程序设计模式有哪些,常用的设计模式汇总?

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单例模式:

即一个应用程序中,某个类的实例对象只有一个,你没有办法去new,因为构造器是被private修饰的,一般通过其get方法获取到他们的实例。

程序设计模式有哪些,常用的设计模式汇总?

懒汉写法(线程不安全)

懒汉式写法(线程安全)

饿汉式写法

静态内部类

枚举

这种方式是Effective Java作者Josh Bloch 提倡的方式,它不仅能避免多线程同步问题,而且还能防止反序列化重新创建新的对象,可谓是很坚强的壁垒啊,不过,个人认为由于1.5中才加入enum特性,用这种方式写不免让人感觉生疏。

双重校验锁

实际应用场景:

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  1. 在Spring中创建的Bean实例默认都是单例模式存在的。
  2. Windows的Task Manager(任务管理器)就是很典型的单例模式(这个很熟悉吧),想想看,是不是呢,你能打开两个windows task manager吗?不信你自己试试看哦~
  3. windows的Recycle Bin(回收站)也是典型的单例应用。在整个系统运行过程中,回收站一直维护着仅有的一个实例。
  4. 网站的计数器,一般也是采用单例模式实现,否则难以同步。
  5. 应用程序的日志应用,一般都何用单例模式实现,这一般是由于共享的日志文件一直处于打开状态,因为只能有一个实例去操作,否则内容不好追加。

观察者模式:

对象间一对多的依赖关系,当一个对象的状态发生改变时,所有依赖于它的对象都得到通知并被自动更新。

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给你举个栗子:假设有三个人,小美(女,22),小王和小李。小美很漂亮,小王和小李是两个程序猿,时刻关注着小美的一举一动。有一天,小美说了一句:“谁来陪我打游戏啊。”

这句话被小王和小李听到了,结果乐坏了,蹭蹭蹭,没一会儿,小王就冲到小美家门口了,在这里,小美是被观察者,小王和小李是观察者,被观察者发出一条信息,然后观察者们进行相应的处理,看代码:

这个接口相当于小王和小李的电话号码,小美发送通知的时候就会拨打getMessage这个电话,拨打电话就是调用接口,看不懂没关系,先往下看

代码很简单,我们再看看小美的代码:

我们写一个测试类来看一下结果对不对

实际应用场景:

场景描述:

以购票为核心业务(此模式不限于该业务),但围绕购票会产生不同的其他逻辑,如:

  • 购票后记录文本日志
  • 购票后记录数据库日志
  • 购票后发送短信
  • 购票送抵扣卷、兑换卷、积分
    -其他各类活动等

传统解决方案:

在购票逻辑等类内部增加相关代码,完成各种逻辑。

存在问题:

1、一旦某个业务逻辑发生改变,如购票业务中增加其他业务逻辑,需要修改购票核心文件、甚至购票流程。

2、日积月累后,文件冗长,导致后续维护困难。

存在问题原因主要是程序的”紧密耦合”,使用观察模式将目前的业务逻辑优化成”松耦合”,达到易维护、易修改的目的,同时也符合面向接口编程的思想。

观察者模式典型实现方式:

  • 定义2个接口:观察者(通知)接口、被观察者(主题)接口
  • 定义2个类,观察者对象实现观察者接口、主题类实现被观者接口
  • 主题类注册自己需要通知的观察者
  • 主题类某个业务逻辑发生时通知观察者对象,每个观察者执行自己的业务逻辑。

装饰者模式

对已有的业务逻辑进一步的封装,使其增加额外的功能,如Java中的IO流就使用了装饰者模式,用户在使用的时候,可以任意组装,达到自己想要的效果。

举个栗子,我想吃三明治,首先我需要一根大大的香肠,我喜欢吃奶油,在香肠上面加一点奶油,再放一点蔬菜,最后再用两片面包夹一下,很丰盛的一顿午饭,营养又健康。那我们应该怎么来写代码呢?首先,我们需要写一个Food类,让其他所有食物都来继承这个类,看代码:

代码很简单,我就不解释了,然后我们写几个子类继承它:

这几个类都是差不多的,构造方法传入一个Food类型的参数,然后在make方法中加入一些自己的逻辑,如果你还是看不懂为什么这么写,不急,你看看我的Test类是怎么写的,一看你就明白了

看到没有,一层一层封装,我们从里往外看:最里面我new了一个香肠,在香肠的外面我包裹了一层奶油,在奶油的外面我又加了一层蔬菜,最外面我放的是面包,是不是很形象,哈哈~ 这个设计模式简直跟现实生活中一摸一样,看懂了吗?

