23种设计模式——知识要点
1. 单例模式（Singleton Pattern）
定义：Ensure a class has only one instance， and provide a global point of access to it.（确保某一个类只有一个实例，而且自行实例化并向整个系统提供这个实例。）
通用代码：（线程安全）：
public class Singleton {
private static final Singleton singleton = new Singleton();
//限制产生多个对象
private Singleton() {}
//通过该方法获得实例对象
public static Singleton getSingleton() {
return singleton;
}
//类中其他方法，尽量是static
public static coid do Something() {
}
}
使用场景：
- 要求生成唯一序列号的环境；
- 在整个项目中需要一个共享访问点或共享数据，例如一个Web页面上的计数器，可以不用把每次刷新都记录到数据库中，使用单例模式保持计数器的值，并且确保线程安全的；
- 创建一个对象需要消耗的资源过多，如要访问I/O和数据库等资源；
- 需要定义大量的静态常量和静态方法（如工具类）的环境，可以采用单例模式（当然也可以直接声明为static的方式）
线程不安全实例：
public class Singleton {
private static Singleton singleton = null;
private Singleton() {}
public static Singleton getSingleton() {
if(singleton == null) {
singleton = new Singleton();
}
return singleton;
}
}
解决办法：
在geSingleton方法前加snchronized关键字，也可以在getSingleton方法内增加syncronized来实现。
2. 工厂模式
定义：Define an interface for creating an object, but let subclasses decide which class to instantiate. Factory Method lets a class defer instantiation to subclasses.（定义一个用于创建对象接口，让子类决定实例化哪一个类。工厂方法使一个类的实例化延迟到其子类。）
Product为抽象产品类负责定义产品的共性，实现对事务最抽象的定义；Creator为抽象创建类，也就是抽象工厂，具体如何创建产品类的实例工厂ConcreteCreator完成的。
public class ConcreteCreator extends Creator {
public <T extends Product> T createProduct(Class<T> c) {
Product product = null;
try {
product = (Product)Class.forName(c.getName()).newInstance();
} catch(Exception e){
//异常处理
}
return (T)product;
}
}
简单工厂模式：
一个模块仅需要一个工厂类，没有必要把它生产出来，使用静态的方法。
多个工厂类：
每个具体的产品类都对应了一个创建者，每个创建独立负责创建对应的产品对象，非常符合单一职责。
代替单例模式：
单例模式的核心要求就是在内存中只有一个对象，通过工厂方法模式也可以只在内存中生产一个对象。
延迟初始化：
PeoductFactory负责产品类对象的创建工作，并且通过prMap变量产生一个缓存，对需要再次被重用的对象保留。
使用场景：
- jdbc连接数据库
- 硬件访问
- 降低对象的产生和销毁
3. 抽象工厂模式（Abstract Factory Pattern）
定义：Provide an interface for creating families of related or dependent objects without specifying their concrete classes.（为创建一组相关或相互依赖的对象提供一个接口，而且无须指定它们的具体类。）
抽象工厂类代码：
public abstract class AbstractCreator {
//穿件A产品家族
public abstract AbstractProductA createProductA();
//创建B产品家族
public abstract AbstractProductB createPeoductB();
}
使用场景：
一个对象族（或是一组没有任何关系的对象）都有相同的约束。设计不用操作系统的时候，都可以考虑使用抽象工厂模式。
4. 模板方法模式（Template Method Pattern）
