Java设计模式之GOF23全面讲解

一、什么是设计模式

设计模式（Design pattern） 是解决软件开发某些特定问题而提出的一些解决方案也可以理解成解决问题的一些思路。通过设计模式可以帮助我们增强代码的可重用性、可扩充性、 可维护性、灵活性好。我们使用设计模式最终的目的是实现代码的高内聚和低耦合。

二、设计模式的三大分类及关键点

1、创建型模式

对象实例化的模式，创建型模式用于解耦对象的实例化过程。

单例模式：某个类智能有一个实例，提供一个全局的访问点。工厂模式：一个工厂类根据传入的参量决定创建出哪一种产品类的实例。抽象工厂模式：创建相关或依赖对象的家族，而无需明确指定具体类。建造者模式：封装一个复杂对象的创建过程，并可以按步骤构造。原型模式：通过复制现有的实例来创建新的实例。 2、结构型模式

把类或对象结合在一起形成一个更大的结构。

装饰器模式：动态的给对象添加新的功能。代理模式：为其它对象提供一个代理以便控制这个对象的访问。桥接模式：将抽象部分和它的实现部分分离，使它们都可以独立的变化。适配器模式：将一个类的方法接口转换成客户希望的另一个接口。组合模式：将对象组合成树形结构以表示“部分-整体”的层次结构。外观模式：对外提供一个统一的方法，来访问子系统中的一群接口。享元模式：通过共享技术来有效的支持大量细粒度的对象。 3、行为型模式

类和对象如何交互，及划分责任和算法。

策略模式：定义一系列算法，把他们封装起来，并且使它们可以相互替换。模板模式：定义一个算法结构，而将一些步骤延迟到子类实现。命令模式：将命令请求封装为一个对象，使得可以用不同的请求来进行参数化。迭代器模式：一种遍历访问聚合对象中各个元素的方法，不暴露该对象的内部结构。观察者模式：对象间的一对多的依赖关系。仲裁者模式：用一个中介对象来封装一系列的对象交互。备忘录模式：在不破坏封装的前提下，保持对象的内部状态。解释器模式：给定一个语言，定义它的文法的一种表示，并定义一个解释器。状态模式：允许一个对象在其对象内部状态改变时改变它的行为。责任链模式：将请求的发送者和接收者解耦，使的多个对象都有处理这个请求的机会。访问者模式：不改变数据结构的前提下，增加作用于一组对象元素的新功能。

三、设计模式的几种原则

1、单一职责原则

对于一个类，只有一个引起该类变化的原因；该类的职责是唯一的，且这个职责是唯一引起其他类变化的原因。

2、接口隔离原则

客户端不应该依赖它不需要的接口，一个类对另一个类的依赖应该建立在最小的接口上。

3、依赖倒转原则

依赖倒转原则是程序要依赖于抽象接口，不要依赖于具体实现。简单的说就是要求对抽象进行编程，不要对实现进行编程，这样就降低了客户与实现模块间的耦合。

4、里式代换原则

任何基类可以出现的地方，子类一定可以出现。里氏代换原则是继承复用的基石，只有当衍生类可以替换基类，软件单位的功能不受影响时，基类才能真正的被复用，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。

5、开闭原则

（1）对于扩展是开放的（Open for extension）。这意味着模块的行为是可以扩展的。当应用的需求改变时，我们可以对模块进行扩展，使其具有满足那些改变的新行为。也就是说，我们可以改变模块的功能。

（2）对于修改是关闭的（Closed for modification）。对模块行为进行扩展时，不必改动模块的源代码或者二进制代码。模块的二进制可执行版本，无论是可链接的库、DLL或者.EXE文件，都无需改动。

6、迪米特法则

迪米特法则又叫做最少知识原则，就是说一个对象应当对其它对象又尽可能少的了解，不和陌生人说话。

7、合成复用原则

合成复用原则要求在软件复用时，要尽量先使用组合或者聚合等关联关系来实现，其次才考虑使用继承关系来实现。如果要使用继承关系，则必须严格遵循里氏替换原则。合成复用原则同里氏替换原则相辅相成的，两者都是开闭原则的具体实现规范。

