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  • 主要介绍了Java结构型设计模式中的适配器模式与桥接模式,结构型设计模式是从程序的结构上解决模块之间的耦合问题,需要的朋友可以参考下
  • 介绍Java结构型设计模式 本文我们聚焦java中实现结构设计模式,讨论它们是什么以及它们之间的基本差异。 设计模式分类 根据GOF对设计模式的分类,有三种: 创建型模式 结果型模式 行为型模式 简言之,...

    介绍Java结构型设计模式

    本文我们聚焦java中实现结构设计模式,讨论它们是什么以及它们之间的基本差异。

    设计模式分类

    根据GOF对设计模式的分类,有三种:

    1. 创建型模式
    2. 结果型模式
    3. 行为型模式

    简言之,结构模式处理类和对象的组合。它们提供不同方式使用对象组合和继承创建一些抽象。属于结构型模式有代理模式,装饰模式,适配器模式,桥接模式,门面模式享元模式组合模式

    代理模式

    通过该模式,我们创建媒介作为其他资源的接口,如文件、连接。这种辅助方式作为真正组件的代理,隐藏底层的复杂性。

    示例

    假设有一个需要初始化配置的大对象(如JDBC连接或SessionFactory)。这样对象一旦被初始化后,希望后续调用可以重用:

    uml

    下面创建一个简单接口,用于配置该对象:

    public interface ExpensiveObject {
        void process();
    }
    

    然后实现该接口,带有繁重的初始化配置:

    public class ExpensiveObjectImpl implements ExpensiveObject {
     
        public ExpensiveObjectImpl() {
            heavyInitialConfiguration();
        }
         
        @Override
        public void process() {
            LOG.info("processing complete.");
        }
         
        private void heavyInitialConfiguration() {
            LOG.info("Loading initial configuration...");
        }
         
    }
    

    现在利用代理模式根据需要初始化对象:

    public class ExpensiveObjectProxy implements ExpensiveObject {
        private static ExpensiveObject object;
     
        @Override
        public void process() {
            if (object == null) {
                object = new ExpensiveObjectImpl();
            }
            object.process();
        }
    }
    

    无论什么时间客户端调用process方法,它们仅能看到方法调用,而初始化配置总是被隐藏:

    public static void main(String[] args) {
        ExpensiveObject object = new ExpensiveObjectProxy();
        object.process();
        object.process();
    }
    

    注意当调用process方法两次,背后初始化部分仅执行一次,即对象初始化。后续每次调用,该模式会跳过初始化过程,仅调用process方法:

    Loading initial configuration...
    processing complete.
    processing complete.
    

    什么时候使用代理模式

    理解如何使用模式很重要,但理解什么时候使用时关键的。下面讨论什么时候使用代理模式:

    • 当我们想简化复杂或繁重对象时。这时我们可以使用框架对象表示原始对象,其根据需要加载原始对象,也称为懒加载。即所谓虚拟代理。

    • 当原始对象在不同的地址空间中,我们想在本地表示它。可以创建其代理负责执行所有必要的例行操作,如创建和维护连接、编码、解码等。当客户端访问它时,它存在本地地址空间中。这称为远程代理。

    • 当我们想要在原始基础对象上添加一层安全性,以便基于客户机的访问权限提供受控访问时。这称为保护代理。

    关键差异

    • 代理提供与原理对象相同接口,其包括对原始对象的引用,但它不会以任何方式修改数据;与适配器和装饰器模式相反,它们两者分别更改和装饰已有实例的功能。

    • 代理通常在编译时拥有关于实际主题的信息,而装饰器和适配器则在运行时被注入,只知道实际对象的接口。

    装饰模式

    该模式用于增强一个对象的行为。详细内容请看这篇博文。

    关键差异包括下面几点:

    • 虽然代理和装饰器模式有类似的结构,但它们的意图不同。代理模式首要目的是便于使用或控制访问,装饰模式是增加额外的功能。
    • 两者都持有原始对象的引用。
    • 装饰器模式中装饰元素可以递归使用,不限制次数,而其他模式不能。

    适配器模式

    适配器模式用于连接两个不兼容接口,否则两者不能直接连接。适配器使用新的接口包装已经存在的类,这样使其兼容称为我们需要的接口。详细描述可以查看介绍java适配器短文。

    适配器与代理模式的主要差异点为:

    • 虽然代理模式提供了相同的接口,但适配器模式提供了与其客户机兼容的不同接口。
    • 适配器模式在应用组件已经设计好之后使用,因此可以不修改源码进行使用。这与桥接模式相反,其一般在组件设计之前使用。

