java 設計模式—2

設計模式介紹：

• 創建型：簡單工廠模式（並不是23種設計模式之一）、工廠方法、抽象工廠模式、單例模式、生成器模式和原型模式
• 結構型：適配器模式adapter、橋接模式bridge、組合器模式component、裝飾器模式decorator、門面模式、亨元模式flyweight和代理模式proxy
• 行爲型：命令模式command、解釋器模式、迭代器模式、中介者模式、備忘錄模式、觀察者模式、狀態模式state、策略模式、模板模式和訪問者模式

常用的幾種設計模式介紹

1、單例模式

如果一個類始終只能創建一個實例，則這個類被稱爲單例類，這種模式就被稱爲單例模式。一般建議單例模式的方法命名爲：getInstance()，這個方法的返回類型肯定是單例類的類型了。getInstance方法可以有參數，這些參數可能是創建類實例所需要的參數，當然，大多數情況下是不需要的。實現單例模式的簡單例子：

public class Singleton {
    public static void main(String[] args)
    {
       //創建Singleton對象不能通過構造器，只能通過getInstance方法
       Singleton s1 = Singleton.getInstance();
       Singleton s2 = Singleton.getInstance();
       //將輸出true
       System.out.println(s1 == s2);
    }
    //使用一個變量來緩存曾經創建的實例
    private static Singleton instance;
    //將構造器使用private修飾，隱藏該構造器
    private Singleton(){
       System.out.println("Singleton被構造！");
    }
    //提供一個靜態方法，用於返回Singleton實例
    //該方法可以加入自定義的控制，保證只產生一個Singleton對象
    public static Singleton getInstance()
    {
       //如果instance爲null，表明還不曾創建Singleton對象
       //如果instance不爲null，則表明已經創建了Singleton對象，將不會執行該方法
       if (instance == null)
       {
           //創建一個Singleton對象，並將其緩存起來
           instance = new Singleton();
       }
       return instance;
    }
}

2、工廠模式

簡單工廠模式的核心思想就是：有一個專門的類來負責創建實例的過程。 具體來說，把產品看着是一系列的類的集合，這些類是由某個抽象類或者接口派生出來的一個對象樹。而工廠類用來產生一個合適的對象來滿足客戶的要求。如果簡單工廠模式所涉及到的具體產品之間沒有共同的邏輯，那麼我們就可以使用接口來扮演抽象產品的角色；如果具體產品之間有功能的邏輯或，我們就必須把這些共同的東西提取出來，放在一個抽象類中，然後讓具體產品繼承抽象類。爲實現更好複用的目的，共同的東西總是應該抽象出來的。

/*
 * 產品的抽象接口
 */
public interface Food {
    /*
     * 獲得相應的食物
     */
    public void get();
}

/*
 * 麥香雞對抽象產品接口的實現
 */
public class McChicken implements Food{
    /*
     * 獲取一份麥香雞
     */
    public void get(){
        System.out.println("我要一份麥香雞");
    }
}

public class FoodFactory {

    public static Food getFood(String type) throws InstantiationException, IllegalAccessException, ClassNotFoundException {
        if(type.equalsIgnoreCase("mcchicken")) {
            return McChicken.class.newInstance();

        } else if(type.equalsIgnoreCase("chips")) {
            return Chips.class.newInstance();
        } else {
            System.out.println("哎呀！找不到相應的實例化類啦！");
            return null;
        }


    }
}

/*
 * 測試客戶端
 */
public class SimpleFactoryTest {
    public static void main(String[] args) throws InstantiationException, IllegalAccessException, ClassNotFoundException {

        //實例化各種食物
        Food mcChicken = FoodFactory.getFood("McChicken");
        Food chips = FoodFactory.getFood("Chips");
        Food eggs = FoodFactory.getFood("Eggs");

        //獲取食物
        if(mcChicken!=null){
            mcChicken.get();
        }
        if(chips!=null){
            chips.get();
        }
        if(eggs!=null){
            eggs.get();
        }


    }
}

輸出的結果如下：

哎呀！找不到相應的實例化類啦！

我要一份麥香雞

我要一份薯條

3、代理模式

代理模式是一種應用非常廣泛的設計模式，當客戶端代碼需要調用某個對象時，客戶端實際上不關心是否準確得到該對象，它只要一個能提供該功能的對象即可，此時我們就可返回該對象的代理（Proxy）。

