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# 设计模式
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设计模式是对许多业务和算法的抽象，因此学习起来具有一定的难度。短时间内掌握是不可能的，需要通过不断的实践和理解来积累经验。对于已经在职场上工作，但后期才开始学习设计模式的人来说，可能会面临更多的挑战。
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在学习设计模式时，很多概念趋于理论化，且种类繁多（设计模式总共有23种），如果没有进行系统的梳理，可能很难直接应用到实际场景中。
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设计模式中的抽象类通常是接口或抽象类，这些类的实现会根据具体的业务需求进行调整，因而不一定是唯一的实现方式。
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在我学习过程中，我试图将所学的内容总结下来，但由于篇幅有限，无法一一列举所有场景，只能举出一些常见的例子。
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## 工厂模式---创建型
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### 工厂模式（Factory Pattern）介绍
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工厂模式属于创建型设计模式，主要用于通过定义一个接口来创建对象，但让子类决定实例化哪一个类。通过这种方式，工厂模式将对象的创建与使用分离，从而解耦了客户端与具体类的依赖关系。
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工厂模式的核心思想是：**让子类决定具体要创建哪一个产品，而不是直接在客户端代码中硬编码要使用哪个类**。
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### 工厂模式的主要角色
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1. **产品接口（Product）**：通常是一个接口或者抽象类，定义了具体产品的公共方法。
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2. **具体产品（Concrete Product）**：实现了产品接口的具体类，代表不同的产品。
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3. **工厂接口（Creator）**：通常是一个抽象类或接口，定义了一个工厂方法用于创建产品。
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4. **具体工厂（Concrete Creator）**：实现了工厂接口的具体类，负责创建具体的产品对象。
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### 工厂模式的类型
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1. **简单工厂模式（Simple Factory）**：通过工厂类中的一个方法，根据传入的参数决定返回哪种具体的产品对象。
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2. **工厂方法模式（Factory Method）**：通过一个工厂接口或者抽象类来定义创建产品的工厂方法，让子类决定创建哪个具体产品。
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3. **抽象工厂模式（Abstract Factory）**：提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口，而无需指定具体类。
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### 简单工厂模式示例（Java）
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```java
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// 产品接口
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public interface Product {
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void create();
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}
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// 具体产品A
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public class ProductA implements Product {
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@Override
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public void create() {
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System.out.println("Product A created.");
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}
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}
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// 具体产品B
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public class ProductB implements Product {
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@Override
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public void create() {
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||
System.out.println("Product B created.");
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}
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}
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// 工厂类
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public class ProductFactory {
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// 简单工厂方法，根据输入参数创建不同的产品
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public static Product createProduct(String productType) {
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if ("A".equals(productType)) {
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return new ProductA();
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} else if ("B".equals(productType)) {
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return new ProductB();
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}
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throw new IllegalArgumentException("Unknown product type");
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}
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}
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// 客户端代码
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public class Client {
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public static void main(String[] args) {
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Product productA = ProductFactory.createProduct("A");
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productA.create();
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Product productB = ProductFactory.createProduct("B");
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||
productB.create();
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}
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}
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```
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### 优点
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1. **降低耦合度**：工厂模式将对象的创建过程与使用过程分开，客户端不需要了解具体的创建过程，从而降低了耦合度。
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2. **易于扩展**：可以通过新增具体产品类和工厂方法来扩展系统，不需要修改现有代码，符合开闭原则（OCP）。
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3. **提高代码的可维护性**：当需要修改创建产品的逻辑时，只需修改工厂类，不影响客户端代码。
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### 缺点
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1. **增加类的数量**：引入了工厂类、产品接口和多个具体产品类，可能导致类的数量增加，系统变得复杂。
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2. **难以理解和维护**：对于一些简单的应用程序，使用工厂模式可能会使得设计过于复杂，反而增加了理解和维护的难度。
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## 单例模式---创建型
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### 懒汉模式
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#### 双重检查锁定（DCL）
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```java
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public class Singleton {
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private static volatile Singleton instance;
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private Singleton() {
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// 构造函数私有化
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}
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public static Singleton getInstance() {
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if (instance == null) { // 第一次检查
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synchronized (Singleton.class) {
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if (instance == null) { // 第二次检查
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instance = new Singleton();
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}
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}
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}
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return instance;
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}
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}
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```
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#### 静态内部类方式
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利用 **静态内部类**（饿汉式）的特性来实现懒汉模式，并且可以保证线程安全。这种方式只有在调用 `getInstance()` 时才会加载内部类，从而实现懒加载。
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```java
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public class Singleton {
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private Singleton() {
|
||
// 构造函数私有化
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||
}
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private static class SingletonHolder {
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private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
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}
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public static Singleton getInstance() {
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return SingletonHolder.INSTANCE;
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}
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||
}
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```
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#### 适用场景