    桥接模式

    GOF官方定义桥接模式为将抽象与其实现解耦,以便两者能够独立地变化。
    这意味着使用OOP原则创建一个将职责划分为不同抽象类的桥接接口。

    示例

    对于Bridge模式,我们将考虑两个抽象层;一个是几何形状(如三角形和正方形),填充了不同的颜色(我们的第二个抽象层):

    uml img

    首先定义color接口:

    public interface Color {
        String fill();
    }
    

    然后定义接口的实现类:

    public class Blue implements Color {
        @Override
        public String fill() {
            return "Color is Blue";
        }
    }
    

    现在创建抽象Shape类,其包含一个color对象引用(桥接):

    public abstract class Shape {
        protected Color color;
         
        //standard constructors
         
        abstract public String draw();
    }
    

    现在创建Shape的具体实现类,其也利用Color接口的方法:

    public class Square extends Shape {
     
        public Square(Color color) {
            super(color);
        }
     
        @Override
        public String draw() {
            return "Square drawn. " + color.fill();
        }
    }
    

    测试该模式,下面测试代码返回true:

    @Test
    public void whenBridgePatternInvoked_thenConfigSuccess() {
        //a square with red color
        Shape square = new Square(new Red());
      
        assertEquals(square.draw(), "Square drawn. Color is Red");
    }
    

    这里我们使用桥接模式并传入期望的color对象。通过输出信息shape使用期望的color进行绘制:

    Square drawn. Color: Red
    Triangle drawn. Color: Blue
    

    什么时候使用桥接模式

    • 当我们想要父抽象类定义一组基础规则,具体实现类增加额外规则时。
    • 当我们有一个抽象类,它有一个对象引用,并且它有抽象方法,这些方法将在每个具体类中重载。

    关键差异点

    • 桥接模式仅在应用设计之前被实现。
    • 桥接模式允许抽象和实现独立更改,而适配器模式是不兼容类可以连接成为可能。

    总结

    本文我们聚焦结构型模式并对比分析它们之间差异。

    展开全文
  • 说实话设计模式这一系列的文章,也包括小编看其他博主所分享的设计模式相关文章,访问量都不是特别多,说明设计模式还不被广大的程序员所重视。 设计模式这种东西你要不学也没有关系,小编之前也说过设计模式之所以...

    一、引言

    哟哟哟,十二月啦

    下个月就过大年初一了,不得不说越长大越感觉时间不经用,这篇文章本应该是上周就应该开始写的,上个礼拜被硬生生周末拖过去加班,拖到了这个礼拜的周末。

    说实话设计模式这一系列的文章,也包括小编看其他博主所分享的设计模式相关文章,访问量都不是特别多,说明设计模式还不被广大的程序员所重视。

    设计模式这种东西你要不学也没有关系,小编之前也说过设计模式之所以存在那么肯定是有它的道理的。

    二、享元模式介绍

    享元模式常用于底层开发,解决系统的性能问题,也是结构型设计模式的一种。

    享元模式(Flyweight Pattern),运用共享技术有效的支持大量细粒度的对象。

    比如说:java面试题中很常见的,问你如下代码代码创建了几个对象? 

    String str = new String("abc");
    String str1 = "abc";

    面试题的考点就在乎你是否了解String常量池,享元模式经典的应用场景就是池技术,String 常量池、数据库连接池、缓冲池都是享元模式的应用

    像数据库连接池,里面都是创建好的连接对象, 在这些连接对象中有我们所需要的则直接拿来用,避免重新创建,如果没有则创建一个。

    三、享元模式实际应用

    这接近年底了,领导要求公司各个部门的领导写一份共工作报告,可能今天A领导找了研发部门的领导要了报告,可能明天B领导也要找研发部门的领导要报告。

    此时,这里研发部门的领导看作是一个对象,它就就可以被重复利用,不需要每次领导要一次报告就创建一个对象,这样比较耗费性能。

    我们就以这个例子来用代码表示一下。

    步骤一:我们先要写一个员工的底层类,因为部门领导也是属于员工。

    /**
     * @Auther: IT贱男
     * @Date: 2019/12/1 11:27
     * @Description: 员工接口
     */
    public interface Employee {
    
