java常用的设计模式汇总,超详细!

java常用的设计模式汇总,超详细!

单例模式

简单点说,就是一个应用程序中,某个类的实例对象只有一个,你没有办法去new,因为构造器是被private修饰的,一般通过getInstance()的方法来获取它们的实例。

getInstance()的返回值是一个对象的引用,并不是一个新的实例,所以不要错误的理解成多个对象。单例模式实现起来也很容易,直接看demo吧

public class Singleton {

private static Singleton singleton;

private Singleton() {

}

public static Singleton getInstance() {

if (singleton == null) {

singleton = new Singleton();

}

return singleton;

}

}

按照我的习惯,我恨不得写满注释,怕你们看不懂,但是这个代码实在太简单了,所以我没写任何注释,如果这几行代码你都看不明白的话,那你可以洗洗睡了,等你睡醒了再来看我的博客说不定能看懂。

上面的是最基本的写法,也叫懒汉写法(线程不安全)下面我再公布几种单例模式的写法:

懒汉式写法(线程安全)

public class Singleton {

private static Singleton instance;

private Singleton (){}

public static synchronized Singleton getInstance() {

if (instance == null) {

instance = new Singleton();

}

return instance;

}

}

饿汉式写法

public class Singleton {

private static Singleton instance = new Singleton();

private Singleton (){}

public static Singleton getInstance() {

return instance;

}

}

静态内部类

public class Singleton {

private static class SingletonHolder {

private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();

}

private Singleton (){}

public static final Singleton getInstance() {

return SingletonHolder.INSTANCE;

}

}

枚举

public enum Singleton {

INSTANCE;

public void whateverMethod() {

}

}

这种方式是Effective Java作者Josh Bloch 提倡的方式,它不仅能避免多线程同步问题,而且还能防止反序列化重新创建新的对象,可谓是很坚强的壁垒啊,不过,个人认为由于1.5中才加入enum特性,用这种方式写不免让人感觉生疏。

双重校验锁

public class Singleton {

private volatile static Singleton singleton;

private Singleton (){}

public static Singleton getSingleton() {

if (singleton == null) {

synchronized (Singleton.class) {

if (singleton == null) {

singleton = new Singleton();

}

}

}

return singleton;

}

}

总结:我个人比较喜欢静态内部类写法和饿汉式写法,其实这两种写法能够应付绝大多数情况了。其他写法也可以选择,主要还是看业务需求吧。

观察者模式

对象间一对多的依赖关系,当一个对象的状态发生改变时,所有依赖于它的对象都得到通知并被自动更新。

举个栗子:假设有三个人,小美(女,22),小王和小李。小美很漂亮,小王和小李是两个程序猿,时刻关注着小美的一举一动。有一天,小美说了一句:“谁来陪我打游戏啊。”这句话被小王和小李听到了,结果乐坏了,蹭蹭蹭,没一会儿,小王就冲到小美家门口了,在这里,小美是被观察者,小王和小李是观察者,被观察者发出一条信息,然后观察者们进行相应的处理,看代码:

public interface Person {

//小王和小李通过这个接口可以接收到小美发过来的消息

void getMessage(String s);

}

这个接口相当于小王和小李的电话号码,小美发送通知的时候就会拨打getMessage这个电话,拨打电话就是调用接口,看不懂没关系,先往下看

public class LaoWang implements Person {

private String name = “小王”;

public LaoWang() {

}

@Override

public void getMessage(String s) {

System.out.println(name + “接到了小美打过来的电话,电话内容是:” + s);

}

}

public class LaoLi implements Person {

private String name = “小李”;

public LaoLi() {

}

@Override

public void getMessage(String s) {

System.out.println(name + “接到了小美打过来的电话,电话内容是:->” + s);

}

}

代码很简单,我们再看看小美的代码:

public class XiaoMei {

List list = new ArrayList();

public XiaoMei(){

}

public void addPerson(Person person){

   list.add(person);

}

//遍历list,把自己的通知发送给所有暗恋自己的人

public void notifyPerson() {

   for(Person person:list){

       person.getMessage("你们过来吧,谁先过来谁就能陪我一起玩儿游戏!");

   }

}

我们写一个测试类来看一下结果对不对

public class Test {

public static void main(String[] args) {

  XiaoMei xiao_mei = new XiaoMei();

  LaoWang lao_wang = new LaoWang();

  LaoLi lao_li = new LaoLi();

  //小王和小李在小美那里都注册了一下

  xiao_mei.addPerson(lao_wang);

  xiao_mei.addPerson(lao_li);

  //小美向小王和小李发送通知

  xiao_mei.notifyPerson();

