉式不同的是，要在外界调用getInstance()方法的时候才会new出一个对象，这就相当于有延迟。

public class Single2 {      /**      * 懒汉式      */      private static Single2 s=null;      private Single2(){      }      public static Single2 getInstance(){                    if (s==null){              s=new Single2();          }          return s;      }  }

这样子写的懒汉式有缺陷，比方说把它放到多线程环境下去的话，会出现多个线程同时到达if(s==null)这里进行判断，那么就会产生多个对象，就违背了单例只产生一个对象的本意了。要解决的话我们要想到在getInstance()前面加synchronized互斥锁。如下：

public class Single2 {      /**      * 懒汉式      */      private static Single2 s=null;      private Single2(){      }      public static synchronized Single2 getInstance(){          //synchronized互斥锁，只能一个一个地拿，防止线程多个拿到相同实例          if (s==null){              s=new Single2();          }          return s;      }  }

b、单例变形---多例（单例加缓存）1) 缓存在单例中的使用：缓存在编程中使用很频繁，有着非常重要的作用，它能够帮助程序实现以空间换取时间，通常被设计成整个应用程序所共享的一个空间，现要求实现一个用缓存存放单例对象的类。说明：该缓存中可以存放多个该类对象，每个对象以一个key值标识，key值相同时所访问的是同一个单例对象。

import java.util.HashMap;  import java.util.Map;    public class A {     private static final Map<String, A> map= new HashMap<String, A>();     public static A getInstance(String key){         A a = map.get(key);         if(a==null){             a = new A();             map.put(key, a);         }         return a;     }  }

2) 单例变形——多例模式
把上面缓存的单例实现，做成一个能够控制对象个数的共享空间，供整个应用程序使用。在缓存中维护指定个数的对象，每个对象的key值由该类内部指定，有外部请求时直接返回其中一个对象出去。
说明：相当于维护一个指定数量的对象池，当请求个数超过控制的总数时，开始循环重复使用。

import java.util.HashMap;  import java.util.Map;    public class A {      //容器      private static final Map<Integer, A> map                                        = new HashMap<Integer, A>();      private static int num=1;//代表池中目前将要被使用的对象的序号      private static final int MAX=4;//控制容器中所能使用对象的总个数      public static A getInstance(){          A a = map.get(num);          if(a==null){              a = new A();              map.put(num, a);          }          num++;          if(num>MAX){              num = 1;          }                    return a;      }        }

二、工厂模式

Java开发讲究的是面向接口编程，需要通过一个工厂类隐藏具体的实现类

先创建接口(接口在设计之初就要定好，开发过程中不允许随意改动接口)：

public interface DepApi {     public String t1();  }

然后写实现类：

public class DepImpl1 implements DepApi {      @Override      public String t1() {          System.out.println("Api impl1....");          return "1111111";      }  }

最后创建工厂类：

public class DepFactory {      // 工厂方法,命名规范：createDepApi,geDepApi,getDepInstance      public static DepApi getDepApi() {          return new DepImpl1();      }  }

测试：

public class Client {      public static void main(String[] args) {           DepApi api = DepFactory.getDepApi();           System.out.println(api.t1());                 }  }

输出结果：

DepApi impl1....

1111111

三、值对象模式

在Java开发时，需要来回交换大量的数据，比如要为方法传入参数，也要获取方法的返回值

值对象的本质是“封装数据”