定义:Define the skeleton of an algorithm in an operation,deferring some steps to subclasses.Template Method lets subclasses redefine certain steps of an algorithm without changing the algorithm’s structure.(定义一个操作中的算法的框 架，而将一些步骤延迟到子类中。使得子类可以不改变一个算法的结构即可重定义 该算法的某些特定步骤。)
AbstractClass叫做抽象模板，它的方法分为两类：
-
基本方法：
基本方法也叫做基本操作，是由子类实现的方法，并且在模板方法被调动。 -
模板方法
可以有一个或几个，一般是一个具体方法，也就是一个框架，实现对基本方法的调度，完成固定的逻辑。
注意：为了防止恶意的操作，一般模板方法都加上fianl关键字，不允许被覆写。
使用场景：
- 多个子类有共有的方法，并且逻辑基本相同时；
- 重要、复杂的算法，可以把核心算法设计为模板方法，周边的相关细节功能则由各个子类实现；
- 重构时，模板方法模式是一个经常使用的模式，把相同的代码抽取到父类中，然后通过钩子函数约束其行为。
5. 建造者模式（Builder Pattern）
定义:Separate the construction of a complex object from its representation so that the same construction process can create different representations.(将一个 复杂对象的构建与它的表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。)
-
Product产品类
通常是实现了模板方法模式，也就是模板方法和基本方法，例子中的BenzModel和BMWModel就属于产品类。 -
Builder抽象建造者
规范产品的组建，一般是由子类实现。例子中的CarBuilder就属于抽象建造者。 -
ConcreteBuilder具体建造者
实现抽象类定义的所有方法，并且返回一个组建好的对象。例子中的BenzBuilder和BMWBuilder就属于具体建造者。 -
Director导演类
负责安排已有模块的顺序，然后告诉Builder开始建造。
使用场景：
- 相同的方法，不同的执行顺序，产生不同的时间结果时，可以采用建造者模式；
- 多个部件或零件，都可以装配到一个对象中，但是产生的运行结果又不相同时，则可以使用该模式；
- 产品类非常复杂，或者产品类中的调用顺序不同产生了不同的效能，这个时候使用建造者模式非常合适；
建造者模式与工厂模式的不同：
建造模式最主要的功能是基本方法的调用顺序安排，这些基本方法已经实现了，顺序不同产生的对象也不同；
工厂方法则重点是创建，创建零件是它的主要职责，组装顺序则不是它关心的。
6. 代理模式（Proxy Pattern）
定义:Provide a surrogate or placeholder for another object to control access to it.
(为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。)
- Subject 抽象主题角色 抽象主题类可以是抽象类也可以是接口，是一个最普通的业务类型定义，无特殊要 求。
- RealSubject 具体主题角色 也叫做被委托角色、被代理角色。它才是冤大头，是业务逻辑的具体执行者。
- Proxy 代理主题角色 也叫做委托类、代理类。它负责对真实角色的应用，把所有抽象主题类定义的方法 限制委托给真实主题角色实现，并且在真实主题角色处理完毕前后做预处理和善后 处理工作。
普通代理和强制代理:
普通代理就是我们要知道代理的存在，也就是类似的 GamePlayerProxy 这个类的 存在，然后才能访问; 强制代理则是调用者直接调用真实角色，而不用关心代理是否存在，其代理的产生 是由真实角色决定的。
普通代理：
在该模式下，调用者只知代理而不用知道真实的角色是谁，屏蔽了真实角色的变更对高层模块的影响，真实的主题角色想怎么修改就怎么修改，对高层次的模块没有任何的影响，只要你实现了所对应的方法。该模式非常适合对扩展性要求较高的场合。
强制代理：
强制代理的概念就是要从真实角色查找到代理角色，不允许直接访问真实角色。高层模块只要调用getProxy就尅访问真实角色的所有方法，它根本就不要禅城一个代理出来，代理的管理已经由真实角色自己完成。
7. 原型模式（Prototype Pattern）
定义:Specify the kinds of objects to create using a prototypical instance,and create new objects by copying this prototype.(用原型实例指定创建对象的种类， 并且通过拷贝这些原型创建新的对象。)
public class PrototypeClass implements Cloneable {
//覆写父类Object方法
@Override
public PrototypeClass clone() {
