單例模式、觀察者模式、裝飾着模式、適配器模式、工廠模式、代理模式

單例模式

簡單點說,就是一個應用程序中,某個類的實例對象只有一個,你沒有辦法去new,因爲構造器是被private修飾的,一般通過getInstance()的方法來獲取它們的實例。

getInstance()的返回值是一個對象的引用,並不是一個新的實例,所以不要錯誤的理解成多個對象。單例模式實現起來也很容易,直接看demo吧

public class Singleton {

   private static Singleton singleton;

   private Singleton() {
   }

   public static Singleton getInstance() {
      if (singleton == null) {
      singleton = new Singleton();
      }
     return singleton;
   }
}

按照我的習慣,我恨不得寫滿註釋,怕你們看不懂,但是這個代碼實在太簡單了,所以我沒寫任何註釋,如果這幾行代碼你都看不明白的話,那你可以洗洗睡了,等你睡醒了再來看我的博客說不定能看懂。

上面的是最基本的寫法,也叫懶漢寫法(線程不安全)下面我再公佈幾種單例模式的寫法:

懶漢式寫法(線程安全)

public class Singleton {  

   private static Singleton instance;  
   private Singleton (){}  
   
   public static synchronized Singleton getInstance() {  
      if (instance == null) {  
          instance = new Singleton();  
      }  
      return instance;  
   }  
}

餓漢式寫法

public class Singleton {  
   private static Singleton instance = new Singleton();  
   private Singleton (){}  
   
   public static Singleton getInstance() {  
      return instance;  
   }  
}

靜態內部類

public class Singleton {  

   private static class SingletonHolder {  
       private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();  
   }  
   
   private Singleton (){}  
   
   public static final Singleton getInstance() {  
        return SingletonHolder.INSTANCE;  
   }  
}

枚舉

public enum Singleton {  
   INSTANCE;  
   public void whateverMethod() {  
   }  
}

這種方式是Effective Java作者Josh Bloch 提倡的方式,它不僅能避免多線程同步問題,而且還能防止反序列化重新創建新的對象,可謂是很堅強的壁壘啊,不過,個人認爲由於1.5中才加入enum特性,用這種方式寫不免讓人感覺生疏。

雙重校驗鎖

public class Singleton {  

   private volatile static Singleton singleton;  
   private Singleton (){}  
   
   public static Singleton getSingleton() {  
       if (singleton == null) {         
           synchronized (Singleton.class) {  
              if (singleton == null) {  
                 singleton = new Singleton();  
              }  
           }  
       }  
       return singleton;  
   }  
}

總結:我個人比較喜歡靜態內部類寫法和餓漢式寫法,其實這兩種寫法能夠應付絕大多數情況了。其他寫法也可以選擇,主要還是看業務需求吧。

觀察者模式

對象間一對多的依賴關係,當一個對象的狀態發生改變時,所有依賴於它的對象都得到通知並被自動更新。

在這裏插入圖片描述

觀察者模式UML圖

看不懂圖的人端着小板凳到這裏來,給你舉個栗子:假設有三個人,小美(女,22),小王和小李。小美很漂亮,小王和小李是兩個程序猿,時刻關注着小美的一舉一動。有一天,小美說了一句:“誰來陪我打遊戲啊。”這句話被小王和小李聽到了,結果樂壞了,蹭蹭蹭,沒一會兒,小王就衝到小美家門口了,在這裏,小美是被觀察者,小王和小李是觀察者,被觀察者發出一條信息,然後觀察者們進行相應的處理,看代碼:

public interface Person {
   //小王和小李通過這個接口可以接收到小美髮過來的消息
   void getMessage(String s);
}

這個接口相當於小王和小李的電話號碼,小美髮送通知的時候就會撥打getMessage這個電話,撥打電話就是調用接口,看不懂沒關係,先往下看

public class LaoWang implements Person {

   private String name = "小王";

   public LaoWang() {
   }

   @Override
   public void getMessage(String s) {
       System.out.println(name + "接到了小美打過來的電話,電話內容是:" + s);
   }

}

public class LaoLi implements Person {

   private String name = "小李";

   public LaoLi() {
   }

   @Override
   public void getMessage(String s) {
       System.out.println(name + "接到了小美打過來的電話,電話內容是:->" + s);
   }