        /**
         * 做报告
         */
        void report();
    }
    

    步骤二:写完员工,接下来就是部门领导类,来实现员工接口

    
    /**
     * @Auther: IT贱男
     * @Date: 2019/12/1 11:27
     * @Description: 领导类,领导也是员工,所以实现员工接口
     */
    public class Manager implements Employee {
    
        /**
         * 这里就是内部对象,它不会随着外部对象的改变而改变,永远都是部门经理
         */
        private String title = "部门经理";
    
        /**
         * 所在部门,这里小伙伴要注意,department是通过外部传递进来的参数,所以称之为外部对象
         */
        private String department;
    
        /**
         * 报告内容
         */
        private String reportContent;
    
        public Manager(String department) {
            this.department = department;
        }
    
        @Override
        public void report() {
            // 输出报告内容
            System.out.println(reportContent);
        }
    
        /**
         * 写报告
         * @param reportContent
         */
        public void setReportContent(String reportContent) {
            this.reportContent = reportContent;
        }
    }
    

    步骤三:最核心的来了,员工工厂类,用来获取部门经理。 大家可以看下具体获取部门领导的方法,先是从领导池中获取,如果没有则创建,并且打印正在写报告。

    
    import java.util.HashMap;
    import java.util.Map;
    
    /**
     * @Auther: IT贱男
     * @Date: 2019/12/1 11:30
     * @Description: 员工工厂类
     */
    public class EmployeeFactory {
        // 使用饿汉单例模式
        private static EmployeeFactory ourInstance = new EmployeeFactory();
    
        public static EmployeeFactory getInstance() {
            return ourInstance;
        }
    
        // 部门领导池
        private static Map<String, Manager> EMPLOYYEMAP = new HashMap();
    
        private EmployeeFactory() {
        }
    
        /**
         * 获取部门领导
         *
         * @param department
         * @return
         */
        public Employee getManager(String department) {
            Manager manager = EMPLOYYEMAP.get(department);
            if (manager == null) {
                // 新建一个
                manager = new Manager(department);
                System.out.println(department + " 正在写报告");
                manager.setReportContent(department + "领导的报告内容为: ........");
                EMPLOYYEMAP.put(department, manager);
            }
            return manager;
        }
    
    }
    

    步骤四:测试测试测试,最后这个研发部的领导对象,在领导池中只有一个对象,避免重新创建!!!

    
    /**
     * @Auther: IT贱男
     * @Date: 2019/12/1 11:36
     * @Description:
     */
    public class Client {
    
        public static void main(String[] args) {
            EmployeeFactory instance = EmployeeFactory.getInstance();
            // A领导要研发部写报告,第一次写
            Employee employee = instance.getManager("研发部");
            employee.report();
    
            // B领导也要研发部写报告,直接拿第一次写的报告即可
            Employee employee1 = instance.getManager("研发部");
            employee1.report();
        }
    }
    
    研发部 正在写报告
    研发部领导的报告内容为: ........
    研发部领导的报告内容为: ........
    
    Process finished with exit code 0

    四、享元模式的注意事项和细节

    最后小编再来总结一下:

    享元模式,“享”,就是代表共享、“元”,就是代表对象。

    享元模式大大减少类对象的创建,降低了程序内存的占用,提高效率。

    但这个享元模式提高了系统复杂度,需要分离出内部状态和外部状态,而外部状态具有固化特性,不应该随着内部状态的改变而改变,这是我们使用享元模式需要注意的地方。

     

    展开全文
  • 一、引言 距离2020年元旦还剩下83天 很多小伙伴不理解为什么要学习设计模式,也有很多小伙伴在学习设计模式过程当中,因感觉枯燥无味放弃了。...学习设计模式是为了使你所写的代码具有更好的扩展、...

    一、引言

    距离2020年元旦还剩下83天

    很多小伙伴不理解为什么要学习设计模式,也有很多小伙伴在学习设计模式过程当中,因感觉枯燥无味放弃了。

    学习设计模式重点不在于学习时所写的代码,而是要去领会设计思想,当然第一次学习可能不会领会很深刻,需要一点一点进行累积,我们可以学习设计模式的同时,去看看一些开源框架中是如何使用设计模式,进一步巩固。

