• 设计模式一创建型设计模式


    设计模式总概念之创建型设计模式详解

    设计模式分类:

    创建型设计模式:对象怎么来的,主要用于创建对象。

    结构型设计模式:对象和谁有关系,主要用于描述对象之间的关系。

    行为型设计模式:对象和对象在干嘛,主要用于描述对象的动作。

    J2EE型设计模式:对象联合起来要干嘛,主要用于描述对象联合的目的。

    设计模式的六大原则:

    开闭原则:对扩展开放,对修改关闭。

    里氏代换原则:任何基类可以出现的地方,子类一定可以出现

    依赖倒转原则:针对接口编程,依赖于抽象而不依赖于具体类

    接口隔离原则:使用多个隔离的接口好过于使用一个接口,降低类之间的耦合性

    迪米特法则:实体之间尽少相互作用,系统功能模块尽量独立;

    合成复用原则:尽量使用聚合和组合,而不是继承;

    创建型设计模式:

    工厂模式 ; 抽象工厂模式  ; 单例模式 ; 建造者模式 ; 原型模式

    工厂模式:

      创建一个接口,创建多个实现接口的实体类

      创建一个工厂类,通过工厂创建对象。

    定义Animal接口: Animal.java

    public interface Animal
    {
      void eat();
    }

    定义接口实现类1 Dog.java

    public class Dog implements Animal
    {
      @Override
      public void eat()
      {
        System.out.println("eat meat ~");
      }
    }

    定义接口实现类2 Cat.java

    public class Cat implements Animal
    {
      @Override
      public void eat()
      {
        System.out.println("eat fish ~");
      }
    }

    定义工厂类 AnimalFactory.java

    public class AnimalFactory
    {
      public AnimalFactory getAnimalFactory(String  animalName)
      {
        if(animalName.equalsIgnoreCase("DOG"))
        {
          return new Dog();
        }
        else if(animalName.equalsIgnoreCase("Cat"))
        {
          return new Cat();
        }
        else
        {
          return null;
        }


      }
    }

    通过工厂类创建对象类 AnimalFactoryTest.java

    public class AnimalFactoryTest
    {
         public static void main(String[] args) 
        {  
        //创建工厂对象   AnimalFactory animalFactory = new AnimalFactory();
        
        //通过工厂对象创建对应的接口实现类对象,而后调用类实现的方法
        Dog dog = animalFactory.getAnimalFactory("dog");
        dog.eat();
        
    Cat cat= animalFactory.getAnimalFactory("cat");
        cat.eat();
      

    } }

     输出结果为:

    eat meat ~

    eat fish ~

    抽象工厂模式:

      创建多个接口,创建对应每个接口的多个实现类

      创建一个抽象工厂类 里面包含得到每个接口类型变量的抽象方法 

      创建多个工厂继承抽象工厂,实现对应的方法,不对应的采用空实现

    与工厂模式的不同之处: 接口对应的工厂类继承抽象工厂,工厂生成器生成工厂,再通过工厂创建对象

    定义Shape接口: Shape.java

    public interface Shape
    {
      void draw();            
    }

    定义Circle实现SHape接口类: Circle.java

    public class Circle implements Shape
    {
       public void draw()
    { System.out.println(
    "draw--circle"); } }

    定义Square实现SHape接口类: Square.java

    public class Square implements Shape
    {
       public void draw()
    { System.out.println("draw--square"); } }

    定义Color接口: Color.java

    public interface Color
    {
      void fill();            
    }

    定义Red实现Color接口类: Red.java

    public class Red implements Color
    {
       public void fill()
    { System.out.println("fill--Red"); } }

    定义Green实现Color接口类: Green.java

    public class Green implements Color
    {
       public void fill()
    { System.out.println("fill--green"); } }

     创建获取接口的抽象工厂: AbstractFactory.java

    public abstract class AbstractFactory
    {
      abstract Shape getShape(String shape);
      abstract Color getColor(String color);   
    }