PrototypeClass prototypeClass = null;
tyr {
prototypeClass = (PrototypeClass)super.clone();
} catch (CloneNotSupportedException e) {
//异常处理
}
return prototypeClass;
}
}
使用原型模式的优点：
- 特性优良
原型模式是在内存二进制流的拷贝，要比直接new一个对象性能好很多，特别是要在一个循环体内产生大量的对象时，原型模式可以更好地体现其优点； - 逃避构造函数的约束
这既是它的优势也是缺点，直接在内存中拷贝，构造函数是不会执行的；
使用场景：
-
资源优化场景
类初始化需要消化非常多的资源，这个资源包括数据、硬件资源等； -
性能和安全要求的场景
通过new产生一个对象需要非常繁琐的数据准备或访问权限，则可以使用原型模式； -
一个对象多个修改者的场景
一个对象需要提供给其他对象访问，而且各个调用者可能都需要修改其值时，可以考虑使用原型模式拷贝多个对象供调用者使用。
浅拷贝和深拷贝：
浅拷贝：Object类提供的方法clone只是拷贝对象，其对象内部的数组、引用对象等都拷贝，还是指向原生对象的内部元素地址，这种拷贝就叫做浅拷贝，其他的原始类型比兔int、long、char、string（当做是原始类型）等都会被拷贝。
注意：使用原型模式时，引用的成员变量必须满足两个条件才不会被拷贝：一是类的成员变量，而不是方法内部变量；二是必须是一个可变的引用对象，而不是一个原始类型或不可变对象。
深拷贝：对私有的类变量进行独立的拷贝。如：thing.arrayList = (ArrayList
8. 中介者模式
定义:Define an object that encapsulates how a set of objects interact.Mediator promotes loose coupling by keeping objects from referring to each other explicitly,and it lets you vary their interaction independently.(用一个中介对象封装 一系列的对象交互，中介者使各对象不需要显示地相互作用，从而使其耦合松散， 而且可以独立地改变它们之间的交互。)
-
Mediator：抽象终结者角色
抽象中介者角色定义统一的接口，用于各同事角色之间的通信； -
Concrete Mediator：具体中介者角色
具体中介者角色通过协调各同事角色实现协作行为，因此它必须依赖于各个同事角色。 -
Colleague：同事角色
每一个同事角色都知道中介者角色，而且与其他的同事角色通信的时候，一定要通 过中介者角色协作。每个同事类的行为分为两种:一种是同事本身的行为，比如改 变对象本身的状态，处理自己的行为等，这种行为叫做自发行为(Self- Method)，与其他的同事类或中介者没有任何的依赖;第二种是必须依赖中介者 才能完成的行为，叫做依赖方法(Dep-Method)。
通用抽象中介者代码：
public abstract class Mediator {
//定义同事类
protected ConcreteColleaguel c1;
protected ConcreteColleague2 c2;
//通过getter//setter方法把同事注入进来
public ConcreteColleague1 getC1() {
return c1;
}
public void setC1(ConcreteColleague1 c1) {
this.c1 = c1;
}
public ConcreteColleague1 getC2() {
return c2;
}
public void setC2(ConcreteColleague2 c2) {
this.c2 = c2;
}
//中介者模式的业务逻辑
public abstract void doSomething1():
public abstract void doSomething2():
}
使用场景：
中介者模式适用于多个对象之间紧密耦合的情况，紧密耦合的标准是：在类图中出现了蜘蛛网状结构，即每个类都与其他的类有直接的联系。
9. 命令模式
定义:Encapsulate a request as an object,thereby letting you parameterize clients with different requests,queue or log requests,and support undoable operations. (将一个请求封装成一个对象，从而让你使用不同的请求把客户端参数化，对请求 排队或者记录请求日志，可以提供命令的撤销和恢复功能。)
-
Receive：接收者角色
该角色就是干活的橘色，命令传递到这里是应该被执行的。 -
Command：命令角色
需要执行的所有命令都在这里声明、 -
Invoker：调用者角色
接收到命令，并执行命令。
使用场景：
认为是命令的地方就可以采用命令模式，例如，在GUI开发中，一个按钮的电机是一个命令，可以采用命令模式；模拟DOS命令的时候，当然也要采用命令模式；触发——反馈机制的处理等。