设计模式七大原则总结（超详细）

四、设计模式关系

五、设计模式感想

一共有23种设计模式，可以说都是为了提高代码的可读性、可扩展性、可复用性、类的可替换性、组件化、可移植性等等特性。通过接口、抽象类、继承、实现、委托、抽象、面向接口编程、多态、重载、重写等方式使得代码的这些特性得以彰显，可以说只有深刻的理解了这些概念背后的哲学思想才能更好的理解设计模式。在设计模式中有很多思想，比如可以使用委托的不要使用继承、开闭原则，面向扩展开放，面向修改关闭，里式代换原则，父类一定能被子类代替并使用，反置则不然，面向接口编程，功能层次和实现层次分离（桥接模式）、高内聚低耦合等思想，这些思想都是宝贵的，正是因为这样的思想的存在才使得代码的更新换代的时候能够尽可能少的甚至不用修改之前的代码，直接加入新的内容。提高软件的开发周期，便于维护和升级，便于查找和纠错，易于扩展和使用。

同样的设计模式主要分为三大类，创建型、行为型、结构型。我们可以简单的这样分类，只不过这样的分类似乎并不准确，不能一语道出所有的本质，设计模式是相互关联的，有的设计模式内部其实是使用了别的设计模式作为支撑的，但是大体上这样的一种划分便于我们去记忆，仅此而已。

六、设计模式回顾

从迭代器开始，我们将类中数据结构的遍历和类的功能实现分离出来，本质上使用了工厂模式；

其次我们学习了适配器模式，它将不同的接口进行适配，从而便于版本的兼容性以及其他功能；

然后我们学习了模板方法，使用模板面向抽象编程，便于新的子类的实现和管理；

之后学习了工厂模式，其实借用了模板模式来创建产品，是一种非常重要用处很广的一种方法；

然后我们学习了单例模式，有懒汉式、饿汉式等，生成关于某个类全局唯一的对象，注意多线程的影响；

之后是原型模式，用来复制复杂的对象，使用了clone方法，然后是builder模式，用一个新的类对已有的抽象接口进行整合和编程，从而构建出我们想要的东西；

然后是抽象工厂模式，使用了工厂模式，组合模式等模式，面向抽象编程，将抽象零件组装成抽象产品，便于具体工厂的创建，提高了代码的组件化和复用性；

然后是桥接模式，将类的功能层次和实现层次分割开来，便于对应的扩展和使用；

然后是策略模式，可以整体的替换策略，使用也很广泛；然后是组合模式，保证了同根同源，通过委托添加自己构成递归，树形结构，将具有树形特点的对象组合起来；

然后是装饰器模式，和组合模式的结构类似，同样是递归结构，从而可以不断的装饰，增加新的功能，很好用；

接着是visitor访问者模式，通过在类外访问类中的数据结构从而得到想要的结果，便于程序的可扩展性和组件化；

接着是责任链模式，推卸责任，根据问题的大小来考虑自己释放处理，本质是链表，便于职责分明；

然后是外观模式，通过整合各个类之间的调用关系，组建成了统一的接口(API)，便于外部类的调用；

接着是仲裁者模式，将很多类之间互相关联的关系交给仲裁者处理，省去了各个类之间的嵌套和调动，有利于高内聚和低耦合，思路清晰，便于扩展；

然后是观察者模式，通过互相委托从而能够在被观察的类发生改变的时候得到相应的改变的信息并且处理；

然后是备忘录模式，通过在某一时刻的状态保存下来，便于恢复，在游戏中使用的比较多；

然后是状态模式，将状态当做类，从而职责分明，解除了很多繁琐的if和else这些分支逻辑，便于扩展；

然后是享元模式，轻量级对象，通过共用不变对象来实现；

然后是代理模式，懒加载真正的服务器，加快访问速度，代理是帮助服务器代理的；

然后是命令模式，将命令当做类，通过保存一些列命令，从而能够随时执行这些命令，需要清除命令的本质就是一些操作和数据；

最后是解释器模式，利用编程原理的方法，来更高层次的封装代码，将自己开发的java代码当做编译系统，从而不用改变java代码只修改更高语言层次的代码就能实现不同的功能。 

到此这篇关于Java设计模式之GOF23全面讲解的文章就介绍到这了,更多相关Java设计模式讲解内容请搜索我们以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持我们！

赞 (0)

