常用设计模式

什么是设计模式？

设计模式是一套被多数人知晓的、反复使用的代码设计经验的总结。其目的是为了提高代码的可读性、扩展性、维护性、和可重用性。

设计模式遵循的原则有哪些？

开闭原则
在不修改源代码的情况下，对扩展开放，对修改关闭。
里氏代换原则
子类可以扩展父类的功能，但不能改变父类原有的功能。
依赖倒置原则
要面向接口编程，不要面向实现编程。
接口隔离原则
使用多个隔离的接口来降低耦合度。
迪米特法则
一个对象应当对其他对象尽可能少的了解。不和陌生人说话。
单一职责原则
一个类只做一件事。
合成复用原则
原则是尽量使用合成/聚合的方式，而不是使用继承。

设计模式的分类？

创建型模式
工厂方法模式、抽象工厂模式、单例模式、建造者模式、原型模式。
结构型模式
适配器模式、装饰器模式、代理模式、外观模式、桥接模式、组合模式、享元模式。
行为型模式
策略模式、模板方法模式、观察者模式、迭代子模式、责任链模式、命令模式、备忘录模式、状态模式、访问者模式、中介者模式、解释器模式。

创建型模式

工厂模式

常用的工厂模式是静态工厂，利用static方法，作为一种类似于常见的工具类Utils等辅助效果，一般情况下工厂类不需要实例化。

interface food{}

class A implements food{}

class B implements food{}

class C implements food{}

public class StaticFactory {

   private StaticFactory(){}
    
   public static food getA(){  return new A(); }
   public static food getB(){  return new B(); }
   public static food getC(){  return new C(); }
}

class Client{
    //客户端代码只需要将相应的参数传入即可得到对象
    //用户不需要了解工厂类内部的逻辑。
    public void get(String name){
        food x = null ;
        if ( name.equals("A")) {
            x = StaticFactory.getA();
        }else if ( name.equals("B")){
            x = StaticFactory.getB();
        }else {
            x = StaticFactory.getC();
        }
    }
}

抽象工厂模式

一个基础接口定义了功能，每个实现接口的子类就是产品，然后定义一个工厂接口，实现了工厂接口的就是工厂，这时候，接口编程的优点就出现了，我们可以新增产品类（只需要实现产品接口），只需要同时新增一个工厂类，客户端就可以轻松调用新产品的代码。

抽象工厂的灵活性就体现在这里，无需改动原有的代码，毕竟对于客户端来说，静态工厂模式在不改动StaticFactory类的代码时无法新增产品，如果采用了抽象工厂模式，就可以轻松的新增拓展类。

interface food{}

class A implements food{}

class B implements food{}

interface produce{ food get();}

class FactoryForA implements produce{

    @Override
    public food get() {
        return new A();
    }
    
}

class FactoryForB implements produce{

    @Override
    public food get() {
        return new B();
    }
    
}

public class AbstractFactory {

    public void ClientCode(String name){
        food x= new FactoryForA().get();
        x = new FactoryForB().get();
    }
    
}

单例模式

在内部创建一个实例，构造器全部设置为private，所有方法均在该实例上改动，在创建上要注意类的实例化只能执行一次，可以采用许多种方法来实现，如Synchronized关键字，或者利用内部类等机制来实现。

public class Singleton {

private Singleton(){}

private static class SingletonBuild{
 private static Singleton value = new Singleton();
}

public Singleton getInstance(){  return  SingletonBuild.value ;}
    
}

建造者模式

当一个类的构造函数参数超过4个，而且这些参数有些是可选的时，我们通常有两种办法来构建它的对象。 例如我们现在有如下一个类计算机类Computer，其中cpu与ram是必填参数，而其他3个是可选参数，这时该怎么构造？

public class Computer {
    private final String cpu;//必须
    private final String ram;//必须
    private final int usbCount;//可选
    private final String keyboard;//可选
    private final String display;//可选

    private Computer(Builder builder) {
        this.cpu = builder.cpu;
        this.ram = builder.ram;
        this.usbCount = builder.usbCount;
        this.keyboard = builder.keyboard;
        this.display = builder.display;
    }

    public static class Builder {
        private String cpu;//必须
        private String ram;//必须
        private int usbCount;//可选
        private String keyboard;//可选
        private String display;//可选

        public Builder(String cup, String ram) {
            this.cpu = cup;
            this.ram = ram;
        }

        public Builder setUsbCount(int usbCount) {
            this.usbCount = usbCount;
            return this;
        }

        public Builder setKeyboard(String keyboard) {
            this.keyboard = keyboard;
            return this;
        }

        public Builder setDisplay(String display) {
            this.display = display;
            return this;
        }

        public Computer build() {
            return new Computer(this);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        Computer computer = new Computer.Builder("因特尔", "三星")
                .setDisplay("三星24寸")
                .setKeyboard("罗技")
                .setUsbCount(2)
                .build();
    }
}

原型模式

原型模式就是讲一个对象作为原型，使用clone()方法来创建新的实例。

public class Prototype implements Cloneable{

    private String name;

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    protected Object clone()   {
        try {
            return super.clone();
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
            return null;
        }
    }

    public static void main ( String[] args){
        Prototype pro = new Prototype();
        Prototype pro1 = (Prototype)pro.clone();
    }
}