10.责任链模式
定义:Avoid coupling the sender of a request to its receiver by giving more than one object a chance to handle the request.Chain the receiving objects and pass the request along the chain until an object handles it.(使多个对象都有机会处理请 求，从而避免了请求的发送者和接受者之间的耦合关系。将这些对象连成一条链， 并沿着这条链传递该请求，直到有对象处理它为止。)
抽象处理者的代码：
public abstract class Handler {
private Handler nextHandler;
//每个处理者都必须对请求做出处理
publicfinal Response handlerMessage(Request request) {
Response response = null;
//判断是否自己的处理级别
if (this.getHandlerLevel().equals(request.getRequestLevel())) {
response = this.echo(request):
} else {
//不属于自己的处理级别
//判断是否有下一个处理者
if (this.nextHandler != null) {
response = this.nextHandler.handleMessage(request);
} else {
//没有适当的处理者，业务自行处理
}
}
return response;
}
//设置下一个处理者是谁
public void setNext(Handler _handler) {
this.nextHandler = _handler;
}
//每个处理者都有一个处理级别
protected abstract Level getHandlerLevel();
//每个处理者的必须实现处理任务
protected abstract Response echo(Request request);
}
抽象的处理者实现三个职责：
- 定义一个请求的处理方法handleMessage，唯一对外开放的方法；
- 定义一个链的编排方法setNext，设置下一个处理者；
- 定义了具体的请求者必须实现的两个方法：定义自己能够处理额级别getHandlerLevel和具体的处理任务echo；
注意事项：
链中节点数量需要控制，避免出现超长链的情况，一般的做法是在Handler中设置一个最大节点数量，在setNext方法中判断是否已经超过其阈值，超过则不允许该链建立，避免无意识地破坏系统性能。
11. 装饰模式（Decorator Pattern）
定义:Attach additional responsibilities to an object dynamically keeping the same interface.Decorators provide a flexible alternative to subclassing for extending functionality.(动态地给一个对象添加一些额外的职责。就增加功能来 说，装饰模式相比生成子类更为灵活。)
- Component：抽象构件
Component 是一个接口或者是抽象类，就是定义我们最核心的对象，也就是最原 始的对象，如上面的成绩单。 注意:在装饰模式中，必然有一个最基本、最核心、最原始的接口或抽象类充当 Component 抽象构件。 - ConcreteComponent：具体构件
ConcreteComponent 是最核心、最原始、最基本的接口或抽象类的实现，你要装 饰的就是它。 - Decorator：装饰角色
一般是一个抽象类，做什么用呢?实现接口或者抽象方法，它里面可不一定有抽象 的方法呀，在它的属性里必然有一个 private 变量指向 Component 抽象构件。 - 具体装饰角色
ConcreteDecoratorA 和 ConcreteDecoratorB 是两个具体的装饰类，你要把你最核 心的、最原始的、最基本的东西装饰成其他东西，上面的例子就是把一个比较平庸 的成绩单装饰成家长认可的成绩单。
使用场景：
- 需要扩展一个类的功能，或给一个类增加附加功能；
- 需要动态地给一个对象增加功能，这些功能可以再动态地撤销；
- 需要为一批的兄弟类进行改装或加装功能，当然是首选装饰模式；
12.策略模式（Strategy Pattern）
定义:Define a family of algorithms,encapsulate each one,and make them interchangeable.(定义一组算法，将每个算法都封装起来，并且使它们之间可以 互换。)
- Context：封装角色
它也叫做上下文角色，起承上启下封装作用，屏蔽高层模块对策略、算法的直接访 问，封装可能存在的变化。 - Strategy：抽象策略角色