}

代碼很簡單,我們再看看小美的代碼:

public class XiaoMei {
   List<Person> list = new ArrayList<Person>();
    public XiaoMei(){
    }

    public void addPerson(Person person){
        list.add(person);
    }

    //遍歷list,把自己的通知發送給所有暗戀自己的人
    public void notifyPerson() {
        for(Person person:list){
            person.getMessage("你們過來吧,誰先過來誰就能陪我一起玩兒遊戲!");
        }
    }
}

我們寫一個測試類來看一下結果對不對

public class Test {
   public static void main(String[] args) {

       XiaoMei xiao_mei = new XiaoMei();
       LaoWang lao_wang = new LaoWang();
       LaoLi lao_li = new LaoLi();

       //小王和小李在小美那裏都註冊了一下
       xiao_mei.addPerson(lao_wang);
       xiao_mei.addPerson(lao_li);

       //小美向小王和小李發送通知
       xiao_mei.notifyPerson();
   }
}

完美~

裝飾者模式

對已有的業務邏輯進一步的封裝,使其增加額外的功能,如Java中的IO流就使用了裝飾者模式,用戶在使用的時候,可以任意組裝,達到自己想要的效果。 舉個栗子,我想喫三明治,首先我需要一根大大的香腸,我喜歡喫奶油,在香腸上面加一點奶油,再放一點蔬菜,最後再用兩片面包夾一下,很豐盛的一頓午飯,營養又健康。(ps:不知道上海哪裏有賣好喫的三明治的,求推薦~)那我們應該怎麼來寫代碼呢? 首先,我們需要寫一個Food類,讓其他所有食物都來繼承這個類,看代碼:

public class Food {

   private String food_name;

   public Food() {
   }

   public Food(String food_name) {
       this.food_name = food_name;
   }

   public String make() {
       return food_name;
   };
}

代碼很簡單,我就不解釋了,然後我們寫幾個子類繼承它:

//麪包類
public class Bread extends Food {

   private Food basic_food;

   public Bread(Food basic_food) {
       this.basic_food = basic_food;
   }

   public String make() {
       return basic_food.make()+"+麪包";
   }
}

//奶油類
public class Cream extends Food {

   private Food basic_food;

   public Cream(Food basic_food) {
       this.basic_food = basic_food;
   }

   public String make() {
       return basic_food.make()+"+奶油";
   }
}

//蔬菜類
public class Vegetable extends Food {

   private Food basic_food;

   public Vegetable(Food basic_food) {
       this.basic_food = basic_food;
   }

   public String make() {
       return basic_food.make()+"+蔬菜";
   }

}

這幾個類都是差不多的,構造方法傳入一個Food類型的參數,然後在make方法中加入一些自己的邏輯,如果你還是看不懂爲什麼這麼寫,不急,你看看我的Test類是怎麼寫的,一看你就明白了

public class Test {
   public static void main(String[] args) {
       Food food = new Bread(new Vegetable(new Cream(new Food("香腸"))));
       System.out.println(food.make());
   }
}

看到沒有,一層一層封裝,我們從裏往外看:最裏面我new了一個香腸,在香腸的外面我包裹了一層奶油,在奶油的外面我又加了一層蔬菜,最外面我放的是麪包,是不是很形象,哈哈~ 這個設計模式簡直跟現實生活中一摸一樣,看懂了嗎? 我們看看運行結果吧

運行結果
在這裏插入圖片描述

一個三明治就做好了~

適配器模式

將兩種完全不同的事物聯繫到一起,就像現實生活中的變壓器。假設一個手機充電器需要的電壓是20V,但是正常的電壓是220V,這時候就需要一個變壓器,將220V的電壓轉換成20V的電壓,這樣,變壓器就將20V的電壓和手機聯繫起來了。

public class Test {
   public static void main(String[] args) {
       Phone phone = new Phone();
       VoltageAdapter adapter = new VoltageAdapter();
       phone.setAdapter(adapter);
       phone.charge();
   }
}

// 手機類
class Phone {

   public static final int V = 220;// 正常電壓220v,是一個常量

   private VoltageAdapter adapter;

   // 充電
   public void charge() {
       adapter.changeVoltage();
   }

   public void setAdapter(VoltageAdapter adapter) {
       this.adapter = adapter;
   }
}

// 變壓器
class VoltageAdapter {
   // 改變電壓的功能
   public void changeVoltage() {
       System.out.println("正在充電...");
       System.out.println("原始電壓:" + Phone.V + "V");
       System.out.println("經過變壓器轉換之後的電壓:" + (Phone.V - 200) + "V");
   }
}