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- 如果单例对象比较重，且只在程序中某些特定情况下才使用，懒汉模式可以带来性能优势。
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||
- 在低并发环境或单线程环境下，懒汉模式使用较为简单，不会有多线程安全问题。
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||
- 对于高并发且需要频繁访问单例的场景，推荐使用**静态内部类**或**饿汉模式**来避免懒汉模式可能带来的性能问题。
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- **优点**：
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1. 延迟加载，节省资源。
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||
2. 内存优化，只有在需要时才实例化。
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||
3. 减少不必要的初始化开销。
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||
- **缺点**：
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1. 传统懒汉模式线程不安全（多个线程可能会创建多个实例）。
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||
2. 使用同步机制会有性能开销，特别是在多线程环境下。
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||
3. 代码复杂性较高，容易引入错误。
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||
4. 不适合高并发场景，特别是频繁访问时会影响性能。
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### 饿汉模式
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**饿汉模式**（Eager Initialization）是单例模式的一种实现方式，在该方式中，单例实例在类加载时就已经创建完成，而不是在首次使用时才创建。换句话说，**饿汉模式**
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||
的单例实例在类被加载时就会立即初始化，确保了单例模式的唯一性。
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```java
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public class Singleton {
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// 在类加载时就初始化单例对象
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private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
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// 私有构造函数，防止外部通过 new 创建实例
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private Singleton() {
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}
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// 提供全局访问点
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public static Singleton getInstance() {
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return INSTANCE;
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||
}
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}
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```
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#### 适用场景
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- **简单应用**：适合没有延迟初始化需求的小型应用，或者单例对象的创建非常轻量，不会影响系统性能的场景。
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- **实例化不耗费太多资源**：如果单例对象的初始化过程非常轻量级且无须延迟初始化，可以使用饿汉模式。
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- **类加载顺序固定**：如果不在乎单例对象在启动时是否初始化，且单例对象的初始化过程没有严重性能损失，可以选择饿汉模式。
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||
- **优点**：简单、线程安全、性能高（没有锁机制）、实现方便。
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||
- **缺点**：不支持延迟加载、可能会浪费资源（如果单例对象不常用时）。
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||
饿汉模式是单例模式中最简单的实现方式，适用于大多数情况下单例对象的创建开销较小，且不需要延迟初始化的场景。如果单例对象的创建非常轻量且不依赖于后期加载时的资源，饿汉模式是一个不错的选择。
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### 枚举类型实现
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||
**枚举类型实现单例模式**（Enum Singleton）是实现单例模式的另一种方式，优点是更加简洁、可靠，并且避免了许多常见的单例实现方式（如懒汉模式和饿汉模式）可能出现的问题。使用枚举类型的单例实现方式自
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||
**Java 5** 引入以来，已经成为了最推荐的单例模式实现方式之一。
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||
|
||
**当你不需要懒加载或延迟初始化时，使用枚举实现单例模式是最理想的选择。**
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```java
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public enum Singleton {
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||
// 唯一实例
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||
INSTANCE;
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||
// 可以添加其他的方法
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public void someMethod() {
|
||
System.out.println("This is a singleton instance method.");
|
||
}
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||
}
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```
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#### 使用示例
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```java
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public class Main {
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||
public static void main(String[] args) {
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||
// 获取单例对象
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Singleton singleton = Singleton.INSTANCE;
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||
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||
// 调用单例方法
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||
singleton.someMethod();
|
||
}
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||
}
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```
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## 原型模式---创建型
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需要三个角色：抽象原型类（Abstract Prototype）、具体原型类（Concrete Prototype）、访问类（Client）
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### 简单示例
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提示：需要做深克隆，当类中还存在另一个类时
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#### 错误示例代码
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当我们对school对象进行设置时，对`resume1`进行设置结果`resume`也发生了改变。需要修改`Resume`类中的`clone`方法
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||
```java
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public class Prototype {
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||
public static void main(String[] args) {
|
||
Resume resume = new Resume();
|
||
resume.name = "Bunny";
|
||
resume.position = "架构师";
|
||
resume.salary = 15000;
|
||
|
||
School school = new School();
|
||
school.schoolName = "江南大学";
|
||
school.time = "2025年2月2日21:38:07";
|
||
resume.school = school;
|
||
System.out.println(resume);
|
||
|
||
Resume resume1 = resume.clone();
|
||
resume1.salary = 19000;
|
||
resume1.school.schoolName = "清华大学";
|
||
System.out.println(resume1);
|
||
|
||
Resume resume2 = resume.clone();
|
||
resume2.salary = 20000;
|
||
System.out.println(resume2);
|
||
|
||
System.out.println(resume1 == resume2);// false
|
||
System.out.println(resume1.school == resume2.school);// true
|
||
}
|
||
|
||
@Data
|
||
static class Resume implements Cloneable {
|
||
private String name;
|
||
private String position;
|
||
private Integer salary;
|
||
private School school;
|
||
|
||
@Override
|
||
public Resume clone() {
|
||
try {
|
||
return (Resume) super.clone();
|
||
} catch (CloneNotSupportedException e) {
|
||
throw new AssertionError();
|
||
}
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
@Data
|
||
static class School implements Cloneable {
|
||
private String schoolName;
|
||
private String time;
|
||
|
||
@Override
|
||
public School clone() {
|
||
try {
|
||
return (School) super.clone();
|
||
} catch (CloneNotSupportedException e) {
|
||
throw new AssertionError();
|
||
}
|
||
}
|
||
}
|
||
}
|
||
```
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#### 运行结果：
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||
```java
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||
Prototype.Resume(name=Bunny, position=架构师, salary=15000, school=Prototype.School(schoolName=江南大学, time=2025年2月2日21:38:07))
|
||
Prototype.Resume(name=Bunny, position=架构师, salary=19000, school=Prototype.School(schoolName=清华大学, time=2025年2月2日21:38:07))
|
||
Prototype.Resume(name=Bunny, position=架构师, salary=20000, school=Prototype.School(schoolName=清华大学, time=2025年2月2日21:38:07))
|
||
false
|
||
true
|
||
```
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||
#### 正确示例代码
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##### 修改`conle`
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```java
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@Data
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||
static class Resume implements Cloneable {
|
||
private String name;
|
||
private String position;
|
||
private Integer salary;
|
||
private School school;
|
||
|
||
@Override
|
||
public Resume clone() {
|
||
Resume resume = null;
|
||
try {
|
||
resume = (Resume) super.clone();
|
||
if (school != null) {
|
||
resume.school = school.clone();
|
||
}
|
||
} catch (CloneNotSupportedException e) {
|
||
throw new AssertionError();