代理就是一個Java對象代表另一個Java對象來採取行動。如：

public class ImageProxy implements Image
{
    //組合一個image實例，作爲被代理的對象
    private Image image;
    //使用抽象實體來初始化代理對象
    public ImageProxy(Image image)
    {
       this.image = image;
    }
    /**
     * 重寫Image接口的show()方法
     * 該方法用於控制對被代理對象的訪問，
     * 並根據需要負責創建和刪除被代理對象
     */
    public void show()
    {
       //只有當真正需要調用image的show方法時才創建被代理對象
       if (image == null)
       {
           image = new BigImage();
       }
       image.show();
    }
}

調用時，先不創建：

Image image = new ImageProxy(null);

Hibernate默認啓用延遲加載，當系統加載A實體時，A實體關聯的B實體並未被加載出來，A實體所關聯的B實體全部是代理對象——只有等到A實體真正需要訪問B實體時，系統纔會去數據庫裏抓取B實體所對應的記錄。

藉助於Java提供的Proxy和InvocationHandler，可以實現在運行時生成動態代理的功能，而動態代理對象就可以作爲目標對象使用，而且增強了目標對象的功能。如：

public interface Panther
{
    //info方法聲明
    public void info();
    //run方法聲明
    public void run();
}

public class GunPanther implements Panther
{
    //info方法實現，僅僅打印一個字符串
    public void info()
    {
       System.out.println("我是一隻獵豹！");
    }
    //run方法實現，僅僅打印一個字符串
    public void run()
    {
       System.out.println("我奔跑迅速");
    }
}

public class MyProxyFactory
{
    //爲指定target生成動態代理對象
    public static Object getProxy(Object target)
       throws Exception
    {
       //創建一個MyInvokationHandler對象
       MyInvokationHandler handler =
           new MyInvokationHandler();
       //爲MyInvokationHandler設置target對象
       handler.setTarget(target);
       //創建、並返回一個動態代理
       return Proxy.newProxyInstance(target.getClass().getClassLoader()
           , target.getClass().getInterfaces(), handler);
    }
}

public class MyInvokationHandler implements InvocationHandler
{
    //需要被代理的對象
    private Object target;
    public void setTarget(Object target)
    {
       this.target = target;
    }
    //執行動態代理對象的所有方法時，都會被替換成執行如下的invoke方法
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)
       throws Exception
    {
       TxUtil tx = new TxUtil();
       //執行TxUtil對象中的beginTx。
       tx.beginTx();
       //以target作爲主調來執行method方法
       Object result = method.invoke(target , args);
       //執行TxUtil對象中的endTx。
       tx.endTx();
       return result;
    }
}

public class TxUtil
{
    //第一個攔截器方法:模擬事務開始
    public void beginTx()
    {
       System.out.println("=====模擬開始事務=====");
    }
    //第二個攔截器方法:模擬事務結束
    public void endTx()
    {
       System.out.println("=====模擬結束事務=====");
    }
}

測試：

public static void main(String[] args)
       throws Exception
    {
       //創建一個原始的GunDog對象，作爲target
       Panther target = new GunPanther();
       //以指定的target來創建動態代理
       Panther panther = (Panther)MyProxyFactory.getProxy(target);
       //調用代理對象的info()和run()方法
       panther.info();
       panther.run();
    }

4、觀測者模式

觀察者模式結構中包括四種角色：

　　一、主題：主題是一個接口，該接口規定了具體主題需要實現的方法，比如添加、刪除觀察者以及通知觀察者更新數據的方法。

　　二、觀察者：觀察者也是一個接口，該接口規定了具體觀察者用來更新數據的方法。

　　三、具體主題：具體主題是一個實現主題接口的類，該類包含了會經常發生變化的數據。而且還有一個集合，該集合存放的是觀察者的引用。

　　四：具體觀察者：具體觀察者是實現了觀察者接口的一個類。具體觀察者包含有可以存放具體主題引用的主題接口變量，以便具體觀察者讓具體主題將自己的引用添加到具體主題的集合中，讓自己成爲它的觀察者，或者讓這個具體主題將自己從具體主題的集合中刪除，使自己不在時它的觀察者。

 

