Java設(shè)計模式實例

Java設(shè)計模式實例,aclicktounlimitedpossibilitesYOURLOGO作者：目錄CONTENTS01單擊輸入目錄標題02單例模式03工廠模式04建造者模式05觀察者模式06適配器模式添加章節(jié)標題PART01單例模式PART02什么是單例模式單例模式是一種設(shè)計模式，用于確保一個類只有一個實例單例模式的主要目的是為了節(jié)省系統(tǒng)資源，避免重復(fù)創(chuàng)建對象單例模式的實現(xiàn)方式有多種，如餓漢式、懶漢式、雙重檢查鎖等單例模式在Java中的應(yīng)用廣泛，如Spring框架中的Bean管理、數(shù)據(jù)庫連接管理等單例模式的實現(xiàn)方式雙重檢查鎖：在懶漢式的基礎(chǔ)上進行優(yōu)化，減少鎖競爭，提高性能靜態(tài)內(nèi)部類：在懶漢式的基礎(chǔ)上進行優(yōu)化，避免線程安全問題，同時保證性能餓漢式：在類加載時創(chuàng)建單例對象，線程安全，但可能造成資源浪費懶漢式：在第一次使用單例對象時創(chuàng)建，線程安全，但可能導(dǎo)致性能下降單例模式的優(yōu)缺點a.違反了單一職責原則，將創(chuàng)建和獲取實例的邏輯耦合在一起b.線程安全問題，需要特殊處理c.測試困難，因為無法創(chuàng)建多個實例進行測試缺點：a.違反了單一職責原則，將創(chuàng)建和獲取實例的邏輯耦合在一起b.線程安全問題，需要特殊處理c.測試困難，因為無法創(chuàng)建多個實例進行測試a.保證只有一個實例，減少內(nèi)存占用b.提供全局訪問點，方便調(diào)用c.避免重復(fù)創(chuàng)建對象，提高性能優(yōu)點：a.保證只有一個實例，減少內(nèi)存占用b.提供全局訪問點，方便調(diào)用c.避免重復(fù)創(chuàng)建對象，提高性能單例模式的應(yīng)用場景需要全局訪問的對象，如日志記錄器、配置管理器等需要頻繁創(chuàng)建和銷毀的對象，如數(shù)據(jù)庫連接、線程池等需要控制實例數(shù)量的對象，如線程池、連接池等需要在多個線程之間共享資源的對象，如緩存、計數(shù)器等工廠模式PART03什么是工廠模式工廠模式是一種創(chuàng)建型設(shè)計模式，用于創(chuàng)建對象工廠模式將創(chuàng)建對象的過程封裝在一個工廠類中，客戶端只需要調(diào)用工廠類的方法即可創(chuàng)建對象工廠模式可以降低耦合度，使得代碼更加靈活和可維護工廠模式可以分為簡單工廠模式、工廠方法模式和抽象工廠模式工廠模式的實現(xiàn)方式簡單工廠模式：通過一個工廠類來創(chuàng)建所有實例，客戶端只需要知道工廠類即可工廠方法模式：每個產(chǎn)品都有一個對應(yīng)的工廠類，客戶端需要知道具體的工廠類才能創(chuàng)建實例抽象工廠模式：提供一個創(chuàng)建一系列相關(guān)或相互依賴對象的接口，而無需指定它們的具體類生成器模式：將一個復(fù)雜對象的構(gòu)建與其表示分離，使得同樣的構(gòu)建過程可以創(chuàng)建不同的表示工廠模式的優(yōu)缺點優(yōu)點：a.降低耦合度：工廠模式將創(chuàng)建對象的過程封裝在工廠類中，客戶端只需要知道工廠類即可，無需關(guān)心具體實現(xiàn)。b.提高可擴展性：當需要添加新的產(chǎn)品時，只需要添加新的工廠類和產(chǎn)品類，無需修改原有代碼。c.便于維護：工廠模式將創(chuàng)建對象的過程封裝在工廠類中，便于集中管理和維護。a.降低耦合度：工廠模式將創(chuàng)建對象的過程封裝在工廠類中，客戶端只需要知道工廠類即可，無需關(guān)心具體實現(xiàn)。b.提高可擴展性：當需要添加新的產(chǎn)品時，只需要添加新的工廠類和產(chǎn)品類，無需修改原有代碼。c.