|
||
}
|
||
|
||
return resume;
|
||
}
|
||
}
|
||
```
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||
##### 示例
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||
```java
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||
public class Prototype {
|
||
public static void main(String[] args) {
|
||
Resume resume = new Resume();
|
||
resume.name = "Bunny";
|
||
resume.position = "架构师";
|
||
resume.salary = 15000;
|
||
|
||
School school = new School();
|
||
school.schoolName = "江南大学";
|
||
school.time = "2025年2月2日21:38:07";
|
||
resume.school = school;
|
||
System.out.println(resume);
|
||
|
||
Resume resume1 = resume.clone();
|
||
resume1.salary = 19000;
|
||
resume1.school.schoolName = "清华大学";
|
||
System.out.println(resume1);
|
||
|
||
Resume resume2 = resume.clone();
|
||
resume2.salary = 20000;
|
||
System.out.println(resume2);
|
||
|
||
System.out.println(resume1 == resume2);// false
|
||
System.out.println(resume1.school == resume2.school);// false
|
||
}
|
||
|
||
@Data
|
||
static class Resume implements Cloneable {
|
||
private String name;
|
||
private String position;
|
||
private Integer salary;
|
||
private School school;
|
||
|
||
@Override
|
||
public Resume clone() {
|
||
Resume resume = null;
|
||
try {
|
||
resume = (Resume) super.clone();
|
||
if (school != null) {
|
||
resume.school = school.clone();
|
||
}
|
||
} catch (CloneNotSupportedException e) {
|
||
throw new AssertionError();
|
||
}
|
||
|
||
return resume;
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
@Data
|
||
static class School implements Cloneable {
|
||
private String schoolName;
|
||
private String time;
|
||
|
||
@Override
|
||
public School clone() {
|
||
try {
|
||
return (School) super.clone();
|
||
} catch (CloneNotSupportedException e) {
|
||
throw new AssertionError();
|
||
}
|
||
}
|
||
}
|
||
}
|
||
```
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||
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||
#### 运行结果：
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||
|
||
```java
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||
Prototype.Resume(name=Bunny, position=架构师, salary=15000, school=Prototype.School(schoolName=江南大学, time=2025年2月2日21:38:07))
|
||
Prototype.Resume(name=Bunny, position=架构师, salary=19000, school=Prototype.School(schoolName=清华大学, time=2025年2月2日21:38:07))
|
||
Prototype.Resume(name=Bunny, position=架构师, salary=20000, school=Prototype.School(schoolName=江南大学, time=2025年2月2日21:38:07))
|
||
false
|
||
false
|
||
```
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||
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---
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## 建造者模式
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### 简单示例
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比如我们要构建一个复杂的 `Computer`（计算机）对象。我们可以定义一个 `ComputerBuilder`，它将按顺序设置计算机的 CPU、内存、硬盘等组件，最后得到一个完整的 `Computer` 对象。
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#### 代码示例
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```java
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||
public class CommandDemo {
|
||
public static void main(String[] args) {
|
||
ConcreteLowComputerBuilder concreteLowComputerBuilder = new ConcreteLowComputerBuilder();
|
||
Director director = new Director(concreteLowComputerBuilder);
|
||
director.constructComputer();
|
||
System.out.println(concreteLowComputerBuilder.getComputer());
|
||
|
||
System.out.println("\n-----------------分割线-----------------\n");
|
||
|
||
ConcreteHighComputerBuilder concreteHighComputerBuilder = new ConcreteHighComputerBuilder();
|
||
director = new Director(concreteHighComputerBuilder);
|
||
director.constructComputer();
|
||
System.out.println(concreteHighComputerBuilder.getComputer());
|
||
}
|
||
|
||
// 构建产品接口
|
||
interface ComputerBuilder {
|
||
|
||
/**
|
||
* 构建 CPU 方法
|
||
*/
|
||
void buildCPU();
|
||
|
||
/**
|
||
* 构建 RAM 方法
|
||
*/
|
||
void buildRAM();
|
||
|
||
/**
|
||
* 构建 磁盘 方法
|
||
*/
|
||
void buildHardDrive();
|
||
|
||
/**
|
||
* 返回产品
|
||
*
|
||
* @return Computer
|
||
*/
|
||
Computer getComputer();
|
||
}
|
||
|
||
// 产品类
|
||
@Data
|
||
static class Computer {
|
||
private String CPU;
|
||
private String RAM;
|
||
private String hardDrive;
|
||
}
|
||
|
||
// 构建低端产品
|
||
static class ConcreteLowComputerBuilder implements ComputerBuilder {
|
||
private final Computer computer = new Computer();
|
||
|
||
/**
|
||
* 构建 CPU 方法
|
||
*/
|
||
@Override
|
||
public void buildCPU() {
|
||
computer.setCPU("Low CPU");
|
||
}
|
||
|
||
/**
|
||
* 构建 RAM 方法
|
||
*/
|
||
@Override
|
||
public void buildRAM() {
|
||
computer.setRAM("Low RAM");
|
||
}
|
||
|
||
/**
|
||
* 构建 磁盘 方法
|
||
*/
|
||
@Override
|
||
public void buildHardDrive() {
|
||
computer.setHardDrive("Low Driver");
|
||
}
|
||
|
||
/**
|
||
* 返回产品
|
||
*
|
||
* @return Computer
|
||
*/
|
||
@Override
|
||
public Computer getComputer() {
|
||
return computer;
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
// 构建高端产品
|
||
static class ConcreteHighComputerBuilder implements ComputerBuilder {
|
||
private final Computer computer = new Computer();
|
||
|
||
/**
|
||
* 构建 CPU 方法
|
||
*/
|
||
@Override
|
||
public void buildCPU() {
|
||
computer.setCPU("High CPU");
|
||
}
|
||
|
||
/**
|
||
* 构建 RAM 方法
|
||
*/
|
||
@Override
|
||
public void buildRAM() {
|
||
computer.setRAM("High RAM");
|
||
}
|
||
|
||
/**
|
||
* 构建 磁盘 方法
|
||
*/
|
||
@Override
|
||
public void buildHardDrive() {
|
||
computer.setHardDrive("High Driver");
|
||
}
|
||
|
||
/**
|
||
* 返回产品
|
||
*
|
||
* @return Computer
|
||
*/
|
||
@Override
|
||
public Computer getComputer() {
|
||
return computer;
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
// 构建者
|
||
public static class Director {
|
||
private final ComputerBuilder builder;
|
||
|
||
public Director(ComputerBuilder builder) {
|
||
this.builder = builder;
|
||
}
|
||
|
||
public void constructComputer() {
|
||
builder.buildCPU();
|
||
builder.buildRAM();
|
||
builder.buildHardDrive();
|
||
}
|
||
}
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
#### 运行结果：
|
||
|
||
```java
|
||
CommandDemo.Computer(CPU=Low CPU, RAM=Low RAM, hardDrive=Low Driver)
|
||
|
||
-----------------分割线-----------------
|
||
|
||
CommandDemo.Computer(CPU=High CPU, RAM=High RAM, hardDrive=High Driver)
|
||
```
|
||
|
||
---
|
||
|
||
## 装饰者模式---结构型
|
||
|
||
一共有四个角色。
|
||
|
||
- 抽象组件：一般是最原始、最基础的对象。
|
||
- 具体组件：一般是最原始最基础的实现对象，可以有多个（只是数量不多），可以大致看下`InputStream`UML结构图。
|
||
- 装饰角色：继承或者实现**抽象组件**这是最关键的地方。
|
||
- 具体装饰角色：可以有多个实现或者继承**装饰角色**。
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### 简单示例
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需要做一个抽象的相机功能，相机包含拍照功能（这是肯定的），之后随着业务需求要求相机有美颜功能，在这之后还要有滤镜功能，客户还需要延迟摄影功能。
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#### 代码实现
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1. 需要定义根组件（Component）
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||
2. 制作最原始的拍照功能，实现根组件
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||
3. 制作延迟摄影，实现根组件
|
||
4. 作为相机之外的功能（美颜），需要定义装饰角色方便为以后的组件进行扩展
|
||
5. 继承或者实现（装饰者角色），完成美颜
|
||
6. 继承或者实现（装饰者角色），完成滤镜
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||
|
||
```java
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||
public class CameraDemo {
|
||
public static void main(String[] args) {
|
||
TakePhotoCamera takePhotoCamera = new TakePhotoCamera();
|
||
takePhotoCamera.operation();
|
||
|
||
System.out.println("\n-----------------分割线-----------------\n");
|
||
|
||
BeautyCamera beautyCamera = new BeautyCamera(takePhotoCamera);
|
||
beautyCamera.operation();
|
||
|
||
System.out.println("\n-----------------分割线-----------------\n");
|
||
|
||
FilterCamera filterCamera = new FilterCamera(beautyCamera);
|
||
filterCamera.operation();
|
||
|
||
System.out.println("\n-----------------分割线-----------------\n");
|
||
|
||
TimerCamera timerCamera = new TimerCamera();
|
||
timerCamera.setTime(2);
|
||
timerCamera.operation();
|
||
filterCamera = new FilterCamera(beautyCamera);
|
||
filterCamera.operation();
|
||
}
|
||
|
||
// 相机功能
|
||
interface Camera {
|
||
|
||
/**
|
||
* 相机操作
|
||
*/
|
||
void operation();
|
||
}
|
||
|
||
// 相机装饰者角色
|
||
static abstract class CameraDecorator implements Camera {
|
||
Camera camera;