}

}

完美~

装饰者模式

对已有的业务逻辑进一步的封装,使其增加额外的功能,如Java中的IO流就使用了装饰者模式,用户在使用的时候,可以任意组装,达到自己想要的效果。 举个栗子,我想吃三明治,首先我需要一根大大的香肠,我喜欢吃奶油,在香肠上面加一点奶油,再放一点蔬菜,最后再用两片面包夹一下,很丰盛的一顿午饭,营养又健康。(ps:不知道上海哪里有卖好吃的三明治的,求推荐~)那我们应该怎么来写代码呢? 首先,我们需要写一个Food类,让其他所有食物都来继承这个类,看代码:

public class Food {

private String food_name;

public Food() {

}

public Food(String food_name) {

this.food_name = food_name;

}

public String make() {

return food_name;

};

}

代码很简单,我就不解释了,然后我们写几个子类继承它:

//面包类

public class Bread extends Food {

private Food basic_food;

public Bread(Food basic_food) {

this.basic_food = basic_food;

}

public String make() {

return basic_food.make()+“+面包”;

}

}

//奶油类

public class Cream extends Food {

private Food basic_food;

public Cream(Food basic_food) {

this.basic_food = basic_food;

}

public String make() {

return basic_food.make()+“+奶油”;

}

}

//蔬菜类

public class Vegetable extends Food {

private Food basic_food;

public Vegetable(Food basic_food) {

this.basic_food = basic_food;

}

public String make() {

return basic_food.make()+“+蔬菜”;

}

}

这几个类都是差不多的,构造方法传入一个Food类型的参数,然后在make方法中加入一些自己的逻辑,如果你还是看不懂为什么这么写,不急,你看看我的Test类是怎么写的,一看你就明白了

public class Test {

public static void main(String[] args) {

Food food = new Bread(new Vegetable(new Cream(new Food(“香肠”))));

System.out.println(food.make());

}

}

看到没有,一层一层封装,我们从里往外看:最里面我new了一个香肠,在香肠的外面我包裹了一层奶油,在奶油的外面我又加了一层蔬菜,最外面我放的是面包,是不是很形象,哈哈~ 这个设计模式简直跟现实生活中一摸一样,看懂了吗?

一个三明治就做好了~

适配器模式

将两种完全不同的事物联系到一起,就像现实生活中的变压器。假设一个手机充电器需要的电压是20V,但是正常的电压是220V,这时候就需要一个变压器,将220V的电压转换成20V的电压,这样,变压器就将20V的电压和手机联系起来了。

public class Test {

public static void main(String[] args) {

Phone phone = new Phone();

VoltageAdapter adapter = new VoltageAdapter();

phone.setAdapter(adapter);

phone.charge();

}

}

// 手机类

class Phone {

public static final int V = 220;// 正常电压220v,是一个常量

private VoltageAdapter adapter;

// 充电

public void charge() {

adapter.changeVoltage();

}

public void setAdapter(VoltageAdapter adapter) {

this.adapter = adapter;

}

}

// 变压器

class VoltageAdapter {

// 改变电压的功能

public void changeVoltage() {

System.out.println(“正在充电…”);

System.out.println(“原始电压:” + Phone.V + “V”);

System.out.println(“经过变压器转换之后的电压:” + (Phone.V - 200) + “V”);

}

}

工厂模式

简单工厂模式:一个抽象的接口,多个抽象接口的实现类,一个工厂类,用来实例化抽象的接口

// 抽象产品类

abstract class Car {

public void run();

public void stop();

}

// 具体实现类

class Benz implements Car {

public void run() {

System.out.println(“Benz开始启动了。。。。。”);

}

public void stop() {

System.out.println(“Benz停车了。。。。。”);

}

}

class Ford implements Car {

public void run() {

System.out.println(“Ford开始启动了。。。”);

}

public void stop() {

System.out.println(“Ford停车了。。。。”);

}

}

// 工厂类

class Factory {

public static Car getCarInstance(String type) {

Car c = null;

if (“Benz”.equals(type)) {

c = new Benz();

}

if (“Ford”.equals(type)) {

c = new Ford();

}

return c;

}

}

public class Test {

public static void main(String[] args) {

Car c = Factory.getCarInstance(“Benz”);

if (c != null) {

c.run();

c.stop();

} else {

System.out.println(“造不了这种汽车。。。”);

}

}

}

工厂方法模式:有四个角色,抽象工厂模式,具体工厂模式,抽象产品模式,具体产品模式。不再是由一个工厂类去实例化具体的产品,而是由抽象工厂的子类去实例化产品

// 抽象产品角色

public interface Moveable {

void run();

}

// 具体产品角色

public class Plane implements Moveable {

@Override

public void run() {

System.out.println(“plane…”);

}

}

public class Broom implements Moveable {

@Override

public void run() {

System.out.println(“broom…”);