便于維護：工廠模式將創(chuàng)建對象的過程封裝在工廠類中，便于集中管理和維護。缺點：a.增加系統(tǒng)復(fù)雜度：工廠模式引入了新的類，可能導(dǎo)致系統(tǒng)復(fù)雜度增加。b.違反開閉原則：當需要添加新的產(chǎn)品時，可能需要修改原有工廠類，違反了開閉原則。a.增加系統(tǒng)復(fù)雜度：工廠模式引入了新的類，可能導(dǎo)致系統(tǒng)復(fù)雜度增加。b.違反開閉原則：當需要添加新的產(chǎn)品時，可能需要修改原有工廠類，違反了開閉原則。工廠模式的應(yīng)用場景當一個類需要創(chuàng)建多個對象時，可以使用工廠模式來簡化對象的創(chuàng)建過程。當一個類的創(chuàng)建過程比較復(fù)雜，需要多個步驟時，可以使用工廠模式來封裝創(chuàng)建過程。當一個類的創(chuàng)建過程需要依賴其他類或組件時，可以使用工廠模式來解耦創(chuàng)建過程。當一個類的創(chuàng)建過程需要根據(jù)不同的配置或環(huán)境來生成不同類型或風格的對象時，可以使用工廠模式來靈活地控制對象的創(chuàng)建。建造者模式PART04什么是建造者模式通過將構(gòu)建過程分解為多個步驟，使得構(gòu)建過程更加清晰和可維護建造者模式是一種創(chuàng)建型設(shè)計模式主要目的是為了將復(fù)雜對象的構(gòu)建過程與它的表示分離建造者模式適用于創(chuàng)建復(fù)雜對象，特別是當這些對象的構(gòu)建過程需要多個步驟時建造者模式的實現(xiàn)方式創(chuàng)建一個Builder接口，定義建造者的方法創(chuàng)建一個ConcreteBuilder類，實現(xiàn)Builder接口，并添加具體實現(xiàn)創(chuàng)建一個Director類，負責調(diào)用ConcreteBuilder的方法，完成對象的構(gòu)建創(chuàng)建一個Product類，表示要構(gòu)建的對象在客戶端，創(chuàng)建Director對象，并傳入ConcreteBuilder對象，然后調(diào)用Director的方法，完成對象的構(gòu)建建造者模式的優(yōu)缺點a.封裝性好，易于維護和擴展b.可以靈活地控制對象的創(chuàng)建過程c.易于實現(xiàn)復(fù)雜對象的創(chuàng)建優(yōu)點：a.封裝性好，易于維護和擴展b.可以靈活地控制對象的創(chuàng)建過程c.易于實現(xiàn)復(fù)雜對象的創(chuàng)建a.增加了類的數(shù)量，使得系統(tǒng)更加復(fù)雜b.建造者模式需要更多的類來實現(xiàn)，可能會增加系統(tǒng)的復(fù)雜性缺點：a.增加了類的數(shù)量，使得系統(tǒng)更加復(fù)雜b.建造者模式需要更多的類來實現(xiàn)，可能會增加系統(tǒng)的復(fù)雜性建造者模式的應(yīng)用場景當需要創(chuàng)建復(fù)雜對象時，可以使用建造者模式來簡化對象的創(chuàng)建過程。當需要創(chuàng)建多個具有相同屬性但具體值不同的對象時，可以使用建造者模式來提高代碼的復(fù)用性。當需要創(chuàng)建具有復(fù)雜內(nèi)部結(jié)構(gòu)的對象時，可以使用建造者模式來降低對象的復(fù)雜度。當需要創(chuàng)建具有不同類型部件的對象時，可以使用建造者模式來提高代碼的靈活性。觀察者模式PART05什么是觀察者模式觀察者模式是一種設(shè)計模式，用于解決對象之間的依賴關(guān)系。觀察者模式允許觀察者監(jiān)聽被觀察者的狀態(tài)變化，并在狀態(tài)變化時執(zhí)行相應(yīng)的操作。觀察者模式可以降低對象之間的耦合度，提高代碼的可維護性和可擴展性。觀察者模式包含兩個主要角色：觀察者和被觀察者。