|
||
|
||
public CameraDecorator(Camera camera) {
|
||
this.camera = camera;
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
// 相机拍照
|
||
static class TakePhotoCamera implements Camera {
|
||
|
||
/**
|
||
* 相机操作
|
||
*/
|
||
@Override
|
||
public void operation() {
|
||
System.out.println("相机拍照。。。");
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
// 相机功能
|
||
static class BeautyCamera extends CameraDecorator {
|
||
|
||
public BeautyCamera(Camera camera) {
|
||
super(camera);
|
||
}
|
||
|
||
/**
|
||
* 相机操作
|
||
*/
|
||
@Override
|
||
public void operation() {
|
||
camera.operation();
|
||
System.out.println("美颜功能。。。");
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
// 滤镜效果
|
||
static class FilterCamera extends CameraDecorator {
|
||
|
||
public FilterCamera(Camera camera) {
|
||
super(camera);
|
||
}
|
||
|
||
/**
|
||
* 相机操作
|
||
*/
|
||
@Override
|
||
public void operation() {
|
||
camera.operation();
|
||
System.out.println("滤镜效果。。。");
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
// 实现相机延迟功能
|
||
@Setter
|
||
static class TimerCamera implements Camera {
|
||
|
||
// 延迟时间
|
||
private Integer time = 0;
|
||
|
||
/**
|
||
* 相机操作
|
||
*/
|
||
@Override
|
||
public void operation() {
|
||
System.out.println("开始拍照，延迟时间：" + time + "s");
|
||
try {
|
||
Thread.sleep(time * 1000);
|
||
} catch (InterruptedException e) {
|
||
throw new RuntimeException(e);
|
||
}
|
||
}
|
||
}
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
#### 运行结果：
|
||
|
||
```java
|
||
相机拍照。。。
|
||
|
||
-----------------分割线-----------------
|
||
|
||
相机拍照。。。
|
||
美颜功能。。。
|
||
|
||
-----------------分割线-----------------
|
||
|
||
相机拍照。。。
|
||
美颜功能。。。
|
||
滤镜效果。。。
|
||
|
||
-----------------分割线-----------------
|
||
|
||
开始拍照，延迟时间：2s
|
||
相机拍照。。。
|
||
美颜功能。。。
|
||
滤镜效果。。。
|
||
```
|
||
|
||
---
|
||
|
||
## 外观模式---结构型
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||
|
||
有点类似网址导航的思想，比如有很多零散的东西（网址）但是每次我们想用的时候需要寻找这些网址，如果有个网址大全讲这些网址封装我们寻找会方便很多。
|
||
|
||
再或者，我们每天看天气，需要打开手机点开天气应用、熄屏；如果我们将这些东西封装成单独的指令会简化我们平时的行为，比如写个脚本执行上面的事情。
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||
|
||
主要角色：门面角色（Facade）、子系统角色（Sub System）、客户角色（Client）。
|
||
|
||
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|
||
### 简单实现
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||
|
||
#### 示例代码
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||
|
||
```java
|
||
public class Facade {
|
||
public static void main(String[] args) {
|
||
DeviceFacade deviceFacade = new DeviceFacade();
|
||
// 查看
|
||
deviceFacade.on();
|
||
|
||
// 看完关闭
|
||
deviceFacade.off();
|
||
}
|
||
|
||
// 子系统-手机
|
||
static class SubSystemIPhone {
|
||
public void on() {
|
||
System.out.println("打开手机。。。");
|
||
}
|
||
|
||
public void off() {
|
||
System.out.println("关闭手机。。。");
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
// 子系统-天气
|
||
static class SubSystemWeather {
|
||
public void on() {
|
||
System.out.println("打开天气。。。");
|
||
}
|
||
|
||
public void off() {
|
||
System.out.println("关闭天气。。。");
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
// 门面
|
||
static class DeviceFacade {
|
||
// 也可以作为参数传递，如果没有别的实现类，直接在内部初始化会使使用者更简单
|
||
SubSystemIPhone subSystemIPhone = new SubSystemIPhone();
|
||
SubSystemWeather subSystemWeather = new SubSystemWeather();
|
||
|
||
public void on() {
|
||
subSystemIPhone.on();
|
||
subSystemWeather.on();
|
||
}
|
||
|
||
public void off() {
|
||
subSystemWeather.off();
|
||
subSystemIPhone.off();
|
||
}
|
||
}
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
#### 运行结果：
|
||
|
||
```java
|
||
打开手机。。。
|
||
打开天气。。。
|
||
关闭天气。。。
|
||
关闭手机。。。
|
||
```
|
||
|
||
---
|
||
|
||
## 适配器模式---结构型
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||
|
||
需要角色：抽象适配者角色（Abstract Adapter）、适配者角色（Adapter）、目标角色（Target）
|
||
|
||
在生活中，有时需要将380V三相电转成220V，这时候需要变压器，当然也有三相电转两相电接法，我们可以使用代码模拟这个操作 。
|
||
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||
|
||
|
||
### 类适配器
|
||
|
||
|
||
|
||
#### 示例代码
|
||
|
||
```java
|
||
public class Adapter1 {
|
||
public static void main(String[] args) {
|
||
PowerAdapter powerAdapter = new PowerAdapter();
|
||
Integer integer = powerAdapter.output220V();
|
||
|
||
System.out.println("----------------");
|
||
|
||
PowerAdapter powerAdapter1 = new PowerAdapter();
|
||
powerAdapter1.output220V();
|
||
Integer i = powerAdapter1.output380V();
|
||
}
|
||
|
||
// 电压输出
|
||
interface PowerTarget {
|
||
/**
|
||
* 输出电压220V
|
||
*
|
||
* @return 输出电压
|
||
*/
|
||
Integer output220V();
|
||
}
|
||
|
||
static class PowerAdapter extends Power implements PowerTarget {
|
||
|
||
/**
|
||
* 输出电压220V
|
||
*
|
||
* @return 输出电压
|
||
*/
|
||
@Override
|
||
public Integer output220V() {
|
||
Integer output = super.getOutput();
|
||
System.out.println("变压器交流" + output + "v转220v三相电变两项电。。。");
|
||
|
||
double adapter = new Random().nextDouble(1.64, 1.72);
|
||
Integer newOutput = (int) (output / adapter);
|
||
System.out.println("变压器转换完成：电压输出为：" + newOutput);
|
||
|
||
return newOutput;
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
@Data
|
||
static class Power {
|
||
private Integer output = 380;
|
||
|
||
public Integer output380V() {
|
||
System.out.println("输出电压：" + output);
|
||
return output;
|
||
}
|
||
}
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
#### 运行结果：
|
||
|
||
```java
|
||
变压器交流380v转220v三相电变两项电。。。
|
||
变压器转换完成：电压输出为：224
|
||
----------------
|
||
变压器交流380v转220v三相电变两项电。。。
|
||
变压器转换完成：电压输出为：224
|
||
输出电压：380
|
||
```
|
||
|
||
### 对象适配器
|
||
|
||
|
||
|
||
#### 示例代码
|
||
|
||
```java
|
||
public class Adapter2 {
|
||
public static void main(String[] args) {
|
||
Power power = new Power();
|
||
PowerAdapter powerAdapter = new PowerAdapter(power);
|
||
Integer integer = powerAdapter.output220V();
|
||
}
|
||
|
||
// 电压输出
|
||
interface PowerTarget {
|
||
/**
|
||
* 输出电压220V
|
||
*
|
||
* @return 输出电压
|
||
*/
|
||
Integer output220V();
|
||
}
|
||
|
||
@Setter
|
||
@Getter
|
||
static class PowerAdapter implements PowerTarget {
|
||
private final Power power;
|
||
|
||
public PowerAdapter(Power power) {
|
||
this.power = power;
|
||
}
|
||
|
||
/**
|
||
* 输出电压220V
|
||
*
|
||
* @return 输出电压
|
||
*/
|
||
@Override
|
||
public Integer output220V() {
|
||
Integer output = power.getOutput();
|
||
System.out.println("变压器交流" + output + "v转220v三相电变两项电。。。");
|
||
|
||
double adapter = new Random().nextDouble(1.64, 1.72);
|
||
Integer newOutput = (int) (output / adapter);
|
||
System.out.println("变压器转换完成：电压输出为：" + newOutput);
|
||
|
||
return newOutput;
|
||
}
|
||
|
||
}
|
||
|
||
@Data
|
||
static class Power {
|
||
private Integer output = 380;
|
||
|
||
public Integer output380V() {
|
||
System.out.println("输出电压：" + output);
|
||
return output;
|
||
}
|
||
}
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
#### 运行结果 ：
|
||
|
||
```java
|
||
变压器交流380v转220v三相电变两项电。。。
|
||
变压器转换完成：电压输出为：224
|
||
```
|
||
|
||
### 缺省适配器
|
||
|
||
|
||
|
||
#### 示例代码
|
||
|
||
```java
|
||
public class Adapter3 {
|
||
public static void main(String[] args) {
|
||
Power power = new Power();
|
||
PowerAdapter powerAdapter = new Power220VAdapter(power);
|
||
Integer integer = powerAdapter.output220V();
|
||
}
|
||
|
||
// 电压输出
|
||
interface PowerTarget {
|
||
/**
|
||
* 输出电压24V
|
||
*
|
||
* @return 输出电压
|
||
*/
|
||
Integer output24V();
|
||
|
||
/**
|
||
* 输出电压110V
|
||
*
|
||
* @return 输出电压
|
||
*/
|
||
Integer output110V();
|
||
|
||
/**
|
||
* 输出电压220V
|
||
*
|
||
* @return 输出电压
|
||
*/
|
||
Integer output220V();
|
||
}
|
||
|
||
@Data
|
||
static abstract class PowerAdapter implements PowerTarget {
|
||
protected Power power;
|
||
|
||
public PowerAdapter(Power power) {
|
||
this.power = power;
|
||
}
|
||
|
||
/**
|
||
* 输出电压24V
|
||
*
|
||
* @return 输出电压
|
||
*/
|
||
@Override
|
||
public Integer output24V() {
|
||
return 0;
|
||
}
|
||
|
||
/**
|
||
* 输出电压110V
|
||
*
|
||
* @return 输出电压
|
||
*/
|
||
@Override
|
||
public Integer output110V() {
|
||
return 0;
|
||
}
|
||
|
||
/**
|
||
* 输出电压220V
|
||
*
|
||
* @return 输出电压
|
||
*/
|
||
@Override
|
||
public Integer output220V() {
|
||
return 0;
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
// 缺省适配器转换器
|
||
static class Power220VAdapter extends PowerAdapter {
|
||
public Power220VAdapter(Power power) {
|
||