策略、算法家族的抽象，通常为接口，定义每个策略或算法必须具有的方法和属 性。各位看官可能要问了，类图中的 AlgorithmInterface 是什么意思，嘿嘿， algorithm 是“运算法则”的意思，结合起来意思就明白了吧。 - ConcreteStrategy：具体策略角色(多个) 实现抽象策略中的操作，该类含有具体的算法。
使用场景：
- 多个类只有在算法或行为上稍有不同的场景；
- 算法需要自由切换的场景；
- 需要屏蔽算法规则的场景；
策略模式扩展：策略枚举：
public enum Caculator {
//加法运算
ADD("+") {
public int exec(int a, int b) {
return a + b;
}
}，
//减法运算
SUB("-") {
public int exec(int a, int b) {
return a - b;
}
};
String value = "";
//定义成员值类型
private Caculator(String _value) {
this.value = _value;
}
//获得枚举成员的值
public String getValue() {
return this.value;
}
//声明一个抽象函数
public abstract int exec(int a, int b);
}
定义：
- 它是一个枚举；
- 它是一个浓缩了的策略模式的枚举；
注意：受枚举的类型的限制，每个枚举项都是public、final、static的，扩展性收到了一定的约束，因此在系统开发中，策略枚举一般担任不经常发生变化的角色；
缺陷：
所有的策略都需要暴露出去，由客户端决定使用哪一个策略。
13. 适配器模式（Adapter Pattern）
定义:Convert the interface of a class into another interface clients expect.Adapter lets classes work together that couldn’t otherwise because of incompatible interfaces.(将一个类的接口变换成客户端所期待的另一种接口，从 而使原本因接口不匹配而无法在一起工作的两个类能够在一起工作。)
- Target 目标角色：
该角色定义把其他类转换为何种接口，也就是我们的期望接口，例子中的 IUserInfo 接口就是目标角色。 - Adaptee 源角色：
你想把谁转换成目标角色，这个“谁”就是源角色，它是已经存在的、运行良好的类 或对象，经过适配器角色的包装，它会成为一个崭新、靓丽的角色。 - Adapter 适配器角色：
适配器模式的核心角色，其他两个角色都是已经存在的角色，而适配器角色是需要 新建立的，它的职责非常简单:把源角色转换为目标角色，怎么转换?通过继承或 是类关联的方式。
使用场景：
有动机的修改一个已经投产中的接口时，适配器模式可能是最合适的模式。比如系统扩展了，需要使用一个已有或新建立的类，但这个类又不符合系统的接口，就可以使用适配器模式。
注意事项：详细设计阶段需要考虑使用适配器模式，主要场景为扩展应用中。
对象适配器和类适配器的区别：
类适配器是类间继承，对象适配器是对象的合成关系，也可以说是类的关联关系，这是两者的根本区别。（实际项目中对象适配器使用到的场景相对比较多。）
14. 迭代器模式（Iterator Pattern）
定义:Provide a way to access the elements of an aggregate object sequentially without exposing its underlying representation.(它提供一种方法访问一个容器对 象中各个元素，而又不需暴露该对象的内部细节。)
- Iterator 抽象迭代器：
抽象迭代器负责定义访问和遍历元素的接口，而且基本上是有固定的 3 个方法: first()获得第一个元素，next()访问下一个元素，isDone()是否已经访问到底部 (Java 叫做 hasNext()方法)。 - ConcreteIterator 具体迭代器：
具体迭代器角色要实现迭代器接口，完成容器元素的遍历。 - Aggregate 抽象容器：
容器角色负责提供创建具体迭代器角色的接口，必然提供一个类似 createIterator() 这样的方法，在 Java 中一般是 iterator()方法。 - Concrete Aggregate：
具体容器 具体容器实现容器接口定义的方法，创建出容纳迭代器的对象。 ps:迭代器模式已经被淘汰，java 中已经把迭代器运用到各个聚集类 (collection)中了，使用 java 自带的迭代器就已经满足我们的需求了。
15. 组合模式（Composite Pattern）
定义:Compose objects into tree structures to represent part-whole hierarchies.Composite lets clients treat individual objects and compositions of objects uniformly.(将对象组合成树形结构以表示“部分-整体”的层次结构，使得用 户对单个对象和组合对象的使用具有一致性。)