结构性模式

适配器模式

适配器模式让哪些接口不兼容的类可以一起工作。主要可分为：

类适配器：创建新类，继承源类，并实现新接口，例如

class  adapter extends oldClass  implements newFunc{}

对象适配器：创建新类持有源类的实例，并实现新接口，例如

class adapter implements newFunc { private oldClass oldInstance ;}

装饰模式

指在不改变现有对象结构的情况下，动态地给该对象增加一些职责。例如：

//抽象构件角色
interface Component {
    public void operation();
}
//具体构件角色
class ConcreteComponent implements Component {
    public ConcreteComponent() {
        System.out.println("创建具体构件角色");
    }
    public void operation() {
        System.out.println("调用具体构件角色的方法operation()");
    }
}
//抽象装饰角色
class Decorator implements Component {
    private Component component;
    public Decorator(Component component) {
        this.component = component;
    }
    public void operation() {
        component.operation();
    }
}
//具体装饰角色
class ConcreteDecorator extends Decorator {
    public ConcreteDecorator(Component component) {
        super(component);
    }
    public void operation() {
        super.operation();
        addedFunction();
    }
    public void addedFunction() {
        System.out.println("为具体构件角色增加额外的功能addedFunction()");
    }
}
//调用
public class DecoratorPattern {
	    public static void main(String[] args) {
	        Component p = new ConcreteComponent();
	        p.operation();
	        System.out.println("---------------------------------");
	        Component d = new ConcreteDecorator(p);
	        d.operation();
	    }
	}

代理模式

客户端通过代理类访问，代理类实现具体的实现细节，客户端只需要使用代理类即可实现操作。

这种模式可以对旧功能进行代理，用一个代理类调用原有的方法，且对产生的结果进行控制。

interface Source{ void method();}

class OldClass implements Source{

    @Override
    public void method() {
    }
    
}

class Proxy implements Source{

    private Source source = new OldClass();

    void doSomething(){}
    
    @Override
    public void method() {
        new Class1().Func1();
        source.method();
        new Class2().Func2();
        doSomething();
    }
    
}

外观模式

为子系统中的一组接口提供一个一致的界面，定义一个高层接口，这个接口使得这一子系统更加容易使用。这句话是百度百科的解释，有点难懂，但是没事，看下面的例子，我们在启动停止所有子系统的时候，为它们设计一个外观类，这样就可以实现统一的接口，这样即使有新增的子系统subSystem4,也可以在不修改客户端代码的情况下轻松完成。

public class Facade {
    private subSystem1 subSystem1 = new subSystem1();
    private subSystem2 subSystem2 = new subSystem2();
    private subSystem3 subSystem3 = new subSystem3();
    
    public void startSystem(){
        subSystem1.start();
        subSystem2.start();
        subSystem3.start();
    }
    
    public void stopSystem(){
        subSystem1.stop();
        subSystem2.stop();
        subSystem3.stop();
    }
}

桥接模式

桥接模式用于把抽象化与实现化解耦，使得二者可以独立变化。

interface DrawAPI {
    public void drawCircle(int radius, int x, int y);
}
class RedCircle implements DrawAPI {
    @Override
    public void drawCircle(int radius, int x, int y) {
        System.out.println("Drawing Circle[ color: red, radius: "
                + radius +", x: " +x+", "+ y +"]");
    }
}
class GreenCircle implements DrawAPI {
    @Override
    public void drawCircle(int radius, int x, int y) {
        System.out.println("Drawing Circle[ color: green, radius: "
                + radius +", x: " +x+", "+ y +"]");
    }
}

abstract class Shape {
    protected DrawAPI drawAPI;
    protected Shape(DrawAPI drawAPI){
        this.drawAPI = drawAPI;
    }
    public abstract void draw();
}

class Circle extends Shape {
    private int x, y, radius;

    public Circle(int x, int y, int radius, DrawAPI drawAPI) {
        super(drawAPI);
        this.x = x;
        this.y = y;
        this.radius = radius;
    }

    public void draw() {
        drawAPI.drawCircle(radius,x,y);
    }
}

//客户端使用代码
Shape redCircle = new Circle(100,100, 10, new RedCircle());
Shape greenCircle = new Circle(100,100, 10, new GreenCircle());
redCircle.draw();
greenCircle.draw();

组合模式

组合模式是为了表示那些层次结构，同时部分和整体也可能是一样的结构，常见的如文件夹或者树。举例：

abstract class component{}

class File extends  component{ String filename;}

class Folder extends  component{
    component[] files ;  //既可以放文件File类，也可以放文件夹Folder类。Folder类下又有子文件或子文件夹。
    String foldername ;
    public Folder(component[] source){ files = source ;}
    
    public void scan(){
        for ( component f:files){
            if ( f instanceof File){
                System.out.println("File "+((File) f).filename);
            }else if(f instanceof Folder){
                Folder e = (Folder)f ;
                System.out.println("Folder "+e.foldername);
                e.scan();
            }
        }
    }
    
}

享元模式

使用共享对象的方法，用来尽可能减少内存使用量以及分享资讯。通常使用工厂类辅助，例子中使用一个HashMap类进行辅助判断，数据池中是否已经有了目标实例，如果有，则直接返回，不需要多次创建重复实例。

abstract class flywei{ }

public class Flyweight extends flywei{
    Object obj ;
    public Flyweight(Object obj){
        this.obj = obj;
    }
}

class  FlyweightFactory{
    private HashMap<Object,Flyweight> data;

    public FlyweightFactory(){ data = new HashMap<>();}

    public Flyweight getFlyweight(Object object){
        if ( data.containsKey(object)){
            return data.get(object);
        }else {
            Flyweight flyweight = new Flyweight(object);
            data.put(object,flyweight);
            return flyweight;
        }
    }
}

链接：https://www.cnblogs.com/zhaojinyan/p/9401010.html