super(power);
|
||
}
|
||
|
||
/**
|
||
* 输出电压220V
|
||
*
|
||
* @return 输出电压
|
||
*/
|
||
@Override
|
||
public Integer output220V() {
|
||
Integer output = power.getOutput();
|
||
System.out.println("变压器开始转换：" + output + "v转220v三相电变两项电。。。");
|
||
|
||
double adapter = new Random().nextDouble(1.64, 1.72);
|
||
Integer newOutput = (int) (output / adapter);
|
||
System.out.println("变压器转换完成：电压输出为：" + newOutput);
|
||
|
||
return newOutput;
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
@Data
|
||
static class Power {
|
||
private Integer output = 380;
|
||
|
||
public Integer output380V() {
|
||
System.out.println("输出电压：" + output);
|
||
return output;
|
||
}
|
||
}
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
#### 运行结果：
|
||
|
||
```java
|
||
变压器开始转换：380v转220v三相电变两项电。。。
|
||
变压器转换完成：电压输出为：224
|
||
```
|
||
|
||
---
|
||
|
||
## 组合模式---结构型
|
||
|
||
组合模式（Composite Pattern）是一种结构型设计模式，用于将对象组合成树形结构以表示“部分-整体”层次结构。组合模式让客户端以统一的方式对待单个对象和对象组合。
|
||
|
||
|
||
|
||
1. **Component（抽象组件）**：
|
||
- 定义了组合对象和叶子对象的共同接口。
|
||
- 在组合模式中，所有的“叶子”和“容器”类都实现此接口，因此客户端可以一致地对待这些对象。
|
||
- 例如，可以定义一个 `Operation` 方法，使得所有的组件（无论是叶子对象还是组合对象）都能执行该操作。
|
||
2. **Leaf（叶子节点）**：
|
||
- 叶子对象表示树的最末端元素，不再有子对象。
|
||
- 叶子对象继承自 `Component` 类，具体实现功能。
|
||
- 叶子对象不再包含子节点。
|
||
3. **Composite（组合节点）**：
|
||
- 组合对象也实现了 `Component` 接口，且包含多个子组件（即可以包含其他 `Leaf` 或 `Composite` 对象）。
|
||
- 组合节点负责将所有的叶子节点和子组合节点组织起来，实现“部分-整体”的结构。
|
||
|
||
### 简单示例
|
||
|
||
#### 示例代码
|
||
|
||
```java
|
||
public class Composite {
|
||
public static void main(String[] args) {
|
||
ConcreteCompany company = new ConcreteCompany("总公司");
|
||
|
||
// 总公司的分公司
|
||
ConcreteCompany subCompany1 = new ConcreteCompany("上海分公司");
|
||
subCompany1.add(new HRDepartment("上海华东分公司"));
|
||
subCompany1.add(new FinanceDepartment("上海华东分公司"));
|
||
company.add(subCompany1);
|
||
|
||
// 总公司的分公司
|
||
ConcreteCompany subCompany2 = new ConcreteCompany("北京分公司");
|
||
subCompany2.add(new HRDepartment("北京华东分公司"));
|
||
subCompany2.add(new FinanceDepartment("北京华东分公司"));
|
||
company.add(subCompany2);
|
||
|
||
// 上海的南京分公司
|
||
ConcreteCompany subCompany3 = new ConcreteCompany("南京分公司");
|
||
subCompany3.add(new HRDepartment("南京华东分公司"));
|
||
subCompany3.add(new FinanceDepartment("南京华东分公司"));
|
||
subCompany1.add(subCompany3);
|
||
|
||
System.out.println("---------------------显示组织图---------------------");
|
||
company.display(1);
|
||
|
||
System.out.println("---------------------显示职责---------------------");
|
||
company.duty();
|
||
}
|
||
|
||
// Component 抽象子组件
|
||
abstract static class Company {
|
||
protected String name;
|
||
|
||
public Company(String name) {
|
||
this.name = name;
|
||
}
|
||
|
||
/**
|
||
* 添加节点
|
||
*
|
||
* @param company 子组件
|
||
*/
|
||
public abstract void add(Company company);
|
||
|
||
/**
|
||
* 删除节点
|
||
*
|
||
* @param company 子组件
|
||
*/
|
||
public abstract void remove(Company company);
|
||
|
||
/**
|
||
* 显示
|
||
*
|
||
* @param depth 深度
|
||
*/
|
||
public abstract void display(int depth);
|
||
|
||
/**
|
||
* 职责
|
||
*/
|
||
public abstract void duty();
|
||
}
|
||
|
||
// 容器对象
|
||
static class ConcreteCompany extends Company {
|
||
|
||
private final List<Company> companyList = new ArrayList<>();
|
||
|
||
public ConcreteCompany(String name) {
|
||
super(name);
|
||
}
|
||
|
||
/**
|
||
* 添加节点
|
||
*
|
||
* @param company 子组件
|
||
*/
|
||
@Override
|
||
public void add(Company company) {
|
||
companyList.add(company);
|
||
}
|
||
|
||
/**
|
||
* 删除节点
|
||
*
|
||
* @param company 子组件
|
||
*/
|
||
@Override
|
||
public void remove(Company company) {
|
||
companyList.remove(company);
|
||
}
|
||
|
||
/**
|
||
* 显示
|
||
*
|
||
* @param depth 深度
|
||
*/
|
||
@Override
|
||
public void display(int depth) {
|
||
for (int i = 0; i < depth; i++) System.out.print("-");
|
||
|
||
System.out.println(name);
|
||
|
||
for (Company company : companyList) {
|
||
company.display(depth + 1);
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
/**
|
||
* 职责
|
||
*/
|
||
@Override
|
||
public void duty() {
|
||
for (Company company : companyList) {
|
||
company.duty();
|
||
}
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
// 人事部门
|
||
static class HRDepartment extends Company {
|
||
public HRDepartment(String name) {
|
||
super(name);
|
||
}
|
||
|
||
/**
|
||
* 添加节点
|
||
*
|
||
* @param company 子组件
|
||
*/
|
||
@Override
|
||
public void add(Company company) {
|
||
}
|
||
|
||
/**
|
||
* 删除节点
|
||
*
|
||
* @param company 子组件
|
||
*/
|
||
@Override
|
||
public void remove(Company company) {
|
||
}
|
||
|
||
/**
|
||
* 显示
|
||
*
|
||
* @param depth 深度
|
||
*/
|
||
@Override
|
||
public void display(int depth) {
|
||
for (int i = 0; i < depth; i++) System.out.print("-");
|
||
System.out.println(name);
|
||
}
|
||
|
||
/**
|
||
* 职责
|
||
*/
|
||
@Override
|
||
public void duty() {
|
||
System.out.println(name + "：员工招聘培训管理");
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
// 财务部
|
||
static class FinanceDepartment extends Company {
|
||
public FinanceDepartment(String name) {
|
||
super(name);
|
||
}
|
||
|
||
/**
|
||
* 添加节点
|
||
*
|
||
* @param company 子组件
|
||
*/
|
||
@Override
|
||
public void add(Company company) {
|
||
}
|
||
|
||
/**
|
||
* 删除节点
|
||
*
|
||
* @param company 子组件
|
||
*/
|
||
@Override
|
||
public void remove(Company company) {
|
||
}
|
||
|
||
/**
|
||
* 显示
|
||
*
|
||
* @param depth 深度
|
||
*/
|
||
@Override
|
||
public void display(int depth) {
|
||
for (int i = 0; i < depth; i++) System.out.print("-");
|
||
System.out.println(name);
|
||
}
|
||
|
||
/**
|
||
* 职责
|
||
*/
|
||
@Override
|
||
public void duty() {
|
||
System.out.println(name + "：公司财务收支管理");
|
||
}
|
||
}
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
#### 运行结果：
|
||
|
||
```java
|
||
---------------------显示组织图---------------------
|
||
-总公司
|
||
--上海分公司
|
||
---上海华东分公司
|
||
---上海华东分公司
|
||
---南京分公司
|
||
----南京华东分公司
|
||
----南京华东分公司
|
||
--北京分公司
|
||
---北京华东分公司
|
||
---北京华东分公司
|
||
---------------------显示职责---------------------
|
||
上海华东分公司：员工招聘培训管理
|
||
上海华东分公司：公司财务收支管理
|
||
南京华东分公司：员工招聘培训管理
|
||
南京华东分公司：公司财务收支管理
|
||
北京华东分公司：员工招聘培训管理
|
||
北京华东分公司：公司财务收支管理
|
||
```
|
||
|
||
---
|
||
|
||
## 享元模式---结构型
|
||
|
||
---
|
||
|
||
## 代理模式---结构型3
|
||
|
||
---
|
||
|
||
## 桥接模式---结构型
|
||
|
||
---
|
||
|
||
## 策略模式---行为型
|
||
|
||
### 常见应用场景
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||
|
||
策略模式广泛应用于支付、计算、文件压缩、登录等场景，尤其是在游戏中，如王者荣耀和PUBG的角色处理。值得注意的是，在实际开发中，一种业务场景可能会同时使用多种设计模式，因此，下面的介绍仅为简化并专注于策略模式的核心概念。
|
||
|
||
### 策略模式基础介绍
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||
|
||
策略模式涉及三个主要角色：
|
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||
1. **抽象策略（Strategy）**
|
||
2. **具体策略（Concrete Strategy）**
|
||
3. **上下文（Context）**
|
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|
||
其中，`Context` 的概念较为抽象，通常用来持有策略并在运行时动态地切换策略。
|
||
|
||
|
||
|
||
#### 代码实现
|
||
|
||
策略模式的实现并不复杂，主要是定义三个角色：抽象策略、具体策略和上下文。为了更清晰地展示，我定义了两个具体策略，每个策略执行不同的操作。然后将策略放入上下文中，最终通过上下文来执行具体策略的方法。
|
||
|
||
```java
|
||
public class BaseStrategy {
|
||
|
||
public static void main(String[] args) {
|
||
// 创建具体策略
|
||
ConcreteStrategy1 concreteStrategy1 = new ConcreteStrategy1();
|
||
ConcreteStrategy2 concreteStrategy2 = new ConcreteStrategy2();
|
||
|
||
// 通过上下文执行策略
|
||
new Context(concreteStrategy1).doIt();
|
||
new Context(concreteStrategy2).doIt();
|
||
}
|
||
|
||
// 抽象策略接口
|
||
public interface Strategy {
|
||
/**
|
||
* 执行策略方法
|
||
*/
|
||
void method();
|
||
}
|
||
|
||
// 具体策略实现1
|
||
public static class ConcreteStrategy1 implements Strategy {
|
||
@Override
|
||
public void method() {
|
||
System.out.println("执行具体策略1...");
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
// 具体策略实现2
|
||
public static class ConcreteStrategy2 implements Strategy {
|
||
@Override
|
||
public void method() {
|
||
System.out.println("执行具体策略2...");
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
// 上下文类，持有策略并执行
|
||
public static class Context {
|
||
private final Strategy strategy;
|
||
|
||
public Context(Strategy strategy) {
|
||
this.strategy = strategy;
|
||
}
|
||
|
||
/**
|
||
* 执行策略的方法
|
||
*/
|
||
public void doIt() {
|
||
strategy.method();
|
||
}
|
||
}
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
#### 执行结果：
|
||
|
||
```java
|
||
执行具体策略1...
|
||
执行具体策略2...