- Component 抽象构件角色：
定义参加组合对象的共有方法和属性，可以定义一些默认的行为或属性，比如我们 例子中的 getInfo 就封装到了抽象类中。 - Leaf 叶子构件：
叶子对象，其下再也没有其他的分支，也就是遍历的最小单位。 - Composite 树枝构件：
树枝对象，它的作用是组合树枝节点和叶子节点形成一个树形结构。
树枝构件和通用代码：
public class Composite extens Component {
//构件容器
private ArrayList<Component> componentArrayList = new ArrayList<Component>():
//增加一个叶子构件或树枝构件
public void add(Component componet){
this.componentArrayList.add(component);
}
//删除一个叶子构件或树枝构件
public void remove(COmponent component) {
this.componentArrayList.remove(component);
}
//获得分支下的所有叶子构件和树枝构件
public ArrayList<Component> getChildren(){
return this.componentArrayList;
}
}
使用场景：
- 维护和部分-整体关系的场景，树形菜单，文件和文件夹管理。
- 从一个整理中能够独立部分模块或功能的场景。
注意：
只要是树形结构，就可以考虑使用组合模式。
16. 观察者模式（Observer Pattern）
定义:Define a one-to-many dependency between objects so that when one object changes state,all its dependents are notified and updated automatically. (定义对象间一种一对多的依赖关系，使得每当一个对象改变状态，则所有依赖于 它的对象都会得到通知并被自动更新。)
- Subject 被观察者：
定义被观察者必须实现的职责，它必须能够动态地增加、取消观察者。它一般是抽 象类或者是实现类，仅仅完成作为被观察者必须实现的职责:管理观察者并通知观 察者。 - Observer 观察者：
观察者接收到消息后，即进行 update(更新方法)操作，对接收到的信息进行处 理。 - ConcreteSubject 具体的被观察者：
定义被观察者自己的业务逻辑，同时定义对哪些事件进行通知。 - ConcreteObserver 具体的观察者：
每个观察在接收到消息后的处理反应是不同，各个观察者有自己的处理逻辑。
public abstract class Subject { //定义一个观察者数组
private Vector<Observer> obsVector = new Vector<Observer>(); //增加一个观察者
public void addObserver(Observer o){
this.obsVector.add(o);
}
//删除一个观察者
public void delObserver(Observer o){
this.obsVector.remove(o);
}
//通知所有观察者
public void notifyObservers(){
for(Observer o:this.obsVector){ o.update();
}
}
使用场景:
- 关联行为场景。需要注意的是，关联行为是可拆分的，而不是“组合”关系。 ● 事件多级触发场景。
- 跨系统的消息交换场景，如消息队列的处理机制。
注意:
- 广播链的问题 在一个观察者模式中最多出现一个对象既是观察者也是被观察者，也就是说消息最 多转发一次(传递两次)。
- 异步处理问题 观察者比较多，而且处理时间比较长，采用异步处理来考虑线程安全和队列的问 题。
17. 门面模式（Facade Pattern）
定义:Provide a unified interface to a set of interfaces in a subsystem.Facade defines a higher-level interface that makes the subsystem easier to use.(要求一 个子系统的外部与其内部的通信必须通过一个统一的对象进行。门面模式提供一个 高层次的接口，使得子系统更易于使用。)
- Facade 门面角色：
客户端可以调用这个角色的方法。此角色知晓子系统的所有功能和责任。一般情况 下，本角色会将所有从客户端发来的请求委派到相应的子系统去，也就说该角色没 有实际的业务逻辑，只是一个委托类。 - subsystem 子系统角色：
可以同时有一个或者多个子系统。每一个子系统都不是一个单独的类，而是一个类 的集合。子系统并不知道门面的存在。对于子系统而言，门面仅仅是另外一个客户 端而已。
使用场景:
- 为一个复杂的模块或子系统提供一个供外界访问的接口
- 子系统相对独立——外界对子系统的访问只要黑箱操作即可
- 预防低水平人员带来的风险扩散
注意:
一个子系统可以有多个门面 ●门面不参与子系统内的业务逻辑
18. 备忘录模式（Memento Patern）
定义:Without violating encapsulation,capture and externalize an object’s internal state so that the object can be restored to this state later.(在不破坏封装性的前提 下，捕获一个对象的内部状态，并在该对象之外保存这个状态。这样以后就可将该 对象恢复到原先保存的状态。)
- Originator 发起人角色 记录当前时刻的内部状态，负责定义哪些属于备份范围的状态，负责创建和恢复备 忘录数据。
- Memento 备忘录角色(简单的 javabean)
负责存储 Originator 发起人对象的内部状态，在需要的时候提供发起人需要的内部 状态。 - Caretaker 备忘录管理员角色(简单的 javabean) 对备忘录进行管理、保存和提供备忘录。
使用场景:
- 需要保存和恢复数据的相关状态场景。
- 提供一个可回滚(rollback)的操作。
- 需要监控的副本场景中。
- 数据库连接的事务管理就是用的备忘录模式。
注意:
- 备忘录的生命期
- 备忘录的性能
不要在频繁建立备份的场景中使用备忘录模式(比如一个 for 循环中)。
19. 访问者模式（Visitor Pattern）
定义:Represent an operation to be performed on the elements of an object structure. Visitor lets you define a new operation without changing the classes of the elements on which it operates. (封装一些作用于某种数据结构中的各元素的 操作，它可以在不改变数据结构的前提下定义作用于这些元素的新的操作。)
- Visitor——抽象访问者：
抽象类或者接口，声明访问者可以访问哪些元素，具体到程序中就是 visit 方法的 参数定义哪些对象是可以被访问的。 - ConcreteVisitor——具体访问者：
它影响访问者访问到一个类后该怎么干，要做什么事情。 - Element——抽象元素：
接口或者抽象类，声明接受哪一类访问者访问，程序上是通过 accept 方法中的参 数来定义的。 - ConcreteElement——具体元素：
实现 accept 方法，通常是 visitor.visit(this)，基本上都形成了一种模式了。 - ObjectStruture——结构对象：
元素产生者，一般容纳在多个不同类、不同接口的容器，如 List、Set、Map 等， 在项目中，一般很少抽象出这个角色。
使用场景:
- 一个对象结构包含很多类对象，它们有不同的接口，而你想对这些对象实施一些 依赖于其具体类的操作，也就说是用迭代器模式已经不能胜任的情景。
- 需要对一个对象结构中的对象进行很多不同并且不相关的操作，而你想避免让这 些操作“污染”这些对象的类。
20. 状态模式
定义:Allow an object to alter its behavior when its internal state changes.The object will appear to change its class.(当一个对象内在状态改变时允许其改变行 为，这个对象看起来像改变了其类。)
- State——抽象状态角色：
接口或抽象类，负责对象状态定义，并且封装环境角色以实现状态切换。 - ConcreteState——具体状态角色：
每一个具体状态必须完成两个职责:本状态的行为管理以及趋向状态处理，通俗地 说，就是本状态下要做的事情，以及本状态如何过渡到其他状态。 - Context——环境角色：
定义客户端需要的接口，并且负责具体状态的切换。
使用场景:
- 行为随状态改变而改变的场景 这也是状态模式的根本出发点，例如权限设计，人员的状态不同即使执行相同的行 为结果也会不同，在这种情况下需要考虑使用状态模式。
- 条件、分支判断语句的替代者
注意:
状态模式适用于当某个对象在它的状态发生改变时，它的行为也随着发生比较大的 变化，也就是说在行为受状态约束的情况下可以使用状态模式，而且使用时对象的 状态最好不要超过 5 个。
21. 解释器模式（Interpreter Pattern）
定义:Given a language, define a representation for its grammar along with an interpreter that uses the representation to interpret sentences in the language. (给定一门语言，定义它的文法的一种表示，并定义一个解释器，该解释器使用该 表示来解释语言中的句子。)
- AbstractExpression——抽象解释器：