相关推荐

  • java设计模式-装饰者模式详解

    java设计模式-装饰者模式详解

    目录 引例 一般解法 装饰者模式 装饰者解法 代码: 抽象类 装饰者 被装饰者 客户端测试 总结: 引例 需求:设现在有单品咖啡:Espresso(意大利浓咖啡)和LongBlack(美式咖啡),调料有Milk(牛奶)和sugar(糖),客户可以点单品咖啡或单品咖啡+调料的组合,计算相应费用.要求在扩展新的咖啡种类时,具有良好的扩展性.改动维护方便. 抛砖引玉,我们先看看两种一般解法. 一般解法 方案一. 枚举创建每一种组合可能,Drink抽象类表示饮料,cost()方法计算价格,子类如Long

  • java设计模式--桥接模式详解

    java设计模式--桥接模式详解

    目录 引例 桥接模式 实战示例 代码: 总结 引例 需求:对不同手机类型的不同品牌(比如按键手机:诺基亚.翻盖手机:纽曼.智能手机:华为.小米)实现操作编程(比如: 开机.关机.打电话). 先来说说一般解法:将不同手机类型继承父类手机,最后各个品牌再继承对应手机类型: 弊端:乍一看没问题,但其实不易扩展(类爆炸),如果增加新的手机类型(比如新兴的折叠式),就需要增加各个手机品牌的类去继承(比如已继承智能手机的华为小米).同样如果我们增加一个手机品牌,也要在各个手机样式类下增加.违反了单一职责原则

  • java设计模式-组合模式详解

    java设计模式-组合模式详解

    目录 组合模式 Demo 代码: 总结 组合模式 组合模式(Composite Pattern)又叫部分整体模式,是用于把一组相似的对象当作一个单一的对象.组合模式依据树形结构来组合对象,用来表示部分以及整体层次.这种类型的设计模式属于结构型模式,它创建了对象组的树形结构. 主要解决:它在我们树型结构的问题中,模糊了简单元素和复杂元素的概念,客户程序可以像处理简单元素一样来处理复杂元素,从而使得客户程序与复杂元素的内部结构解耦. 如何解决:树枝和叶子实现统一接口,树枝内部组合该接口. 何时使用:

  • java设计模式--七大原则详解

    java设计模式--七大原则详解

    目录 设计模式 单一职责原则 接口隔离原则 依赖倒转原则 里氏替换原则 开闭原则 迪米特法则 合成复用原则 总结 设计模式 软件设计模式(Design pattern),又称设计模式,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.程序的重用性. 打个比方就像盖大厦和小木屋,当功能简单,函数和代码少时,我们能较轻松的直接上手:但如果是像大厦那样,功能复杂,需求可能变化且代码量大时,我们就不能直接上手就来,需

  • java设计模式--建造者模式详解

    java设计模式--建造者模式详解

    目录 引例 一般解法 代码: AbstractHouse(房子) Bungalow(平房) Villa (别墅) 客户端调用 建造者模式 建造者模式解法 代码: House类(Product产品) HouseBuilder类(Builder抽象建造者) 3.Bungalow类(ConcreteBuilder具体建造者A) 4.Villa类(ConcreteBuilder具体建造者B) 5.HouseDirector类(Director指挥者) 客户端调用 总结 引例 需求:建造房子,建造过程包括

  • java设计模式-单例模式实现方法详解

    java设计模式-单例模式实现方法详解

    目录 饿汉式 静态变量 静态代码块 懒汉式 线程不安全 线程安全 双重检查 静态内部类 总结 a 饿汉式 所谓饿汉式,就是直接创建出类的实例化,然后用private私有化,对外只用静态方法暴露. 静态变量 步骤 构造器私有化 类的内部创建对象 向外暴露一个静态的公共方法 优点 缺点 写法简单,在类装载的时完成实例化,避免了线程同步问题 类装载时完成实例化,没有达到LazyLoading的效果,若该实例从未使用,则会造成内存浪费 class Singleton { //私有化构造器 private