|
||
```
|
||
|
||
### 示例-游戏角色
|
||
|
||
需要制作的游戏角色业务需求，基础角色是其他角色的抽象，包括国王、王后、骑士、士兵等，武器是一个接口所有武器都实现这个接口，切换武器（武器有主武器和副武器）可以调用`setPrimaryWeapon`和`setSubWeapon`。
|
||
|
||
|
||
|
||
#### 代码实现
|
||
|
||
```java
|
||
public class GameCharacter {
|
||
public static void main(String[] args) {
|
||
Character soldier = new Soldier();
|
||
soldier.fight();
|
||
|
||
Character king = new King();
|
||
king.setPrimaryWeapon(new AxeWeapon());
|
||
king.fight();
|
||
}
|
||
|
||
// 武器接口
|
||
interface Weapon {
|
||
String function();
|
||
}
|
||
|
||
// 各种武器实现
|
||
public static class SwordWeapon implements Weapon {
|
||
@Override
|
||
public String function() {
|
||
return "⚔️ ⚔️ ⚔️";
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
public static class AxeWeapon implements Weapon {
|
||
@Override
|
||
public String function() {
|
||
return "🪓 🪓 🪓";
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
public static class KnifeWeapon implements Weapon {
|
||
@Override
|
||
public String function() {
|
||
return "🔪 🔪 🔪";
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
// 抽象角色类
|
||
public abstract static class Character {
|
||
String name;
|
||
@Setter
|
||
private Weapon primaryWeapon;
|
||
@Setter
|
||
private Weapon subWeapon;
|
||
|
||
public Character(String name) {
|
||
this.name = name;
|
||
// 默认武器配置
|
||
this.primaryWeapon = new SwordWeapon();
|
||
this.subWeapon = new KnifeWeapon();
|
||
}
|
||
|
||
void fight() {
|
||
if (primaryWeapon != null && subWeapon != null) {
|
||
String primary = primaryWeapon.function();
|
||
String sub = subWeapon.function();
|
||
System.out.println(name + "：" + primary + "和" + sub);
|
||
} else {
|
||
System.out.println(name + "没有武器！");
|
||
}
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
// 国王角色
|
||
public static class King extends Character {
|
||
public King() {
|
||
super("King");
|
||
setPrimaryWeapon(new SwordWeapon());
|
||
setSubWeapon(new KnifeWeapon());
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
// 士兵角色
|
||
public static class Soldier extends Character {
|
||
public Soldier() {
|
||
super("Soldier");
|
||
setPrimaryWeapon(new AxeWeapon());
|
||
setSubWeapon(new SwordWeapon());
|
||
}
|
||
}
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
#### 运行结果：
|
||
|
||
```java
|
||
Soldier：🪓 🪓 🪓和⚔️ ⚔️ ⚔️
|
||
King：🪓 🪓 🪓和🔪 🔪 🔪
|
||
```
|
||
|
||
---
|
||
|
||
## 观察者模式---行为型
|
||
|
||
观察者有四个角色，观察者（Observe）和具体观察者（Concrete Observe）、主题（Subject）和具体主题（Concrete Subject），具体观察者和具体主题可以多个。
|
||
|
||
|
||
|
||
### 简单示例
|
||
|
||
其中主题中有3个方法，添加（或者理解成注册都可以）、移出、通知，差不多都是这三个方法，其中添加可以理解成注册加入总之是往数组中添加观察者。
|
||
|
||
#### 代码实现
|
||
|
||
```java
|
||
public class ObserverDemo {
|
||
public static void main(String[] args) {
|
||
// 定义的主题
|
||
News news = new News();
|
||
|
||
// 观察者
|
||
SisterObserver sisterObserver = new SisterObserver();
|
||
GirlfriendObserver girlfriendObserver = new GirlfriendObserver();
|
||
|
||
// 添加观察者
|
||
news.addObserver(sisterObserver);
|
||
news.notifyObservers("添加了妹妹");
|
||
|
||
System.out.println("\n-----------------分割线-----------------\n");
|
||
|
||
// 添加女朋友
|
||
news.addObserver(girlfriendObserver);
|
||
news.notifyObservers("添加了女朋友");
|
||
|
||
System.out.println("\n-----------------分割线-----------------\n");
|
||
news.removeObserver(girlfriendObserver);
|
||
news.notifyObservers("需要和妹妹说点悄悄话，将女朋友移除了，这时女朋友听不见我们说话。。。");
|
||
}
|
||
|
||
// 观察者接口
|
||
@FunctionalInterface
|
||
interface Observer {
|
||
void update(String message);
|
||
}
|
||
|
||
// 主题接口
|
||
interface Subject {
|
||
void addObserver(Observer observer);
|
||
|
||
void removeObserver(Observer observer);
|
||
|
||
void notifyObservers(String message);
|
||
}
|
||
|
||
// 妹妹观察者
|
||
static class SisterObserver implements Observer {
|
||
@Override
|
||
public void update(String message) {
|
||
System.out.println("SisterObserver 接受到消息：" + message);
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
// 女朋友观察者
|
||
static class GirlfriendObserver implements Observer {
|
||
@Override
|
||
public void update(String message) {
|
||
System.out.println("GirlfriendObserver 接受到消息：" + message);
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
// 主题类
|
||
static class News implements Subject {
|
||
|
||
private final List<Observer> observerList = new ArrayList<>();
|
||
|
||
@Override
|
||
public void addObserver(Observer observer) {
|
||
observerList.add(observer);
|
||
}
|
||
|
||
@Override
|
||
public void removeObserver(Observer observer) {
|
||
observerList.remove(observer);
|
||
}
|
||
|
||
@Override
|
||
public void notifyObservers(String message) {
|
||
for (Observer observer : observerList) {
|
||
observer.update(message);
|
||
}
|
||
}
|
||
}
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
#### 运行结果：
|
||
|
||
```java
|
||
SisterObserver 接受到消息：添加了妹妹
|
||
|
||
-----------------分割线-----------------
|
||
|
||
SisterObserver 接受到消息：添加了女朋友
|
||
GirlfriendObserver 接受到消息：添加了女朋友
|
||
|
||
-----------------分割线-----------------
|
||
|
||
SisterObserver 接受到消息：需要和妹妹说点悄悄话，将女朋友移除了，这时女朋友听不见我们说话。。。
|
||
```
|
||
|
||
---
|
||
|
||
## 命令模式---行为型
|
||
|
||
**Command**：定义执行请求的接口（或抽象类）。
|
||
|
||
**ConcreteCommand**：实现命令接口并具体化执行请求的过程，通常还会持有接收者对象。
|
||
|
||
**Receiver**：具体的对象，完成实际的操作任务。
|
||
|
||
**Invoker**：调用命令的对象，触发命令的执行。
|
||
|
||
**Client**：客户端，负责创建并配置命令对象，将命令与接收者绑定，并传递给调用者执行。
|
||
|
||
### 简单示例
|
||
|
||
|
||
|
||
#### 示例代码
|
||
|
||
```java
|
||
public class CommandDemo {
|
||
public static void main(String[] args) {
|
||
Receiver receiver = new Receiver();
|
||
|
||
ConcreteCommand concreteCommand = new ConcreteCommand(receiver);
|
||
|
||
Invoker invoker = new Invoker();
|
||
invoker.setCommand(concreteCommand);
|
||
invoker.invoke();
|
||
}
|
||
|
||
// 命令接口
|
||
interface Command {
|
||
|
||
/**
|
||
* 执行方法
|
||
*/
|
||
void execute();
|
||
}
|
||
|
||
// 接受者
|
||
static class Receiver {
|
||
public void action() {
|
||
System.out.println("接受者 执行。。。");
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
// 具体的执行命令
|
||
static class ConcreteCommand implements Command {
|
||
|
||
private final Receiver receiver;
|
||
|
||
public ConcreteCommand(Receiver receiver) {
|
||
this.receiver = receiver;
|
||
}
|
||
|
||
/**
|
||
* 执行方法
|
||
*/
|
||
@Override
|
||
public void execute() {
|
||
receiver.action();
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
@Setter
|
||
static class Invoker {
|
||
private Command command;
|
||
|
||
public void invoke() {
|
||
command.execute();
|
||
}
|
||
}
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
#### 执行结果：
|
||
|
||
```java
|
||
接受者 执行。。。
|
||
```
|
||
|
||
### 示例-烧烤店
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
#### 示例代码
|
||
|
||
```java
|
||
public class BakeDemo {
|
||
|
||
// 充当客户端
|
||
public static void main(String[] args) {
|
||
Waiter waiter = new Waiter();
|
||
Barbecue barbecue = new Barbecue();
|
||
|
||
waiter.addCommand(new BakeChickenWing(barbecue));
|
||
waiter.addCommand(new BakeMutton(barbecue));
|
||
|
||
waiter.notifyCommand();
|
||
}
|
||
|
||
// 接受者-厨师
|
||
static class Barbecue {
|
||
|
||
/**
|
||
* 烤串
|
||
*/
|
||
public void bakeMutton() {
|
||
System.out.println("开始烤串。。。");
|
||
}
|
||
|
||
/**
|
||
* 烤鸡翅
|
||
*/
|
||