具体的解释任务由各个实现类完成，具体的解释器分别由 TerminalExpression 和 Non-terminalExpression 完成。 - TerminalExpression——终结符表达式：
实现与文法中的元素相关联的解释操作，通常一个解释器模式中只有一个终结符表 达式，但有多个实例，对应不同的终结符。具体到我们例子就是 VarExpression 类，表达式中的每个终结符都在栈中产生了一个 VarExpression 对象。 - NonterminalExpression——非终结符表达式：
文法中的每条规则对应于一个非终结表达式，具体到我们的例子就是加减法规则分 别对应到 AddExpression 和 SubExpression 两个类。非终结符表达式根据逻辑的 复杂程度而增加，原则上每个文法规则都对应一个非终结符表达式。 - Context——环境角色：
具体到我们的例子中是采用 HashMap 代替。
使用场景:
- 重复发生的问题可以使用解释器模式
- 一个简单语法需要解释的场景
注意: 尽量不要在重要的模块中使用解释器模式，否则维护会是一个很大的问题。在项目 中可以使用 shell、JRuby、Groovy 等脚本语言来代替解释器模式，弥补 Java 编 译型语言的不足。
22. 享元模式（Flyweight Pattern）
定义:Use sharing to support large numbers of fine-grained objects efficiently. (使用共享对象可有效地支持大量的细粒度的对象。) 对象的信息分为两个部分:内部状态(intrinsic)与外部状态(extrinsic)。
-
内部状态 内部状态是对象可共享出来的信息，存储在享元对象内部并且不会随环境改变而改 变。
-
外部状态 外部状态是对象得以依赖的一个标记，是随环境改变而改变的、不可以共享的状 态。
-
Flyweight——抽象享元角色：
它简单地说就是一个产品的抽象类，同时定义出对象的外部状态和内部状态的接口 或实现。 -
ConcreteFlyweight——具体享元角色：
具体的一个产品类，实现抽象角色定义的业务。该角色中需要注意的是内部状态处 理应该与环境无关，不应该出现一个操作改变了内部状态，同时修改了外部状态， 这是绝对不允许的。 -
unsharedConcreteFlyweight——不可共享的享元角色：
不存在外部状态或者安全要求(如线程安全)不能够使用共享技术的对象，该对象 一般不会出现在享元工厂中。 -
FlyweightFactory——享元工厂：
职责非常简单，就是构造一个池容器，同时提供从池中获得对象的方法。
享元工厂的代码：
public class FlyweightFactory {
//定义一个池容器
private static HashMap<String,Flyweight> pool= new HashMap<String,Flyweight>();
//享元工厂
public static Flyweight getFlyweight(String Extrinsic){
//需要返回的对象
Flyweight flyweight = null;
//在池中没有该对象
if(pool.containsKey(Extrinsic)){
flyweight = pool.get(Extrinsic);
}else{
//根据外部状态创建享元对象
flyweight = new ConcreteFlyweight1(Extrinsic);
//放置到池中
pool.put(Extrinsic, flyweight);
}
return flyweight;
}
}
使用场景:
- 系统中存在大量的相似对象。
- 细粒度的对象都具备较接近的外部状态，而且内部状态与环境无关，也就是说对 象没有特定身份。
- 需要缓冲池的场景。
注意:
- 享元模式是线程不安全的，只有依靠经验，在需要的地方考虑一下线程安全，在 大部分场景下不用考虑。对象池中的享元对象尽量多，多到足够满足为止。
- 性能安全:外部状态最好以 java 的基本类型作为标志，如 String，int，可以提 高效率。
23. 桥接模式（Bridge Pattern）
定义:Decouple an abstraction from its implementation so that the two can vary independently.(将抽象和实现解耦，使得两者可以独立地变化。)
- Abstraction——抽象化角色：
它的主要职责是定义出该角色的行为，同时保存一个对实现化角色的引用，该角色 一般是抽象类。 - Implementor——实现化角色：
它是接口或者抽象类，定义角色必需的行为和属性。 - RefinedAbstraction——修正抽象化角色：
它引用实现化角色对抽象化角色进行修正。 - ConcreteImplementor——具体实现化角色：
它实现接口或抽象类定义的方法和属性。
使用场景:
- 不希望或不适用使用继承的场景
- 接口或抽象类不稳定的场景
- 重用性要求较高的场景
注意:
发现类的继承有 N 层时，可以考虑使用桥梁模式。桥梁模式主要考虑如何拆分抽 象和实现。