    学习设计模式是为了使你所写的代码具有更好的扩展型、可维护性,优点小编就不多说了,设计模式这么久之所以存在肯定是具有一定的影响性的。

    二、组合模式基本介绍

    1、组合模式(Composite Pattern),又叫部分整体模式,它创建了对象组的树形结构,将对象组合成树状结构以表示“整体-部分”层次的关系。

    2、组合模式使得用户对单个对象和组合对象的访问具有一致性,即:组合模式能让客户以一致的方式处理个别对象以及组合对象

    3、结构性设计模式

    上面这些听起来感觉太官方了,举个例子:一个学校包含多个学院,一个学院又包含了多个系,学校、学院、系三者之间是组合关系,像一个树形结构。

    组合模式包含的角色

    1、Component:全部部件的基类,定义所有子类共有的接口,并提供默认实现,用于管理子部件。

    2、Leaf : 叶子节点,叶子节点没有子节点,案例中系就是叶子节点。

    3、Composlte:非叶子节点,用于储存子部件,实现Component接口中相对应的操作方法,比如添加、删除。

    三、实用案例

    现在,我们需要编写一个程序,需要展示出学校的院系组成,一个学校包含多个学院,一个学院多个系。

    清华大学
    -------------计算机学院-------------
    计算机科学与技术
    软件工程
    -------------工程学院-------------
    通信工程
    信息工程

    传统解决思路:遇到这种组合关系,最容易想到就是方式就是继承,将学院看做成学校的子类、系是学院的子类,实际上是按照组织大小来进行分层次的,这种方式很明显不能进行很好的管理,比如对学院、系的添加、删除、遍历等等。

    组合模式解决思路:把学校、学院、系看作成组织结构,他们之间没有继承的关系,而是一个属性结构,可以更好的实现管理操作。

    步骤一:根据组合模式原理类图来看,首先我们需要定义Component,学校、学院、系都有名称和描述两个通用属性,并且还定义了一个添加方法,和打印方法。

    /**
     * @Auther: IT贱男
     * @Date: 2019/8/23 11:24
     * @Description: Component - 机构抽象类
     */
    public abstract class OrganizationComponent {
    
    
        public OrganizationComponent(String name, String des) {
            this.name = name;
            this.des = des;
        }
    
        /**
         * 结构名字
         */
        private String name;
    
        /**
         * 机构描述
         */
        private String des;
    
        public String getName() {
            return name;
        }
    
        public String getDes() {
            return des;
        }
    
        /**
         * 默认实现添加方法
         *
         * @param organizationComponent
         */
        protected void add(OrganizationComponent organizationComponent) {
            throw new UnsupportedOperationException("没有添加权限");
        }
    
        /**
         * 定义抽象打印方法
         */
        protected abstract void print();
    
    }

    步骤二:创建学校、学院,两个机构都是非叶子节点,并且都需要重写添加方法,来保存子部件。

    /**
     * @Auther: IT贱男
     * @Date: 2019/8/23 11:28
     * @Description: 学校
     */
    public class University extends OrganizationComponent {
    
        /**
         * 存放学院
         */
        private List<OrganizationComponent> organizationComponents = new ArrayList<>();
    
        public University(String name, String des) {
            super(name, des);
        }
    
        /**
         * 学校有权利添加学院,所以重写添加方法
         *
         * @param organizationComponent
         */
        @Override
        protected void add(OrganizationComponent organizationComponent) {
            organizationComponents.add(organizationComponent);
        }
    
        @Override
        protected void print() {
            // 打印当前学校
            System.out.println(getName());
            // 遍历打印学院
            for (OrganizationComponent component : organizationComponents) {
                component.print();
            }
        }
    }
    /**
     * @Auther: IT贱男
     * @Date: 2019/8/23 11:33
     * @Description: Composite - 学院
     */
    public class College extends OrganizationComponent {
    
        /**
         * 存放系
         */
        private List<OrganizationComponent> organizationComponents = new ArrayList<>();
    
        public College(String name, String des) {
            super(name, des);
        }
    
        /**
         * 学院有权利添加系,重写添加方法
         *
         * @param organizationComponent
         */
        @Override
        protected void add(OrganizationComponent organizationComponent) {
            organizationComponents.add(organizationComponent);
        }
    
        @Override
        protected void print() {
            // 打印当前学院
            System.out.println("-------------" + getName() + "-------------");
            // 遍历打印系
            for (OrganizationComponent component : organizationComponents) {
                component.print();
            }
        }
    }

    步骤三:因为系是叶子节点没有子部件,只需实现打印方法即可。

    
    /**
     * @Auther: IT贱男
     * @Date: 2019/8/23 11:34
     * @Description: Leaf - 系
     */
    public class Department extends OrganizationComponent {
    
        public Department(String name, String des) {
            super(name, des);
        }
    