在這裏插入圖片描述

工廠模式

簡單工廠模式:一個抽象的接口,多個抽象接口的實現類,一個工廠類,用來實例化抽象的接口

// 抽象產品類
abstract class Car {
   public void run();

   public void stop();
}

// 具體實現類
class Benz implements Car {
   public void run() {
       System.out.println("Benz開始啓動了。。。。。");
   }

   public void stop() {
       System.out.println("Benz停車了。。。。。");
   }
}

class Ford implements Car {
   public void run() {
       System.out.println("Ford開始啓動了。。。");
   }

   public void stop() {
       System.out.println("Ford停車了。。。。");
   }
}

// 工廠類
class Factory {
   public static Car getCarInstance(String type) {
       Car c = null;
       if ("Benz".equals(type)) {
           c = new Benz();
       }
       if ("Ford".equals(type)) {
           c = new Ford();
       }
       return c;
   }
}

public class Test {

   public static void main(String[] args) {
       Car c = Factory.getCarInstance("Benz");
       if (c != null) {
           c.run();
           c.stop();
       } else {
           System.out.println("造不了這種汽車。。。");
       }

   }

}

工廠方法模式:有四個角色,抽象工廠模式,具體工廠模式,抽象產品模式,具體產品模式。不再是由一個工廠類去實例化具體的產品,而是由抽象工廠的子類去實例化產品

// 抽象產品角色
public interface Moveable {
   void run();
}

// 具體產品角色
public class Plane implements Moveable {
   @Override
   public void run() {
       System.out.println("plane....");
   }
}

public class Broom implements Moveable {
   @Override
   public void run() {
       System.out.println("broom.....");
   }
}

// 抽象工廠
public abstract class VehicleFactory {
   abstract Moveable create();
}

// 具體工廠
public class PlaneFactory extends VehicleFactory {
   public Moveable create() {
       return new Plane();
   }
}

public class BroomFactory extends VehicleFactory {
   public Moveable create() {
       return new Broom();
   }
}

// 測試類
public class Test {
   public static void main(String[] args) {
       VehicleFactory factory = new BroomFactory();
       Moveable m = factory.create();
       m.run();
   }
}

抽象工廠模式:與工廠方法模式不同的是,工廠方法模式中的工廠只生產單一的產品,而抽象工廠模式中的工廠生產多個產品

//抽象工廠類
public abstract class AbstractFactory {
   public abstract Vehicle createVehicle();
   public abstract Weapon createWeapon();
   public abstract Food createFood();
}
//具體工廠類,其中Food,Vehicle,Weapon是抽象類,
public class DefaultFactory extends AbstractFactory{
   @Override
   public Food createFood() {
       return new Apple();
   }
   @Override
   public Vehicle createVehicle() {
       return new Car();
   }
   @Override
   public Weapon createWeapon() {
       return new AK47();
   }
}
//測試類
public class Test {
   public static void main(String[] args) {
       AbstractFactory f = new DefaultFactory();
       Vehicle v = f.createVehicle();
       v.run();
       Weapon w = f.createWeapon();
       w.shoot();
       Food a = f.createFood();
       a.printName();
   }
}


代理模式(proxy)

有兩種,靜態代理和動態代理。先說靜態代理,很多理論性的東西我不講,我就算講了,你們也看不懂。什麼真實角色,抽象角色,代理角色,委託角色。。。亂七八糟的,我是看不懂。之前學代理模式的時候,去網上翻一下,資料一大堆,打開鏈接一看,基本上都是給你分析有什麼什麼角色,理論一大堆,看起來很費勁,不信的話你們可以去看看,我是看不懂他們在說什麼。咱不來虛的,直接用生活中的例子說話。(注意:我這裏並不是否定理論知識,我只是覺得有時候理論知識晦澀難懂,喜歡挑刺的人一邊去,你是來學習知識的,不是來挑刺的)
到了一定的年齡,我們就要結婚,結婚是一件很麻煩的事情,(包括那些被父母催婚的)。有錢的家庭可能會找司儀來主持婚禮,顯得熱鬧,洋氣~好了,現在婚慶公司的生意來了,我們只需要給錢,婚慶公司就會幫我們安排一整套結婚的流程。整個流程大概是這樣的:家裏人催婚->男女雙方家庭商定結婚的黃道即日->找一家靠譜的婚慶公司->在約定的時間舉行結婚儀式->結婚完畢
婚慶公司打算怎麼安排婚禮的節目,在婚禮完畢以後婚慶公司會做什麼,我們一概不知。。。別擔心,不是黑中介,我們只要把錢給人家,人家會把事情給我們做好。所以,這裏的婚慶公司相當於代理角色,現在明白什麼是代理角色了吧。