觀察者模式定義了對象間的一對多依賴關係，讓一個或多個觀察者對象觀察一個主題對象。當主題對象的狀態發生變化時，系統能通知所有的依賴於此對象的觀察者對象，從而使得觀察者對象能夠自動更新。

在觀察者模式中，被觀察的對象常常也被稱爲目標或主題（Subject），依賴的對象被稱爲觀察者（Observer）。

Observer，觀察者接口：

觀察者：觀察者也是一個接口，該接口規定了具體觀察者用來更新數據的方法

public interface Observer {
    void update(Observable o, Object arg);
}

Observable，目標或主題：

主題：主題是一個接口，該接口規定了具體主題需要實現的方法，比如添加、刪除觀察者以及通知觀察者更新數據的方法

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Iterator;

public abstract class Observable {
    // 用一個List來保存該對象上所有綁定的事件監聽器
    List<Observer> observers = new ArrayList<Observer>();

    // 定義一個方法，用於從該主題上註冊觀察者
    public void registObserver(Observer o) {
       observers.add(o);
    }

    // 定義一個方法，用於從該主題中刪除觀察者
    public void removeObserver(Observer o) {
       observers.add(o);
    }

    // 通知該主題上註冊的所有觀察者
    public void notifyObservers(Object value) {
       // 遍歷註冊到該被觀察者上的所有觀察者
       for (Iterator it = observers.iterator(); it.hasNext();) {
           Observer o = (Observer) it.next();
           // 顯式每個觀察者的update方法
           o.update(this, value);
       }
    }
}

Product被觀察類：

具體主題：具體主題是一個實現主題接口的類，該類包含了會經常發生變化的數據。而且還有一個集合，該集合存放的是觀察者的引用。

public class Product extends Observable {
    // 定義兩個屬性
    private String name;
    private double price;

    // 無參數的構造器
    public Product() {
    }

    public Product(String name, double price) {
       this.name = name;
       this.price = price;
    }

    public String getName() {
       return name;
    }

    // 當程序調用name的setter方法來修改Product的name屬性時
    // 程序自然觸發該對象上註冊的所有觀察者
    public void setName(String name) {
       this.name = name;
       notifyObservers(name);
    }

    public double getPrice() {
       return price;
    }

    // 當程序調用price的setter方法來修改Product的price屬性時
    // 程序自然觸發該對象上註冊的所有觀察者
    public void setPrice(double price) {
       this.price = price;
       notifyObservers(price);
    }
}

具體觀察者：具體觀察者是實現了觀察者接口的一個類。具體觀察者包含有可以存放具體主題引用的主題接口變量，以便具體觀察者讓具體主題將自己的引用添加到具體主題的集合中，讓自己成爲它的觀察者，或者讓這個具體主題將自己從具體主題的集合中刪除，使自己不在時它的觀察者。

 

NameObserver名稱觀察者：

import javax.swing.JFrame;
import javax.swing.JLabel;

public class NameObserver implements Observer {
    // 實現觀察者必須實現的update方法
    public void update(Observable o, Object arg) {
       if (arg instanceof String) {
           // 產品名稱改變值在name中
           String name = (String) arg;
           // 啓動一個JFrame窗口來顯示被觀察對象的狀態改變
           JFrame f = new JFrame("觀察者");
           JLabel l = new JLabel("名稱改變爲：" + name);
           f.add(l);
           f.pack();
           f.setVisible(true);
           System.out.println("名稱觀察者:" + o + "物品名稱已經改變爲: " + name);
       }
    }
}

PriceObserver價格觀察者：

public class PriceObserver implements Observer {
    // 實現觀察者必須實現的update方法
    public void update(Observable o, Object arg) {
       if (arg instanceof Double) {
           System.out.println("價格觀察者:" + o + "物品價格已經改變爲: " + arg);
       }
    }
}

測試：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
       // 創建一個被觀察者對象
       Product p = new Product("電視機", 176);
       // 創建兩個觀察者對象
       NameObserver no = new NameObserver();
       PriceObserver po = new PriceObserver();
       // 向被觀察對象上註冊兩個觀察者對象
       p.registObserver(no);
       p.registObserver(po);
       // 程序調用setter方法來改變Product的name和price屬性
       p.setName("書桌");
       p.setPrice(345f);
    }
}

其中Java工具類提供了被觀察者抽象基類：java.util.Observable。觀察者接口：java.util.Observe