        /**
         * 实现打印方法
         */
        @Override
        protected void print() {
            System.out.println(getName());
        }
    }
    

    步骤四:测试,最后实现效果

    /**
     * @Auther: IT贱男
     * @Date: 2019/8/23 11:34
     * @Description: 客户端
     */
    public class Client {
    
        public static void main(String[] args) {
    
            // 创建学校
            University qinghua = new University("清华大学", "清华大学");
    
            // 创建计算机学院,并且添加系
            College jisuanji = new College("计算机学院", "计算机学院");
            Department xi1 = new Department("计算机科学与技术", "计算机科学与技术");
            Department xi2 = new Department("软件工程", "软件工程");
            jisuanji.add(xi1);
            jisuanji.add(xi2);
    
            // 创建工程学院,并且添加系
            College gongcheng = new College("工程学院", "工程学院好");
            Department xi3 = new Department("通信工程", "通信工程");
            Department xi4 = new Department("信息工程", "信息工程");
            gongcheng.add(xi3);
            gongcheng.add(xi4);
    
            // 给学校添加学院
            qinghua.add(jisuanji);
            qinghua.add(gongcheng);
    
            // 调用打印方法
            qinghua.print();
    
        }
    
    }

    三、组合模式注意事项和细节

    1、简化客户端操作,方便创建出复杂的层次结构,客户端不用理会组合里面的组成细节,容易添加节点或者叶子节点从而创建出复杂的树形结构。

    2、具有较强的扩展型,当我们要更改组合对象时,我们只需要调整内部的层次关系,客户端不用做出任何改动。

    3、如果处理的对象具有树形结构时,非常适合使用组合模式。

    4、如果节点和叶子有很多差异性,比如很多方法和属性都一样,这种情况就不适合使用组合模式。

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  • 结构模式就是被装饰的类都统一实现一个接口,装饰类也实现这个接口,用来做装饰的类统一继承这个装饰类。举个例子,有一个小男孩,装饰一下,有一个可爱的小男孩,可爱就是用来装饰的,装饰完之后小男孩还是小男孩,...

    1、模式理解:这个模式还是很好理解的,装饰嘛,就像我们装修房子一样,就是在原有的基础上进行改进。结构模式就是被装饰的类都统一实现一个接口,装饰类也实现这个接口,用来做装饰的类统一继承这个装饰类。举个例子,有一个小男孩,装饰一下,有一个可爱的小男孩,可爱就是用来装饰的,装饰完之后小男孩还是小男孩,就是多了个标签而已

    2、运用场景:当对象之间不存在继承关系,但是存在附属关系的时候可以使用,说简单点就是标签

    3、代码示例:可以参考:http://blog.csdn.net/zhshulin/article/details/38665187

    //先创建一个属于被装饰对象的接口
    public interface Person {
    	void description();
    }
    //然后再创建两个被装饰的对象来实现这个接口
    public class Girl implements Person{
    
    	@Override
    	public void description() {
    		System.out.println("这是一个小女孩");
    	}
    }
    
    public class Boy implements Person{
    
        @Override
        public void description() {
            System.out.println("这是一个小男孩");
        }
    }
    
    //然后创建一个装饰类,也实现这个接口
    public class Decorator implements Person{
    	protected Person person;
    	public Decorator(Person person) {
    		this.person=person;
    	}
    
    	@Override
    	public void description() {
    		person.description();
    	}
    }
    //接着写用来装饰的类,继承装饰类
    public class Sun extends Decorator{
    
    	public Sun(Person person) {
    		super(person);
    	}
    	
    	public void description(){
    		person.description();
    		System.out.println("很阳光");
    	}
    }
    
    public class Movement extends Decorator{
    
        public Movement(Person person) {
            super(person);
        }
        
        public void description(){
            person.description();
            System.out.println("爱运动");
        }
    }
    
    public class Beautiful extends Decorator{
    
        public Beautiful(Person person) {
            super(person);
        }
        public void description(){
            person.description();
            System.out.println("很漂亮");
        }
    }
    
    //最后写个测试类测试一下
    public class Main {
    
    	public static void main(String[] args) {
    		Person boy=new Boy();
    		boy=new Sun(boy);
    		boy=new Movement(boy);
    		boy.description();
    		
    		Person girl=new Girl();
    		girl=new Beautiful(girl);
    		girl.description();
    	}
    }
    这是测试结果:
    这是一个小男孩
    很阳光
    爱运动
    这是一个小女孩
    很漂亮
    

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