  • java设计模式--原型模式详解

    java设计模式--原型模式详解

    目录 引例 原型模式 浅拷贝 在原先Sheep类基础上实现Cloneable接口,重写clone方法. 客户端调用 Sheep类 新添的Cow类 客户端调用克隆 深拷贝 1.Cow类也实现Cloneable接口 Sheep类的clone再添加调用cow的clone 客户端调用 1.Cow类实现序列化接口,不必实现Cloneable接口了 2.在Sheep类实现序列化接口 3.客户端调用 总结 引例 问题: 现在有一只羊(包含属性:名字Dolly.年龄2),需要克隆10只属性完全相同的羊. 一般解

  • java设计模式--三种工厂模式详解

    java设计模式--三种工厂模式详解

    目录 简单工厂 代码: 1.产品接口 2.产品接口实现子类 3.简单工厂类 4.调用工厂 5.测试 工厂方法 代码: 1.工厂接口 2.工厂实现子类 3.产品接口 4.产品实现子类 5.调用 6.测试 1.产品接口 2.产品抽象子类-普通产品 抽象工厂 3.1产品抽象子类-魔法产品 4.工厂接口 5.工厂实现子类-普通工厂 6.工厂实现子类-魔法工厂 7.调用 8.测试 总结 简单工厂 简单工厂模式是属于创建型模式,是工厂模式的一种.简单工厂模式是由一个工厂对象决定创建出哪一种产品类的实例.定义

  • Java设计模式之GOF23全面讲解

    Java设计模式之GOF23全面讲解

    一.什么是设计模式 设计模式(Design pattern) 是解决软件开发某些特定问题而提出的一些解决方案也可以理解成解决问题的一些思路.通过设计模式可以帮助我们增强代码的可重用性.可扩充性. 可维护性.灵活性好.我们使用设计模式最终的目的是实现代码的高内聚和低耦合. 二.设计模式的三大分类及关键点 1.创建型模式 对象实例化的模式,创建型模式用于解耦对象的实例化过程. 单例模式:某个类智能有一个实例,提供一个全局的访问点.工厂模式:一个工厂类根据传入的参量决定创建出哪一种产品类的实例.抽象工

  • java设计模式-代理模式(实例讲解)

    代理模式是java最常见的设计模式之一.spring的aop就是使用了代理模式. 一般而言,代理模式分为静态代理和动态代理两种. 作为结构类的设计模式,作用在于不修改类内部代码的情况下,对类进行拓展,是对继承机制的一种补充. eg :下面就用户登录这个例子实现一下代理模式. 基本需求是:实现用户的登录和修改昵称功能. 上代码,先是IUser接口和user实现类 public interface IUser { //登录 void login(String userId,String passwo

  • 实例讲解JAVA设计模式之备忘录模式

    在讲述这个模式之前,我们先看一个案例:游戏回档 游戏的某个场景,一游戏角色有生命力.攻击力.防御力等数据,在打Boss前和后会不一样,我们允许玩家如果感觉与Boss决斗的效果不理想,可以让游戏恢复到决斗前.下面是代码: 游戏角色类,用来存储角色的生命力.攻击力.防御力的数据. public class GameRole { private int vit;//生命力 private int atk;//攻击力 private int def;//防御力 //状态显示 public void st

  • Java设计模式之单件模式深入讲解

    目录 定义 Java单件模式 经典单件模式的实现 多线程单件模式的实现 急切创建实例 双重检查加锁 Python单件模式 模块实现 new关键字实现 装饰器实现 函数装饰器 类装饰器 定义 单件模式确保一个类只有一个实例,并提供一个全局访问点 Java单件模式 经典单件模式的实现 public class Singleton{ private static Singleton uniqueInstance; // 利用一个静态变量来记录Singleton类的唯一实例 private Single

  • Java 设计模式以虹猫蓝兔的故事讲解单例模式

    Java 设计模式以虹猫蓝兔的故事讲解单例模式

    目录 专栏介绍 本期介绍 什么是单例模式 懒汉式一 正常模式 单例模式 为什么线程不安全呢 懒汉式二 为什么线程安全呢 饿汉式 懒汉式与饿汉式的区别 专栏介绍 [JAVA长虹键法] 主要讲了23种设计模式,本系列专栏会以虹猫蓝兔七侠传的故事为例来给大家详细分析所有模式,希望能给大家带来帮助! 本期介绍 模式: 单例模式 案例: 虹猫蓝兔造剑 什么是单例模式 单例模式(Singleton Pattern)是 Java 中最简单的设计模式之一.这种类型的设计模式属于创建型模式,它提供了一种创建对象的