代碼實現請看:

//代理接口
public interface ProxyInterface {
//需要代理的是結婚這件事,如果還有其他事情需要代理,比如喫飯睡覺上廁所,也可以寫
void marry();
//代理喫飯(自己的飯,讓別人喫去吧)
//void eat();
//代理拉屎,自己的屎,讓別人拉去吧
//void shit();
}

文明社會,代理喫飯,代理拉屎什麼的我就不寫了,有傷社會風化~~~能明白就好

好了,我們看看婚慶公司的代碼:

public class WeddingCompany implements ProxyInterface {

    private ProxyInterface proxyInterface;

	public WeddingCompany(ProxyInterface proxyInterface) {
    	this.proxyInterface = proxyInterface;
	}

	@Override
	public void marry() {
	 	System.out.println("我們是婚慶公司的");
	 	System.out.println("我們在做結婚前的準備工作");
	 	System.out.println("節目彩排...");
	 	System.out.println("禮物購買...");
	 	System.out.println("工作人員分工...");
	 	System.out.println("可以開始結婚了");
	 	proxyInterface.marry();
	 	System.out.println("結婚完畢,我們需要做後續處理,你們可以回家了,其餘的事情我們公司來做");
	}

}

看到沒有,婚慶公司需要做的事情很多,我們再看看結婚家庭的代碼:

public class NormalHome implements ProxyInterface{

	@Override
	public void marry() {
 		System.out.println("我們結婚啦~");
	}

}

這個已經很明顯了,結婚家庭只需要結婚,而婚慶公司要包攬一切,前前後後的事情都是婚慶公司來做,聽說現在婚慶公司很賺錢的,這就是原因,乾的活多,能不賺錢嗎?

來看看測試類代碼:

public class Test {
	public static void main(String[] args) {
		 ProxyInterface proxyInterface = new WeddingCompany(new NormalHome());
		 proxyInterface.marry();
	}
}

運行結果如下:
在這裏插入圖片描述

簡單工廠和抽象工廠有什麼區別?

簡單工廠模式

這個模式本身很簡單而且使用在業務較簡單的情況下。一般用於小項目或者具體產品很少擴展的情況(這樣工廠類纔不用經常更改)。

它由三種角色組成:

  • 工廠類角色:這是本模式的核心,含有一定的商業邏輯和判斷邏輯,根據邏輯不同,產生具體的工廠產品。如例子中的Driver類。

  • 抽象產品角色:它一般是具體產品繼承的父類或者實現的接口。由接口或者抽象類來實現。如例中的Car接口。

  • 具體產品角色:工廠類所創建的對象就是此角色的實例。在java中由一個具體類實現,如例子中的Benz、Bmw類。

來用類圖來清晰的表示下的它們之間的關係:

在這裏插入圖片描述

抽象工廠模式

先來認識下什麼是產品族: 位於不同產品等級結構中,功能相關聯的產品組成的家族。

在這裏插入圖片描述

圖中的BmwCar和BenzCar就是兩個產品樹(產品層次結構);而如圖所示的BenzSportsCar和BmwSportsCar就是一個產品族。他們都可以放到跑車家族中,因此功能有所關聯。同理BmwBussinessCar和BenzBusinessCar也是一個產品族。

可以這麼說,它和工廠方法模式的區別就在於需要創建對象的複雜程度上。而且抽象工廠模式是三個裏面最爲抽象、最具一般性的。抽象工廠模式的用意爲:給客戶端提供一個接口,可以創建多個產品族中的產品對象。

而且使用抽象工廠模式還要滿足一下條件:

  1. 系統中有多個產品族,而系統一次只可能消費其中一族產品

  2. 同屬於同一個產品族的產品以其使用。

來看看抽象工廠模式的各個角色(和工廠方法的如出一轍):

  • 抽象工廠角色: 這是工廠方法模式的核心,它與應用程序無關。是具體工廠角色必須實現的接口或者必須繼承的父類。在java中它由抽象類或者接口來實現。

  • 具體工廠角色:它含有和具體業務邏輯有關的代碼。由應用程序調用以創建對應的具體產品的對象。在java中它由具體的類來實現。

  • 抽象產品角色:它是具體產品繼承的父類或者是實現的接口。在java中一般有抽象類或者接口來實現。

  • 具體產品角色:具體工廠角色所創建的對象就是此角色的實例。在java中由具體的類來實現。

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