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

import java.io.Serializable;    public class User implements Serializable{//只能将支持 java.io.Serializable 接口的对象写入流中      private String userId;      private String tel;      private String address;      private int age;      private boolean isMale;            public User(String userId, String tel, String address, int age) {          super();          this.userId = userId;          this.tel = tel;          this.address = address;          this.age = age;      }      public User(){                }            public String getUserId() {          return userId;      }      public void setUserId(String userId) {          this.userId = userId;      }      public String getTel() {          return tel;      }      public void setTel(String tel) {          this.tel = tel;      }      public String getAddress() {          return address;      }      public void setAddress(String address) {          this.address = address;      }      public int getAge() {          return age;      }      public void setAge(int age) {          this.age = age;      }            public boolean isMale() {          return isMale;      }      public void setMale(boolean isMale) {          this.isMale = isMale;      }      @Override      public int hashCode() {          final int prime = 31;          int result = 1;          result = prime * result + ((userId == null) ? 0 : userId.hashCode());          return result;      }      @Override      public boolean equals(Object obj) {          if (this == obj)              return true;          if (obj == null)              return false;          if (getClass() != obj.getClass())              return false;          User other = (User) obj;          if (userId == null) {              if (other.userId != null)                  return false;          } else if (!userId.equals(other.userId))              return false;          return true;      }      @Override      public String toString() {          return "User [userId=" + userId + ", tel=" + tel + ", address="                  + address + ", age=" + age + "]";      }        }

四、装饰模式

装饰模式：在不必改变原类文件和使用继承的情况下，动态地扩展一个对象的功能。它是通过创建一个包装对象，也就是装饰来包裹真实的对象。

例：写一个MyBufferedReader类，使它能够对字符流(如FileReader、InputStreamReader和PipedReader等)进行功能增强：

(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。

类体系对比：

import java.io.FileReader;  import java.io.IOException;  import java.io.InputStreamReader;  import java.io.PipedReader;  import java.io.Reader;    public class MyBufferedReader extends Reader{// ★      private Reader r;// 封装  ★      private char[] buf = new char[1024];      private int count = 0;// 记录当前缓冲区中的字符个数      private int pos = 0;// 游标，数组下标，当前读取的是数组中的哪个元素        public MyBufferedReader(Reader r) { // ★          super();          this.r = r;      }        public int myRead() throws IOException {          // 当缓冲区为空时，用r对象到文件中去读取一组数据到缓冲区中          if (count <= 0) {              count = r.read(buf);              if (count < 0) {                  return -1;              }              pos = 0;          }            // 从缓冲区中取一个字符出去          char ch = buf[pos];          pos++;          count--;          return ch;      }        public String myReadLine() throws IOException {          StringBuilder strBuild = new StringBuilder();          int ch = 0;          while ((ch = myRead()) != -1) {              if (ch == '\r') {// 回车                  continue;              }              if (ch == '\n') {// 换行                  return strBuild.toString();              }              strBuild.append((char)ch);          }          if (strBuild.length() != 0) {              return strBuild.toString();          }            return null;      }        public void MyClose() throws IOException {          r.close();      }        @Override      public int read(char[] cbuf, int off, int len) throws IOException {          return r.read(cbuf, off, len);      }        @Override      public void close() throws IOException {          r.close();      }        }

五、DAO模式

在Java程序中，经常需要把数据持久化，也需要获取持久化的数据，但是在进行数据持久化的过程中面临诸多问题（如：数据源不同、存储类型不同、供应商不同、访问方式不同等等）

DAO的理解：

1、DAO其实是利用组合工厂模式来解决问题的，并没有带来新的功能，所以学的其实就是个思路。

2、DAO理论上是没有层数限制的。

3、DAO的各层理论上是没有先后的。

六、常见设计模式应用

1、面向接口编程：

1) 面向接口编程是第一大原则。
2) 在Java程序设计里面，非常讲究层的划分和模块的划分。通常我们按照三层来划分程序，分别UI层、逻辑层(取名business或service)、数据存储层，他们之间都要通过接口来通讯，这种分层模式在软件设计中用的很多，一定要引起重视。
3) 在每一个层里面，又有很多外小模块，一个小模块对外也应该是一个整体，那么一个模块对外也应该提供接口，其他地方需要使用到这个模块的功能，都应该通过此接口。

2、接口定义中的参数和返回值：

1) 接口里面一定会定义接口隔离体部分需要暴露的方法，对于方法就有参数和返回值的定义，到底需要在接口中如何描述需要传递的参数呢？
2) 值对象模式给了我们很好的解决方案。事实上，值对象已经成为了不同层或是不同模块之间数据交换的标准方法，它体现的是数据的封装，也利于对象的复用。