public void bakeChickenWing() {
|
||
System.out.println("开始烤鸡翅。。。");
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
// 请求者-invoker-服务员
|
||
public static class Waiter {
|
||
private final List<Command> commandList = new ArrayList<>();
|
||
|
||
public void addCommand(Command command) {
|
||
commandList.add(command);
|
||
}
|
||
|
||
/**
|
||
* 通知厨师开始制作
|
||
*/
|
||
public void notifyCommand() {
|
||
for (Command command : commandList) {
|
||
command.execute();
|
||
}
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
public static abstract class Command {
|
||
protected Barbecue barbecue;
|
||
|
||
public Command(Barbecue barbecue) {
|
||
this.barbecue = barbecue;
|
||
}
|
||
|
||
/**
|
||
* 执行方法
|
||
*/
|
||
public abstract void execute();
|
||
}
|
||
|
||
// 命令-烤鸡翅
|
||
public static class BakeChickenWing extends Command {
|
||
|
||
public BakeChickenWing(Barbecue barbecue) {
|
||
super(barbecue);
|
||
}
|
||
|
||
/**
|
||
* 执行方法
|
||
*/
|
||
@Override
|
||
public void execute() {
|
||
barbecue.bakeChickenWing();
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
// 命令-烤串
|
||
public static class BakeMutton extends Command {
|
||
|
||
public BakeMutton(Barbecue barbecue) {
|
||
super(barbecue);
|
||
}
|
||
|
||
/**
|
||
* 执行方法
|
||
*/
|
||
@Override
|
||
public void execute() {
|
||
barbecue.bakeMutton();
|
||
}
|
||
}
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
#### 执行结果：
|
||
|
||
```java
|
||
开始烤鸡翅。。。
|
||
开始烤串。。。
|
||
```
|
||
|
||
---
|
||
|
||
## 状态模式---行为型
|
||
|
||
|
||
|
||
需要角色：状态对象（Context）、状态接口（State）、具体状态实现（Concrete State）
|
||
|
||
### 简单示例
|
||
|
||
#### 示例代码
|
||
|
||
**上下文对象**
|
||
|
||
```java
|
||
@Getter
|
||
public class Lift {
|
||
// 开门状态
|
||
public static LiftState OPEN_STATE = new OpeningLiftState();
|
||
// 关门状态
|
||
public static LiftState CLOSE_STATE = new ClosingLiftState();
|
||
// 运行状态
|
||
public static LiftState RUNNING_STATE = new RunningLiftState();
|
||
// 停止状态
|
||
public static LiftState STOPPING_STATE = new StoppingLiftState();
|
||
|
||
// 当前电梯状态
|
||
private LiftState currentLiftState;
|
||
|
||
public void setCurrentLiftState(LiftState currentState) {
|
||
this.currentLiftState = currentState;
|
||
// 执行开门动作
|
||
this.currentLiftState.lift = this;
|
||
}
|
||
|
||
public void open() {
|
||
currentLiftState.open();
|
||
}
|
||
|
||
public void close() {
|
||
currentLiftState.close();
|
||
}
|
||
|
||
public void run() {
|
||
currentLiftState.run();
|
||
}
|
||
|
||
public void stop() {
|
||
currentLiftState.stop();
|
||
}
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
**抽象状态接口**
|
||
|
||
```java
|
||
@Setter
|
||
abstract class LiftState {
|
||
protected Lift lift;
|
||
|
||
/**
|
||
* 开门动作
|
||
*/
|
||
public abstract void open();
|
||
|
||
/**
|
||
* 关门动作
|
||
*/
|
||
public abstract void close();
|
||
|
||
/**
|
||
* 运行动作
|
||
*/
|
||
public abstract void run();
|
||
|
||
/**
|
||
* 停止动作
|
||
*/
|
||
public abstract void stop();
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
**开门状态---具体状态实现**
|
||
|
||
```java
|
||
public class OpeningLiftState extends LiftState {
|
||
/**
|
||
* 开门动作
|
||
*/
|
||
@Override
|
||
public void open() {
|
||
System.out.println("电梯门慢慢打开。。。");
|
||
}
|
||
|
||
/**
|
||
* 关门动作
|
||
*/
|
||
@Override
|
||
public void close() {
|
||
super.lift.setCurrentLiftState(Lift.CLOSE_STATE);
|
||
super.lift.getCurrentLiftState().close();
|
||
}
|
||
|
||
/**
|
||
* 运行动作
|
||
*/
|
||
@Override
|
||
public void run() {
|
||
|
||
}
|
||
|
||
/**
|
||
* 停止动作
|
||
*/
|
||
@Override
|
||
public void stop() {
|
||
|
||
}
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
**关门状态---具体状态实现**
|
||
|
||
```java
|
||
public class ClosingLiftState extends LiftState {
|
||
/**
|
||
* 开门动作
|
||
*/
|
||
@Override
|
||
public void open() {
|
||
super.lift.setCurrentLiftState(Lift.OPEN_STATE);
|
||
super.lift.getCurrentLiftState().open();
|
||
}
|
||
|
||
/**
|
||
* 关门动作
|
||
*/
|
||
@Override
|
||
public void close() {
|
||
System.out.println("电梯关门。。。");
|
||
}
|
||
|
||
/**
|
||
* 运行动作
|
||
*/
|
||
@Override
|
||
public void run() {
|
||
super.lift.setCurrentLiftState(Lift.RUNNING_STATE);
|
||
super.lift.getCurrentLiftState().run();
|
||
}
|
||
|
||
/**
|
||
* 停止动作
|
||
*/
|
||
@Override
|
||
public void stop() {
|
||
super.lift.setCurrentLiftState(Lift.STOPPING_STATE);
|
||
super.lift.getCurrentLiftState().stop();
|
||
}
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
**运行状态---具体状态实现**
|
||
|
||
```java
|
||
public class RunningLiftState extends LiftState {
|
||
/**
|
||
* 开门动作
|
||
*/
|
||
@Override
|
||
public void open() {
|
||
|
||
}
|
||
|
||
/**
|
||
* 关门动作
|
||
*/
|
||
@Override
|
||
public void close() {
|
||
|
||
}
|
||
|
||
/**
|
||
* 运行动作
|
||
*/
|
||
@Override
|
||
public void run() {
|
||
System.out.println("电梯正在运行。。。");
|
||
}
|
||
|
||
/**
|
||
* 停止动作
|
||
*/
|
||
@Override
|
||
public void stop() {
|
||
super.lift.setCurrentLiftState(Lift.STOPPING_STATE);
|
||
super.lift.getCurrentLiftState().stop();
|
||
}
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
**停止状态---具体状态实现**
|
||
|
||
```java
|
||
public class StoppingLiftState extends LiftState {
|
||
/**
|
||
* 开门动作
|
||
*/
|
||
@Override
|
||
public void open() {
|
||
super.lift.setCurrentLiftState(Lift.OPEN_STATE);
|
||
super.lift.getCurrentLiftState().open();
|
||
}
|
||
|
||
/**
|
||
* 关门动作
|
||
*/
|
||
@Override
|
||
public void close() {
|
||
|
||
}
|
||
|
||
/**
|
||
* 运行动作
|
||
*/
|
||
@Override
|
||
public void run() {
|
||
super.lift.setCurrentLiftState(Lift.RUNNING_STATE);
|
||
super.lift.getCurrentLiftState().run();
|
||
}
|
||
|
||
/**
|
||
* 停止动作
|
||
*/
|
||
@Override
|
||
public void stop() {
|
||
System.out.println("电梯停止。。。");
|
||
}
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
#### 运行结果
|
||
|
||
**当运行时**
|
||
|
||
```java
|
||
public class Client {
|
||
public static void main(String[] args) {
|
||
Lift lift = new Lift();
|
||
lift.setCurrentLiftState(Lift.RUNNING_STATE);
|
||
lift.open();
|
||
lift.run();
|
||
lift.close();
|
||
lift.stop();
|
||
}
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
**运行结果**
|
||
|
||
```java
|
||
电梯正在运行。。。
|
||
电梯停止。。。
|
||
```
|
||
|
||
---
|
||
|
||
## 模板方法模式---行为型
|
||
|
||
将定义好的按步骤执行的内容进行封装，模板方法是比较单间的设计模式，是代码复用的基本技术，在类库中尤其重要，遵循：“抽象类应当拥有尽可能多的可能性，应当拥有尽可能少的数据”。
|
||
|
||
|
||
|
||
需要的角色：抽象类（Abstract Class）、具体类（Concrete Class）。
|
||
|
||
比如做一些比较固定的事情（支付流程处理），但是其中几项内容可能会发生改变。
|
||
|
||
### 简单示例
|
||
|
||
#### 示例代码
|
||
|
||
```java
|
||
public class PaymentProcess {
|
||
public static void main(String[] args) {
|
||
ConcretePaymentProcess concretePaymentProcess = new ConcretePaymentProcess();
|
||
concretePaymentProcess.startProcess();
|
||
}
|
||
|
||
// 抽象模板方法
|
||
static abstract class AbstractPaymentProcess {
|
||
|
||
/**
|
||
* 开始流程
|
||
*/
|
||
public void startProcess() {
|
||
authenticationUser();
|
||
checkBalance();
|
||
executePayment();
|
||
returnPayment();
|
||
}
|
||
|
||
/**
|
||
* 验证用户身份
|
||
*/
|
||
private void authenticationUser() {
|
||
System.out.println("验证用户身份。。。");
|
||
}
|
||
|
||
/**
|
||
* 检查余额
|
||
*/
|
||
public abstract void checkBalance();
|
||
|
||
/**
|
||
* 执行支付
|
||
*/
|
||
private void executePayment() {