}

}

// 抽象工厂

public abstract class VehicleFactory {

abstract Moveable create();

}

// 具体工厂

public class PlaneFactory extends VehicleFactory {

public Moveable create() {

return new Plane();

}

}

public class BroomFactory extends VehicleFactory {

public Moveable create() {

return new Broom();

}

}

// 测试类

public class Test {

public static void main(String[] args) {

VehicleFactory factory = new BroomFactory();

Moveable m = factory.create();

m.run();

}

}

抽象工厂模式:与工厂方法模式不同的是,工厂方法模式中的工厂只生产单一的产品,而抽象工厂模式中的工厂生产多个产品

/抽象工厂类

public abstract class AbstractFactory {

public abstract Vehicle createVehicle();

public abstract Weapon createWeapon();

public abstract Food createFood();

}

//具体工厂类,其中Food,Vehicle,Weapon是抽象类,

public class DefaultFactory extends AbstractFactory{

@Override

public Food createFood() {

return new Apple();

}

@Override

public Vehicle createVehicle() {

return new Car();

}

@Override

public Weapon createWeapon() {

return new AK47();

}

}

//测试类

public class Test {

public static void main(String[] args) {

AbstractFactory f = new DefaultFactory();

Vehicle v = f.createVehicle();

v.run();

Weapon w = f.createWeapon();

w.shoot();

Food a = f.createFood();

a.printName();

}

}

代理模式(proxy)

有两种,静态代理和动态代理。先说静态代理,很多理论性的东西我不讲,我就算讲了,你们也看不懂。什么真实角色,抽象角色,代理角色,委托角色。。。乱七八糟的,我是看不懂。之前学代理模式的时候,去网上翻一下,资料一大堆,打开链接一看,基本上都是给你分析有什么什么角色,理论一大堆,看起来很费劲,不信的话你们可以去看看,我是看不懂他们在说什么。咱不来虚的,直接用生活中的例子说话。(注意:我这里并不是否定理论知识,我只是觉得有时候理论知识晦涩难懂,喜欢挑刺的人一边去,你是来学习知识的,不是来挑刺的)

到了一定的年龄,我们就要结婚,结婚是一件很麻烦的事情,(包括那些被父母催婚的)。有钱的家庭可能会找司仪来主持婚礼,显得热闹,洋气~好了,现在婚庆公司的生意来了,我们只需要给钱,婚庆公司就会帮我们安排一整套结婚的流程。整个流程大概是这样的:家里人催婚->男女双方家庭商定结婚的黄道即日->找一家靠谱的婚庆公司->在约定的时间举行结婚仪式->结婚完毕

婚庆公司打算怎么安排婚礼的节目,在婚礼完毕以后婚庆公司会做什么,我们一概不知。。。别担心,不是黑中介,我们只要把钱给人家,人家会把事情给我们做好。所以,这里的婚庆公司相当于代理角色,现在明白什么是代理角色了吧。

代码实现请看:

//代理接口

public interface ProxyInterface {

//需要代理的是结婚这件事,如果还有其他事情需要代理,比如吃饭睡觉上厕所,也可以写

void marry();

//代理吃饭(自己的饭,让别人吃去吧)

//void eat();

//代理拉屎,自己的屎,让别人拉去吧

//void shit();

}

文明社会,代理吃饭,代理拉屎什么的我就不写了,有伤社会风化~~~能明白就好

好了,我们看看婚庆公司的代码:

public class WeddingCompany implements ProxyInterface {

private ProxyInterface proxyInterface;

public WeddingCompany(ProxyInterface proxyInterface) {

this.proxyInterface = proxyInterface;

}

@Override

public void marry() {

System.out.println(“我们是婚庆公司的”);

System.out.println(“我们在做结婚前的准备工作”);

System.out.println(“节目彩排…”);

System.out.println(“礼物购买…”);

System.out.println(“工作人员分工…”);

System.out.println(“可以开始结婚了”);

proxyInterface.marry();

System.out.println(“结婚完毕,我们需要做后续处理,你们可以回家了,其余的事情我们公司来做”);

}

}

看到没有,婚庆公司需要做的事情很多,我们再看看结婚家庭的代码:

public class NormalHome implements ProxyInterface{

@Override

public void marry() {

System.out.println(“我们结婚啦~”);

}

}

这个已经很明显了,结婚家庭只需要结婚,而婚庆公司要包揽一切,前前后后的事情都是婚庆公司来做,听说现在婚庆公司很赚钱的,这就是原因,干的活多,能不赚钱吗?

来看看测试类代码:

public class Test {

public static void main(String[] args) {

ProxyInterface proxyInterface = new WeddingCompany(new NormalHome());

proxyInterface.marry();

}

}

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