觀察者模式的實現(xiàn)方式客戶端：創(chuàng)建具體被觀察者和具體觀察者對象，并調(diào)用addObserver()方法將觀察者添加到被觀察者的觀察者列表中，然后調(diào)用notifyObservers()方法通知所有觀察者更新狀態(tài)。被觀察者接口：定義被觀察者需要實現(xiàn)的方法，如addObserver()、removeObserver()、notifyObservers()具體被觀察者：實現(xiàn)被觀察者接口，并重寫addObserver()、removeObserver()、notifyObservers()方法，以實現(xiàn)具體的被觀察者行為觀察者接口：定義觀察者需要實現(xiàn)的方法，如update()具體觀察者：實現(xiàn)觀察者接口，并重寫update()方法，以實現(xiàn)具體的觀察者行為觀察者模式的優(yōu)缺點優(yōu)點：a.降低耦合度：觀察者和被觀察者之間是松耦合的，彼此獨立，易于維護和擴展。b.支持廣播通信：觀察者模式可以實現(xiàn)一對多的通信，一個被觀察者可以同時通知多個觀察者。c.易于實現(xiàn)異步處理：觀察者模式可以實現(xiàn)異步處理，觀察者可以在接收到通知后自行處理，不影響被觀察者的執(zhí)行。a.降低耦合度：觀察者和被觀察者之間是松耦合的，彼此獨立，易于維護和擴展。b.支持廣播通信：觀察者模式可以實現(xiàn)一對多的通信，一個被觀察者可以同時通知多個觀察者。c.易于實現(xiàn)異步處理：觀察者模式可以實現(xiàn)異步處理，觀察者可以在接收到通知后自行處理，不影響被觀察者的執(zhí)行。缺點：a.性能問題：如果觀察者數(shù)量過多，可能會導(dǎo)致性能問題，因為每次被觀察者狀態(tài)改變時，都需要通知所有觀察者。b.內(nèi)存泄漏：如果觀察者沒有正確實現(xiàn)，可能會導(dǎo)致內(nèi)存泄漏，因為觀察者通常持有被觀察者的引用。c.難以跟蹤錯誤：由于觀察者和被觀察者之間的松耦合，如果出現(xiàn)錯誤，可能難以定位和跟蹤。a.性能問題：如果觀察者數(shù)量過多，可能會導(dǎo)致性能問題，因為每次被觀察者狀態(tài)改變時，都需要通知所有觀察者。b.內(nèi)存泄漏：如果觀察者沒有正確實現(xiàn)，可能會導(dǎo)致內(nèi)存泄漏，因為觀察者通常持有被觀察者的引用。c.難以跟蹤錯誤：由于觀察者和被觀察者之間的松耦合，如果出現(xiàn)錯誤，可能難以定位和跟蹤。觀察者模式的應(yīng)用場景事件處理：如按鈕點擊、鼠標移動等任務(wù)調(diào)度：如定時任務(wù)、異步任務(wù)等消息推送：如郵件通知、短信通知等實時數(shù)據(jù)更新：如股票行情、天氣預(yù)報等適配器模式PART06什么是適配器模式適配器模式是一種設(shè)計模式，用于解決接口不兼容的問題。適配器模式通過創(chuàng)建一個適配器類，將源接口轉(zhuǎn)換為目標接口，使得原本不兼容的接口可以協(xié)同工作。適配器模式主要包括三個角色：源接口、目標接口和適配器類。適配器模式的優(yōu)點是可以在不修改原有代碼的情況下，實現(xiàn)接口的兼容，提高代碼的可重用性和可維護性。適配器模式的實現(xiàn)方式接口適配器：通過實現(xiàn)目標接口，實現(xiàn)適配器功能類適配器：通過繼承目標類，實現(xiàn)適配器功能對象適配器：通過組合目標類，實現(xiàn)適配器功能雙向適配器：同時實現(xiàn)源類和目標類的接口，實現(xiàn)雙向適配功能適配器模式的優(yōu)缺點缺點：a.增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性b.可能導(dǎo)致類爆炸問題c.性能可能會受到影響a.增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性b.可能導(dǎo)致類爆炸問題c.性能可能會受到影