|
||
System.out.println("执行支付。。。");
|
||
}
|
||
|
||
/**
|
||
* 返回支付结果
|
||
*/
|
||
public abstract void returnPayment();
|
||
}
|
||
|
||
static class ConcretePaymentProcess extends AbstractPaymentProcess {
|
||
|
||
/**
|
||
* 检查余额
|
||
*/
|
||
@Override
|
||
public void checkBalance() {
|
||
System.out.println("检查完成，我的余额还有：1999亿元");
|
||
}
|
||
|
||
/**
|
||
* 返回支付结果
|
||
*/
|
||
@Override
|
||
public void returnPayment() {
|
||
System.out.println("支付成功，我的余额还有：1994亿元");
|
||
}
|
||
}
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
#### 运行结果：
|
||
|
||
```java
|
||
验证用户身份。。。
|
||
检查完成，我的余额还有：1999亿元
|
||
执行支付。。。
|
||
支付成功，我的余额还有：1994亿元
|
||
```
|
||
|
||
---
|
||
|
||
## 备忘录模式---行为型
|
||
|
||
**定义**：在不破坏封闭的前提下，捕获一个对象内部状态，并在该对象之外保存这个状态，这样以后就将该对象恢复到原先保存的状态。
|
||
|
||
需要角色：Originator（发起人）、Memento（备忘录）、Caretaker（管理者）
|
||
|
||
备忘录可以实现功能：撤销、重做、历史记录、快照。
|
||
|
||
### 简单示例
|
||
|
||
#### 示例代码
|
||
|
||
```java
|
||
public class Memo {
|
||
public static void main(String[] args) {
|
||
// 定义记事本
|
||
NoteEditText noteEditText = new NoteEditText();
|
||
|
||
// 负责管理记事本
|
||
NoteCaretaker noteCaretaker = new NoteCaretaker();
|
||
|
||
// 写入记录
|
||
noteEditText.content = "创建第一条记录。。。";
|
||
noteCaretaker.saveMemo(noteEditText.createMemo());
|
||
|
||
// 再次写入
|
||
noteEditText.content = "第三条记录。。。";
|
||
noteCaretaker.saveMemo(noteEditText.createMemo());
|
||
|
||
// 写错撤销下
|
||
noteEditText.restoreMemo(noteCaretaker.getPrevMemo());
|
||
}
|
||
|
||
// 备忘录角色-备忘录
|
||
@Getter
|
||
static class Memento {
|
||
private final String content;
|
||
|
||
public Memento(String content) {
|
||
this.content = content;
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
// 存储备忘录--管理者
|
||
static class NoteCaretaker {
|
||
private final List<Memento> mementoList = new ArrayList<>();
|
||
|
||
// 存档位置
|
||
private int index = 0;
|
||
|
||
/**
|
||
* 添加内容到备忘录中
|
||
*
|
||
* @param memento 备忘录
|
||
*/
|
||
public void saveMemo(Memento memento) {
|
||
mementoList.add(memento);
|
||
index = mementoList.size() - 1;
|
||
for (Memento memento1 : mementoList) {
|
||
System.out.print(memento1.content + " ");
|
||
}
|
||
System.out.println();
|
||
}
|
||
|
||
/**
|
||
* 获取下一个
|
||
*
|
||
* @return 备忘录
|
||
*/
|
||
public Memento getNextMemo() {
|
||
index = index > (mementoList.size() - 1) ? index : mementoList.size() - 1;
|
||
return mementoList.get(index);
|
||
}
|
||
|
||
/**
|
||
* 获取上一个
|
||
*
|
||
* @return 备忘录
|
||
*/
|
||
public Memento getPrevMemo() {
|
||
index = index > 0 ? (index - 1) : 0;
|
||
return mementoList.get(index);
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
// 负责创建备忘录-发起人
|
||
@Data
|
||
static class NoteEditText {
|
||
private String content;
|
||
|
||
public Memento createMemo() {
|
||
return new Memento(content);
|
||
}
|
||
|
||
public void restoreMemo(Memento memento) {
|
||
this.content = memento.content;
|
||
System.out.println("撤销记录：" + content);
|
||
}
|
||
}
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
#### 运行结果：
|
||
|
||
```java
|
||
创建第一条记录。。。
|
||
创建第一条记录。。。 第三条记录。。。
|
||
撤销记录：创建第一条记录。。。
|
||
```
|
||
|
||
---
|
||
|
||
## 中介者模式---行为型
|
||
|
||
---
|
||
|
||
## 迭代器模式---行为型
|
||
|
||
**定义：**提供一种方法顺序访问一个聚合对象中的哥哥元素，而不是暴露其内部的表示。
|
||
|
||
|
||
|
||
需要角色：抽象迭代器、具体迭代器、抽象聚合类、具体聚合类。
|
||
|
||
### 简单示例
|
||
|
||
#### 示例代码
|
||
|
||
```java
|
||
public class Iterator {
|
||
|
||
public static void main(String[] args) {
|
||
ListContainer listContainer = new ListContainer();
|
||
listContainer.add("序号1");
|
||
listContainer.add("序号2");
|
||
listContainer.add("序号3");
|
||
listContainer.add("序号4");
|
||
|
||
MyIterator iterator = listContainer.iterator();
|
||
while (iterator.hasNext()) {
|
||
System.out.println(iterator.next());
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
// 迭代器接口
|
||
interface MyIterator {
|
||
|
||
boolean hasNext();
|
||
|
||
Object next();
|
||
}
|
||
|
||
// 定义容器
|
||
interface MyContainer {
|
||
void add(Object o);
|
||
|
||
void remove(Object o);
|
||
|
||
MyIterator iterator();
|
||
}
|
||
|
||
// 列表操作容器
|
||
static class ListContainer implements MyContainer {
|
||
private final List<Object> list = new ArrayList<>();
|
||
|
||
@Override
|
||
public void add(Object o) {
|
||
list.add(o);
|
||
}
|
||
|
||
@Override
|
||
public void remove(Object o) {
|
||
list.remove(o);
|
||
}
|
||
|
||
@Override
|
||
public MyIterator iterator() {
|
||
return new MyIteratorImpl();
|
||
}
|
||
|
||
class MyIteratorImpl implements MyIterator {
|
||
|
||
private int index = 0;
|
||
|
||
@Override
|
||
public boolean hasNext() {
|
||
return index < list.size();
|
||
}
|
||
|
||
@Override
|
||
public Object next() {
|
||
Object object = list.get(index);
|
||
index++;
|
||
return object;
|
||
}
|
||
}
|
||
}
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
#### 运行结果：
|
||
|
||
```java
|
||
序号1
|
||
序号2
|
||
序号3
|
||
序号4
|
||
```
|
||
|
||
---
|
||
|
||
## 访问者模式---行为型
|
||
|
||
---
|
||
|
||
## 解释器模式---行为型
|
||
|
||
---
|
||
|
||
## 责任链模式---行为型-未完成。。。
|
||
|
||
主要有两个角色：抽象处理者（Handler）、具体处理者（Concrete Handler）
|
||
|
||
|
||
|
||
### 简单示例
|
||
|
||
#### 代码示例
|
||
|
||
```java
|
||
public class Chain {
|
||
|
||
// 过滤垃圾请求，为了演示需要清除【垃圾，辣鸡，腊鸡】这些词
|
||
public static void main(String[] args) {
|
||
Handler handlerA = new ConcreteHandlerA();
|
||
Handler handlerB = new ConcreteHandlerB();
|
||
Handler handlerC = new ConcreteHandlerC();
|
||
|
||
// 设置责任链
|
||
handlerA.setNextHandler(handlerB);
|
||
handlerB.setNextHandler(handlerC);
|
||
|
||
// 发起请求
|
||
handlerA.handleRequest("过滤垃圾请求，为了演示需要清除【垃圾，辣鸡，腊鸡】这些词");
|
||
}
|
||
|
||
// ConcreteHandler类
|
||
static class ConcreteHandlerA extends Handler {
|
||
@Override
|
||
public void handleRequest(String request) {
|
||
// 处理"垃圾"
|
||
String updatedRequest = request.replaceAll("垃圾", "");
|
||
System.out.println("Handler A处理后: " + updatedRequest);
|
||
|
||
if (nextHandler != null) {
|
||
nextHandler.handleRequest(updatedRequest); // 传递修改后的请求
|
||
}
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
static class ConcreteHandlerB extends Handler {
|
||
@Override
|
||
public void handleRequest(String request) {
|
||
// 处理"辣鸡"
|
||
String updatedRequest = request.replaceAll("辣鸡", "");
|
||
System.out.println("Handler B处理后: " + updatedRequest);
|
||
|
||
if (nextHandler != null) {
|
||
nextHandler.handleRequest(updatedRequest); // 传递修改后的请求
|
||
}
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
static class ConcreteHandlerC extends Handler {
|
||
@Override
|
||
public void handleRequest(String request) {
|
||
// 处理"腊鸡"
|
||
String updatedRequest = request.replaceAll("腊鸡", "");
|
||
System.out.println("Handler C处理后: " + updatedRequest);
|
||
|
||
if (nextHandler != null) {
|
||
nextHandler.handleRequest(updatedRequest); // 传递修改后的请求
|
||
}
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
// Handler类
|
||
@Setter
|
||
abstract static class Handler {
|
||
protected Handler nextHandler;
|
||
|
||
public abstract void handleRequest(String request);
|
||
}
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
#### 运行结果：
|
||
|
||
```java
|
||
Handler A处理后: 过滤请求，为了演示需要清除【，辣鸡，腊鸡】这些词
|
||
Handler B处理后: 过滤请求，为了演示需要清除【，，腊鸡】这些词
|
||
Handler C处理后: 过滤请求，为了演示需要清除【，，】这些词
|
||
```
|
||
|