实际应用场景:

如上述一样,不同的人,选择的搭配不同,对应价格也不相同,若是应用传统方式你会发现这里四种配料就要写十几种实现类了,那如果我们的配料是二十几种或者三十几种呢,那么使用继承这种 方式肯定会使我们的子类爆炸。

通过不同的组合以Food food = new Bread(new Vegetable(new Cream(new Food(“香肠”))));形式更加简化,结构更加清楚的方式展现。

优点:

  • 把类中的装饰功能从类中搬除,可以简化原来的类
  • 可以把类的 核心职责和装饰功能区分开来,结构清晰 明了并且可以去除相关类的重复的装饰逻辑。

适配器模式

将两种完全不同的事物联系到一起,就像现实生活中的变压器。假设一个手机充电器需要的电压是20V,但是正常的电压是220V,这时候就需要一个变压器,将220V的电压转换成20V的电压,这样,变压器就将20V的电压和手机联系起来了。

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适配器模式应用场景

类适配器与对象适配器的使用场景一致,仅仅是实现手段稍有区别,二者主要用于如下场景:

  • 想要使用一个已经存在的类,但是它却不符合现有的接口规范,导致无法直接去访问,这时创建一个适配器就能间接去访问这个类中的方法。
  • 我们有一个类,想将其设计为可重用的类(可被多处访问),我们可以创建适配器来将这个类来适配其他没有提供合适接口的类。

以上两个场景其实就是从两个角度来描述一类问题,那就是要访问的方法不在合适的接口里,一个从接口出发(被访问),一个从访问出发(主动访问)。

接口适配器使用场景:

  • 想要使用接口中的某个或某些方法,但是接口中有太多方法,我们要使用时必须实现接口并实现其中的所有方法,可以使用抽象类来实现接口,并不对方法进行实现(仅置空),然后我们再继承这个抽象类来通过重写想用的方法的方式来实现。这个抽象类就是适配器。

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工厂模式

简单工厂模式:一个抽象的接口,多个抽象接口的实现类,一个工厂类,用来实例化抽象的接口

工厂方法模式:有四个角色,抽象工厂模式,具体工厂模式,抽象产品模式,具体产品模式。不再是由一个工厂类去实例化具体的产品,而是由抽象工厂的子类去实例化产品

抽象工厂模式:与工厂方法模式不同的是,工厂方法模式中的工厂只生产单一的产品,而抽象工厂模式中的工厂生产多个产品

工厂模式例子很多,我大概说一下上面三种的特点:

  1. 简单工厂模式:每次扩展时,需要添加一个类,并修改工厂类代码,给get方法添加一条分支。
  2. 工厂方法模式:它与简单工厂的区别就在于有多个工厂,每个工厂只专注生产一种产品,当需要修改获取的产品时,只需要修改所访问的工厂就行。
  3. 抽象工厂模式:每次扩展时,需要添加1个类,并添加1个对应工厂。既是优点(扩展灵活,不需要修改旧的类)又是缺点(总是要编写新工厂)。

代理模式(proxy)

有两种,静态代理和动态代理。先说静态代理,很多理论性的东西我不讲,我就算讲了,你们也看不懂。什么真实角色,抽象角色,代理角色,委托角色。。。乱七八糟的,我是看不懂。

之前学代理模式的时候,去网上翻一下,资料一大堆,打开链接一看,基本上都是给你分析有什么什么角色,理论一大堆,看起来很费劲,不信的话你们可以去看看,我是看不懂他们在说什么。咱不来虚的,直接用生活中的例子说话。

到了一定的年龄,我们就要结婚,结婚是一件很麻烦的事情,(包括那些被父母催婚的)。有钱的家庭可能会找司仪来主持婚礼,显得热闹,洋气~好了,现在婚庆公司的生意来了,我们只需要给钱,婚庆公司就会帮我们安排一整套结婚的流程。

整个流程大概是这样的:家里人催婚->男女双方家庭商定结婚的黄道即日->找一家靠谱的婚庆公司->在约定的时间举行结婚仪式->结婚完毕

婚庆公司打算怎么安排婚礼的节目,在婚礼完毕以后婚庆公司会做什么,我们一概不知。。。别担心,不是黑中介,我们只要把钱给人家,人家会把事情给我们做好。所以,这里的婚庆公司相当于代理角色,现在明白什么是代理角色了吧。

代码实现请看:

文明社会,代理吃饭,代理拉屎什么的我就不写了,有伤社会风化~~~能明白就好

好了,我们看看婚庆公司的代码:

看到没有,婚庆公司需要做的事情很多,我们再看看结婚家庭的代码:

这个已经很明显了,结婚家庭只需要结婚,而婚庆公司要包揽一切,前前后后的事情都是婚庆公司来做,听说现在婚庆公司很赚钱的,这就是原因,干的活多,能不赚钱吗?

来看看测试类代码:

运行结果如下:

程序设计模式有哪些,常用的设计模式汇总?

这里可以看出代理模式与装饰模式很相似,这里简单介绍下其区别:

代理模式(Proxy 模式)可理解为:我想做,但不能做,我需要有一个能干的人来帮我做。即:代理,偏重因自己无法完成或自己无需关心,需要他人干涉事件流程,更多的是对对象的控制。

装饰器模式(Decorator 模式)可理解为:我想做,但不能做,我需要有各类特长的人来帮我做,但我有时只需要一个人,有时又需要很多人。即:装饰,偏重对原对象功能的扩展,扩展后的对象仍是是对象本身。

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