一些设计模式及其案例

一些设计模式及其案例原创

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艾贺521

7人赞赏了该文章 1,245次浏览编辑于2019年04月29日 17:54:53

常用的设计模式大家都有所了解，但有一些可能大家不是很留意的设计模式，这里我整理下

原型模式
桥接模式
组合模式
责任链模式
命令模式
解释器模式
中介模式
备忘录模式
访问者模式

案例

原型模式

原型模式：指原型实例指定创建对象的种类，并通过拷贝这些原型创建新的对象。

可以理解为有一个已经存在的模子，其它的对象都是通过这个模子创建出来的。比如说“海贼王”里面的暴君熊是PX-0，剩余的和平主义者，PX-x都是以第一代的熊为原型创建出来的。

在Spring中的scope可以指定为prototype，这样每次在获取对象的时候，都会根据beanDefinition创建一个新的对象出来。每次创建的对象都是相同的。beanDefinition就是原型。另外像对象继承了Cloneable接口实现了clone方法，clone出来的对象，不过要注意深克隆，浅克隆。

/**
* Scope identifier for the standard prototype scope: "prototype".
* Custom scopes can be added via {@code registerScope}.
* @see #registerScope
*/
String SCOPE_PROTOTYPE = "prototype";

桥接模式

和适配器模式有点像，但是有一些区别。

适配器模式：在业务不断的发展过程中，发现有两个接口无法对接，这个时候需要写一个适配器来适配两个接口。在现实生活中，适配器模式就是转换头，肯定要现有接口，充电头才能去买转换器是什么。

桥接模式：通过某种方式使两个类之间建立联系，继承也可以建立联系，但是桥接模式建议使用组合而不是继承。在桥接的时候，大致知道要桥接的对象，但是桥接对象可能会发生变化。

区别：

适配器模式使用的时候，要适配的对象已经确定，基本不变。桥接模式要桥接的对象后期可以进行扩展
适配器模式一般发生在业务发展的后期，桥接模式发生在业务开始设计的时候
桥接模式是为了分离抽象与实现

源码中用到桥接模式的地方：

JDK中的数据库Driver，相同的Driver接口，实现不同。DriverManager与Driver之间实现了桥接

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，组合模式使客户端对单个对象和组合对象可以用一致的方法处理。

常见的地方，比如说安卓开发中的View，一个View内部可以有很多小的View，View可以是列表视图，也可以是原型的，文字的等等。

在JDK内部的添加集合，集合可能是一个元素，也可能是多个元素。

//ArrayList
public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
      Object[] a = c.toArray();
      int numNew = a.length;
      ensureCapacityInternal(size + numNew); // Increments modCount
      System.arraycopy(a, 0, elementData, size, numNew);
      size += numNew;
      return numNew != 0;
  }

责任链模式

定义：为请求创建一个接收此次请求的链，一个请求的处理需要一个或者多个对象中的几个协作处理。

优点：请求的发送者和接受者可以进行解耦，一般会在外部的配置文件中，可以灵活指定

缺点：责任链过多会影响性能

在JDK中处理Servlet的时候可以指定Filter，如果当前的Filter处理完毕，则使用filterChain.doFilter，继续下一步的Filter处理。

<filter>
      <filter-name>utfEncodingFilter</filter-name>
      <filter-class>org.springframework.web.filter.CharacterEncodingFilter</filter-class>
      <init-param>
          <param-name>encoding</param-name>
          <param-value>utf-8</param-value>
      </init-param>
  </filter>
  <filter-mapping>
      <filter-name>utfEncodingFilter</filter-name>
      <url-pattern>*.do</url-pattern>
  </filter-mapping>
   

  // 如果想让过滤链继续走，代码中
filterChain.doFilter(request, response);

命令模式

定义：将请求封装成对象，以便使用不同的请求。命令模式解决了应用程序中对象的职责以及它们之间的通信方式。

下命令的人只需要下命令就行了，而不需要具体是如何解决的。

在平时我们的代码中，如继承Runnable接口，需要实现其中的run方法，而去执行Runnable对象的人不需要知道其内部到底做了什么。

// 当然在我们的代码中，会有很多实现Runnable的类
public class CommandDemo {

  public static void main(String[] args) {
      ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(4);
      threadPool.execute(new DoCommand());
      threadPool.shutdown();
  }
   
  static class DoCommand implements Runnable{

      @Override
      public void run() {
          System.out.println("做某些事情");
      }
  }
}

解释器模式

定义：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，这个解释器用来解释语言中的句子。

就像我们平时用的解释型语言，如Python，JS，bash，这种语言一般是一句一句的执行。像使用Spring的时候，spring的核心类库有个spel，就是spring的语法表达式：SPEL还有很多更复杂的表达语法，这就是其自己实现的解释器

publicclassInterpreterDemo{
   publicstaticvoidmain(String[] args) {
       SpelExpressionParserexpressionParser=newSpelExpressionParser();
       Expressionexpression=expressionParser.parseExpression("1+1");
       Objectvalue=expression.getValue();
       System.out.println(value);
  }
}

优点：语法有很多类表示，容易改变及扩展该语言

缺点：当语法规则太多的时候，增加了系统的复杂度

中介模式

定义：定义了一个封装一组，对象如何交互的对象。

适用场景：在系统中对象存在复杂的引用关系，产生相互依赖关系，结构混乱且难以理解，通过增加新的中介者类来达到扩展的目的。

像我们平时进行聊天的聊天室，系统中使用的中间件，都可以进行解耦的作用。但是中介者过多，会增加系统的复杂度，这一点在使用的时候要有所注意。

像平时我们使用的线程池，指定任务队列: 在执行任务的时候，发现核心线程都在工作，则把任务添加进入任务队列之中，后续再从队列之中取数据，任务队列可以看做线程池与任务交互的中介。

new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
                                    0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                    new LinkedBlockingQueue<Runnable>())

备忘录模式

定义：保存一个对象的状态，以便在适当的时候恢复对象。

这个主意就是保存与恢复，类似数据的备份与还原，也有时候在玩游戏的时候保存某个档案，后期再重新玩。能恢复的档案，必须要首先保存过。

备忘录模式与状态模式有点像，只不过状态模式用类表示状态，并且状态是用来控制程序的执行逻辑的。

缺点：会占用一些资源

代码中的应用：

在Hbase中数据都会根据时间戳保存多个版本的数据
程序代码中的回滚操作，如果某个执行发现出现了不可预期的东西，会退到原本的状态

访问者模式

定义：封装作用于某种数据结构(List,Set,Map)等中各元素的操作，可以再不改变这些元素的前提下，定义作用于这些元素的操作。

当有的时候，我们需要将数据与对数据的操作进行分离。增加一个操作，只需要增加新的访问者，但是改变具体的数据结构会比较麻烦一些。

在Spring中：可以遍历类的各种属性，这个类主要是分析Bean的各种数据。

// BeanDefinitionVisitor.java
public void visitBeanDefinition(BeanDefinition beanDefinition) {
visitParentName(beanDefinition);
visitBeanClassName(beanDefinition);
visitFactoryBeanName(beanDefinition);
visitFactoryMethodName(beanDefinition);
visitScope(beanDefinition);
visitPropertyValues(beanDefinition.getPropertyValues());
ConstructorArgumentValues cas = beanDefinition.getConstructorArgumentValues();
visitIndexedArgumentValues(cas.getIndexedArgumentValues());
visitGenericArgumentValues(cas.getGenericArgumentValues());
}

访问者模式一般在实际中用的会少一些。