    创建Shape接口对应的工厂,并且继承抽象工厂: ShapeFactory.java

    public class ShapeFactory extends AbstractFactory
    {
      @Override
       public Shape getShape(String shape)
        {
           if(shape.equals("Circle"){
              return new Circle();
           }else if(shape.equals("Square")){
              return new Square();
           }else{
              return null;
           }
        }    
       @Override
       public Color getColor(String color)
       {
        return null;  
    }
    } 

    创建Color接口对应的工厂,并且继承抽象工厂:ColorFactory.java

    public class ColorFactory extends AbstractFactory
    {
      @Override
       public Color getColor(String color)
        {
           if(color.equals("red"){
              return new Red();
           }else if(color.equals("green")){
              return new Green();
           }else{
              return null;
           }
        }    
       @Override
       public Shape getShape(String shape)
        {
              return null;
        }    
    } 

      创建工厂生成器类用来得到相应的接口对应的工厂: BuilderFactory.java

    public class BuilderFactory
    {
      public static AbstractFactory getFactory(String factory)
      {
         if(factory.equals("ShapeFactory")){
           return new ShapeFactory();
        }else  if(factory.equals("ColorFactory")){
           return new ColorFactory();
        }else{
           return null;
        }
      }
    }    

    测试类:AbstractFactoryTest.java

    public class AbstractFactoryTest
    {
      public static void main(String[] args){
        //得到Shape接口对应的工厂
        AbstractFactory shapeFactory = BuilderFactory.getFactory("ShapeFactory");
        //通过工厂创建Circle对象
        Circle circle = shapeFactory.getShape("Circle");
        circle.draw();
        //通过工厂创建Square对象
        Square square= shapeFactory.getShape("Square");
        square.draw();
        //得到Color接口对应的工厂
        AbstractFactory colorFactory = BuilderFactory.getFactory("ColorFactory");
        //通过工厂创建Red对象
        Red red= colorFactory .getColor("red");
        red.fill();
    
    
        //通过工厂创建Green对象
        Green green= colorFactory .getColor("green");
        green.fill();
      }
    }

    输出结果为:

    draw--circle

    draw--square

    fill--red

    fill--green

    单例模式:

      保证只有一个对象的存在

      构造方法私有化

      饱汉式单例与饿汉式单例

    包汉式单例 Singleton.java

    特点:

    创建静态全局变量

    定义私有构造方法

    创建静态方法获取对象,先判断对象是否存在,存在直接返回对象,不存在通过new创建对象再返回。

    public class Singleton {  
        private static Singleton instance;  
        private Singleton (){}  
        
      //synchronized存在的时候表示这是线程安全的,不存在的时候表示线程不安全
    public static synchronized Singleton getInstance() { if (instance == null) { instance = new Singleton(); } return instance; }
       public void showMessage(){
          System.out.println("Hello World!");
       }
    } 

    饿汉式单例:Singleton.java

    特点:

    定义私有的构造方法

    直接定义静态全局变量并且创建对象为其赋值,

    创建静态方法获取时直接返回对象。

    public class Singleton {  
        private static Singleton instance = new Singleton();  
        private Singleton (){}  
        public static Singleton getInstance() {  
        return instance;  
        }  
       public void showMessage(){
          System.out.println("Hello World!");
       }
    } 

    测试类: SingletonTest.java

    public class SingletonTest{
       public static void main(String[] args) {
    
          //不合法的构造函数
          //编译时错误:构造函数 Singleton () 是不可见的
          //Singleton object = new Singleton ();
    
          //获取唯一可用的对象
          Singleton object = Singleton .getInstance();
    
          //显示消息
          object.showMessage();
       }
    }

    输出结果:

    Hello world!

