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最新推荐文章于 2024-07-27 20:47:26 发布

绕远的偶人

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分类专栏： Java基础

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本文详细介绍了设计模式的三大类别——创建型、行为型和结构型，包括单例、工厂方法、责任链、迭代器、中介者、观察者等经典模式。阐述了各种模式的核心思想和应用场景，帮助读者理解和应用设计模式。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

主要参考https://cyc2018.github.io/CS-Notes/#/notes/%E8%AE%BE%E8%AE%A1%E6%A8%A1%E5%BC%8F

创建型

1、单例

懒汉式，性能差

public class Singleton {

    private static Singleton uniqueInstance;

    private Singleton() {
    }

    public static synchronized Singleton getUniqueInstance() {
        if (uniqueInstance == null) {
            uniqueInstance = new Singleton();
        }
        return uniqueInstance;
    }
}

饿汉式，不能通过延迟实例化来节省资源

private static Singleton uniqueInstance = new Singleton();

双检锁，volatile避免重排序，防止返回尚未初始化的uniqueInstance

public class Singleton {

    private volatile static Singleton uniqueInstance;

    private Singleton() {
    }

    public static Singleton getUniqueInstance() {
        if (uniqueInstance == null) {
            synchronized (Singleton.class) {
                if (uniqueInstance == null) {
                    uniqueInstance = new Singleton();
                }
            }
        }
        return uniqueInstance;
    }
}

静态内部类，只有当调用 getUniqueInstance() 方法从而触发 SingletonHolder.INSTANCE 时 SingletonHolder 才会被加载，此时初始化 INSTANCE 实例，并且 JVM 能确保 INSTANCE 只被实例化一次，简单高效。

public class Singleton {

    private Singleton() {
    }

    private static class SingletonHolder {
        private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
    }

    public static Singleton getUniqueInstance() {
        return SingletonHolder.INSTANCE;
    }
}

枚举实现，该实现是由 JVM 保证只会实例化一次，可以防止反射攻击。

public enum Singleton {

    INSTANCE;
}

个人认为内部类和枚举较好，简单高效。

2、简单工厂，没有Factory的接口，SimpleFactory生产不同类型的ConcreteProduct1，ConcreteProduct2等

3、工厂方法，Factory是抽象类，factoryMethod是抽象方法，doSomething处理产品。

4、抽象工厂，提供Factory接口，用于创建相关的对象家族，即多个相关的Product。

5、建造者（生成器，Builder）模式，封装一个对象的构造过程，并允许按步骤构造。将各个部件的建造请求委派到具体的建造者。比如汽车，拆分成车轮、车门、发动机、方向盘的建造等等，而用户并不关心。

6、原型模式（Prototype），使用原型实例指定要创建对象的类型，通过复制这个原型来创建新对象，clone()

行为型

1、责任链，Handler：定义处理请求的接口，处理请求（handleRequest），并且包含了一个后继链（successor），if (successor != null) { successor.handleRequest(request)};

2、命令，将命令封装成对象中。

Command：命令
Receiver：命令接收者，也就是命令真正的执行者
Invoker：通过它来调用命令
Client：可以设置命令与命令的接收者

3、解释器模式，为语言创建解释器，通常由语言的语法和语法分析来定义。用来解析语义，传入文本Context。

4、迭代器（Iterator），提供一种顺序访问聚合对象元素的方法，并且不暴露聚合对象的内部表示。

Aggregate 是聚合类，其中 createIterator() 方法可以产生一个 Iterator；
Iterator 主要定义了 hasNext() 和 next() 方法。
Client 组合了 Aggregate，为了迭代遍历 Aggregate，也需要组合 Iterator。

5、中介者（Mediator）

Mediator：中介者，定义一个接口用于与各同事（Colleague）对象通信。
Colleague：同事，相关对象

Mediator可以定义方法public abstract void doEvent(String eventType);当特定类型的事件发生后，去调度Colleague

6、备忘录（Memento）

在不违反封装的情况下获得对象的内部状态，从而在需要时可以将对象恢复到最初状态。

Originator：原始对象
Caretaker：负责保存好备忘录
Menento：备忘录，存储原始对象的的状态。备忘录实际上有两个接口，一个是提供给 Caretaker 的窄接口：它只能将备忘录传递给其它对象；一个是提供给 Originator 的宽接口，允许它访问到先前状态所需的所有数据。理想情况是只允许 Originator 访问本备忘录的内部状态。

7、观察者（Observer）

定义对象之间的一对多依赖，当一个对象状态改变时，它的所有依赖都会收到通知并且自动更新状态。

主题（Subject）是被观察的对象，而其所有依赖者（Observer）称为观察者。

主题（Subject）具有注册和移除观察者、并通知所有观察者的功能，主题是通过维护一张观察者列表来实现这些操作的。

观察者（Observer）的注册功能需要调用主题的 registerObserver() 方法。

8、状态（State）

允许对象在内部状态改变时改变它的行为，对象看起来好像修改了它所属的类。状态机，state不同行为不同。

9、策略（Strategy）

定义一系列算法，封装每个算法，并使它们可以互换。

Strategy 接口定义了一个算法族，它们都实现了 behavior() 方法。
Context 是使用到该算法族的类，其中的 doSomething() 方法会调用 behavior()，setStrategy(Strategy) 方法可以动态地改变 strategy 对象，也就是说能动态地改变 Context 所使用的算法。