设计模式(Design Patterns)<——> 可复用面向对象软件的基础
设计模式(Design pattern)是一套被反复使用、多数人知晓的、经过分类编目的、代码设计经验的总结。使用设计模式是为了可重用代码、让代码更容易被他人理解、保证代码可靠性。 毫无疑问,设计模式于己于他人于系统都是多赢的,设计模式使代码编制真正工程化,设计模式是软件工程的基石,如同大厦的一块块砖石一样。项目中合理的运用设计模式可以完美的解决很多问题,每种模式在现在中都有相应的原理来与之对应,每一个模式描述了一个在我们周围不断重复发生的问题,以及该问题的核心解决方案,这也是它能被广泛应用的原因。
设计模式分类
按照设计模式的用法用途,我们一般讲java的设计模式分为以下几种:
创建型模式,共五种: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,共七种: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,共十一种: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。
并发型模式
线程池模式
设计模式特性
- 开闭原则(Open Close Principle)
开闭原则就是说对扩展开放,对修改关闭。在程序需要进行拓展的时候,不能去修改原有的代码,实现一个热插拔的效果。所以一句话概括就是:为了使程序的扩展性好,易于维护和升级。想要达到这样的效果,我们需要使用接口和抽象类,后面的具体设计中我们会提到这点。
- 里氏代换原则(Liskov Substitution Principle)
里氏代换原则(Liskov Substitution Principle LSP)面向对象设计的基本原则之一。 里氏代换原则中说,任何基类可以出现的地方,子类一定可以出现。 LSP是继承复用的基石,只有当衍生类可以替换掉基类,软件单位的功能不受到影响时,基类才能真正被复用,而衍生类也能够在基类的基础上增加新的行为。里氏代换原则是对“开-闭”原则的补充。实现“开-闭”原则的关键步骤就是抽象化。而基类与子类的继承关系就是抽象化的具体实现,所以里氏代换原则是对实现抽象化的具体步骤的规范。
- 依赖倒转原则(Dependence Inversion Principle)
这个是开闭原则的基础,具体内容:真对接口编程,依赖于抽象而不依赖于具体。
接口隔离原则(Interface Segregation Principle)
这个原则的意思是:使用多个隔离的接口,比使用单个接口要好。还是一个降低类之间的耦合度的意思,从这儿我们看出,其实设计模式就是一个软件的设计思想,从大型软件架构出发,为了升级和维护方便。所以上文中多次出现:降低依赖,降低耦合。迪米特法则(最少知道原则)(Demeter Principle)
为什么叫最少知道原则,就是说:一个实体应当尽量少的与其他实体之间发生相互作用,使得系统功能模块相对独立。
- 合成复用原则(Composite Reuse Principle)
原则是尽量使用合成/聚合的方式,而不是使用继承。
模式解析
工厂模式
首先介绍普通的工厂模式,建立一个工厂类,对实现了同一接口的一些类进行实例的创建。
- 创建这些类共同的接口
1 | public interface Sender{ |
- 根据要处理的事件创造不同的实现类
1 | public class SmsSender implements Sender{ |
- 创建接口的工厂类
工厂类负责对实现了接口的实现类进行实例化
1 | public class SendFactory{ |
- 进行工厂模式的测试
1 | public class FactoryTest{ |
-多个工厂方法模式
上面的工厂模式中,工厂类只有一个方法,是根据传递的str参数进行匹配,如果没有传递对正确的str参数,无法执行。多个工厂方法模式改进这一地方,在工厂类中直接根据不同的接口实现类实现不同的方法,在工厂对象中,进行调用不同的方法。
- 静态工厂方法模式
将工厂类中的接口类对象实例化方法静态化,之后就无需先实例化工厂类,再调用他的接口类实例化方法。可以直接调用静态方法。
工厂模式适合:凡是出现了大量的产品需要创建,并且具有共同的接口时,可以通过工厂方法模式进行创建。在以上的三种模式中,第一种如果传入的字符串有误,不能正确创建对象,第三种相对于第二种,不需要实例化工厂类,所以,大多数情况下,我们会选用第三种——静态工厂方法模式。
Abstract Factory抽象工厂
想要拓展程序,必须对工厂类进行修改,这违背了闭包原则,所以,从设计角度考虑,我们使用抽象工厂模式,创建多个工厂类,这样一旦需要增加新的功能,直接增加新的工厂类就可以了,不需要修改之前的代码。
其中第一项以及第二项的接口类和接口实现类没有变化。
- 创建多个工厂类
1 | public class SendMailFactory implements Provider { |
- 创建多个工厂类的接口
这一步骤实际上应该是在第3步之前完成,所有的工程类都要实现这个接口。这样增加新的功能可以直接添加新的工厂类。
1 | public interface Provider { |
- 测试
1 | public class Test { |
上面做的好处就是,当我们想要新加一种功能,例如发送图片SendPic,使用抽象工厂就无需对之前的代码进行改编,只需要
创建实现Sender接口的类
创建实现Provider接口的工厂类
1 | public class PicSender implements Sender{ |