     

    知识点:抽象类实现接口可以不实现的接口的所有方法,未实现的接口方法可以交给抽象类的子类去实现。

    建造者模式:

    使用多个简单的对象一步一步构建成一个复杂的对象。

    一个 Builder 类会一步一步构造最终的对象。该 Builder 类是独立于其他对象的。

    步骤 1

    创建一个表示食物条目和食物包装的接口。

    Item.java

    public interface Item {
       public String name();
       public Packing packing();
       public float price();    
    }

    Packing.java

    public interface Packing {
       public String pack();
    }

    步骤 2

    创建实现 Packing 接口的实体类。

    Wrapper.java

    public class Wrapper implements Packing {
    
       @Override
       public String pack() {
          return "Wrapper";
       }
    }

    Bottle.java

    public class Bottle implements Packing {
    
       @Override
       public String pack() {
          return "Bottle";
       }
    }

    步骤 3

    创建实现 Item 接口的抽象类,该类提供了默认的功能。(这里只实现一个方法,其余两个交给子类去实现)

    Burger.java

    public abstract class Burger implements Item {
    
       @Override
       public Packing packing() {
          return new Wrapper();
       }
    
       @Override
       public abstract float price();
    }

    ColdDrink.java

    public abstract class ColdDrink implements Item {
    
        @Override
        public Packing packing() {
           return new Bottle();
        }
    
        @Override
        public abstract float price();
    }

    步骤 4

    创建扩展了 Burger 和 ColdDrink 的实体类。

    VegBurger.java

    public class VegBurger extends Burger {
    
       @Override
       public float price() {
          return 25.0f;
       }
    
       @Override
       public String name() {
          return "Veg Burger";
       }
    }

    ChickenBurger.java

    public class ChickenBurger extends Burger {
    
       @Override
       public float price() {
          return 50.5f;
       }
    
       @Override
       public String name() {
          return "Chicken Burger";
       }
    }

    Coke.java

    public class Coke extends ColdDrink {
    
       @Override
       public float price() {
          return 30.0f;
       }
    
       @Override
       public String name() {
          return "Coke";
       }
    }

    Pepsi.java

    public class Pepsi extends ColdDrink {
    
       @Override
       public float price() {
          return 35.0f;
       }
    
       @Override
       public String name() {
          return "Pepsi";
       }
    }

    步骤 5

    创建一个 Meal 类,带有上面定义的 Item 对象。

    Meal.java

    import java.util.ArrayList;
    import java.util.List;
    
    public class Meal {
       private List<Item> items = new ArrayList<Item>();    
    
       public void addItem(Item item){
          items.add(item);
       }
    
       public float getCost(){
          float cost = 0.0f;
          for (Item item : items) {
             cost += item.price();
          }        
          return cost;
       }
    
       public void showItems(){
          for (Item item : items) {
             System.out.print("Item : "+item.name());
             System.out.print(", Packing : "+item.packing().pack());
             System.out.println(", Price : "+item.price());
          }        
       }    
    }

    步骤 6

    创建一个 MealBuilder 类,实际的 builder 类负责创建 Meal 对象。

    MealBuilder.java

    public class MealBuilder {
    
       public Meal prepareVegMeal (){
          Meal meal = new Meal();
          meal.addItem(new VegBurger());
          meal.addItem(new Coke());
          return meal;
       }   
    
       public Meal prepareNonVegMeal (){
          Meal meal = new Meal();
          meal.addItem(new ChickenBurger());
          meal.addItem(new Pepsi());
          return meal;
       }
    }

    步骤 7

    BuiderPatternDemo 使用 MealBuider 来演示建造者模式(Builder Pattern)。

    BuilderPatternDemo.java

    public class BuilderPatternDemo {
       public static void main(String[] args) {
          MealBuilder mealBuilder = new MealBuilder();
    
          Meal vegMeal = mealBuilder.prepareVegMeal();
          System.out.println("Veg Meal");
          vegMeal.showItems();
          System.out.println("Total Cost: " +vegMeal.getCost());
    
          Meal nonVegMeal = mealBuilder.prepareNonVegMeal();
          System.out.println("
    
    Non-Veg Meal");
          nonVegMeal.showItems();
          System.out.println("Total Cost: " +nonVegMeal.getCost());
       }
    }

    步骤 8

    验证输出。

    Veg Meal
    Item : Veg Burger, Packing : Wrapper, Price : 25.0
    Item : Coke, Packing : Bottle, Price : 30.0
    Total Cost: 55.0
    
    
    Non-Veg Meal
    Item : Chicken Burger, Packing : Wrapper, Price : 50.5
    Item : Pepsi, Packing : Bottle, Price : 35.0
    Total Cost: 85.5


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