  • Java 设计模式以虹猫蓝兔的故事讲解简单工厂模式

    Java 设计模式以虹猫蓝兔的故事讲解简单工厂模式

    目录 专栏介绍 本期介绍 什么是简单工厂模式 优点 缺点 应用场景 简单工厂的实现 专栏介绍 本系列专栏会以虹猫蓝兔七侠传的故事为例来给大家详细分析所有模式,希望能给大家带来帮助! 本期介绍 模式: 简单工厂模式 案例: 一个天外陨石(抽象产品),三把剑(产品), 一个铸剑师(工厂). 虹猫蓝兔莎莉分别找铸剑师造了三把剑. 什么是简单工厂模式 工厂模式的定义: 定义一个创建产品对象的工厂接口,将产品对象的实际创建工作推迟到具体子工厂类当中.这满足创建型模式中所要求的"创建与使用相分离"

  • Java 设计模式以虹猫蓝兔的故事讲解建造者模式

    Java 设计模式以虹猫蓝兔的故事讲解建造者模式

    目录 什么是建造者模式 优点 缺点 知识点 建造者模式实现 丹药 抽象丹方 九转仙丹丹方 太虚化神丹丹方 神医豆豆 测试 总结 什么是建造者模式 建造者(Builder)模式的定义: 指将一个复杂对象的构造与它的表示分离,使同样的构建过程可以创建不同的表示,这样的设计模式被称为建造者模式.它是将一个复杂的对象分解为多个简单的对象,然后一步一步构建而成.它将变与不变相分离,即产品的组成部分是不变的,但每一部分是可以灵活选择的. 优点 1.封装性好,构建和表示分离. 2.扩展性好,各个具体的建造者相

  • Java 设计模式以虹猫蓝兔的故事讲解原型模式

    Java 设计模式以虹猫蓝兔的故事讲解原型模式

    目录 什么是原型模式 优点 缺点 应用场景 浅克隆 代码实现 总结 深克隆 代码实现 总结 什么是原型模式 原型(Prototype)模式的定义如下: 用一个已经创建的实例作为原型,通过复制该原型对象来创建一个和原型相同或相似的新对象.在这里,原型实例指定了要创建的对象的种类.用这种方式创建对象非常高效,根本无须知道对象创建的细节.例如,Windows 操作系统的安装通常较耗时,如果复制就快了很多.在生活中复制的例子非常多,这里不一一列举了. 优点 1.Java 自带的原型模式基于内存二进制流的

  • Java设计模式以虹猫蓝兔的故事讲解代理模式

    Java设计模式以虹猫蓝兔的故事讲解代理模式

    目录 什么是代理模式 优点 缺点 知识点 代理模式实现 卖酒 干娘的酒馆 大奔的酒摊 测试 总结 模式: 代理模式 案例: 大奔代干娘卖酒 什么是代理模式 代理模式的定义: 由于某些原因需要给某对象提供一个代理以控制对该对象的访问.这时,访问对象不适合或者不能直接引用目标对象,代理对象作为访问对象和目标对象之间的中介. 优点 1.代理模式在客户端与目标对象之间起到一个中介作用和保护目标对象的作用: 2.代理对象可以扩展目标对象的功能: 3.代理模式能将客户端与目标对象分离,在一定程度上降低了系统

  • Java 设计模式以虹猫蓝兔的故事讲解单例模式

    Java 设计模式以虹猫蓝兔的故事讲解单例模式

    目录 专栏介绍 本期介绍 什么是单例模式 懒汉式一 正常模式 单例模式 为什么线程不安全呢 懒汉式二 为什么线程安全呢 饿汉式 懒汉式与饿汉式的区别 专栏介绍 [JAVA长虹键法] 主要讲了23种设计模式,本系列专栏会以虹猫蓝兔七侠传的故事为例来给大家详细分析所有模式,希望能给大家带来帮助! 本期介绍 模式: 单例模式 案例: 虹猫蓝兔造剑 什么是单例模式 单例模式(Singleton Pattern)是 Java 中最简单的设计模式之一.这种类型的设计模式属于创建型模式,它提供了一种创建对象的

随机推荐