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设计模式三部曲3

作者：真正的爱情是什么2010 | 来源：互联网 | 2023-09-05 16:46
本章是关于设计模式的最后一讲，会讲到第三种设计模式——行为型模式，共11种：策略模式、模板方法模式、观察者模式、迭代子模式、责任链模式、命

本章是关于设计模式的最后一讲&＃xff0c;会讲到第三种设计模式——行为型模式&＃xff0c;共11种&＃xff1a;策略模式、模板方法模式、观察者模式、迭代子模式、责任链模式、命令模式、备忘录模式、状态模式、访问者模式、中介者模式、解释器模式。这段时间一直在写关于设计模式的东西&＃xff0c;终于写到一半了&＃xff0c;写博文是个很费时间的东西&＃xff0c;因为我得为读者负责&＃xff0c;不论是图还是代码还是表述&＃xff0c;都希望能尽量写清楚&＃xff0c;以便读者理解&＃xff0c;我想不论是我还是读者&＃xff0c;都希望看到高质量的博文出来&＃xff0c;从我本人出发&＃xff0c;我会一直坚持下去&＃xff0c;不断更新&＃xff0c;源源动力来自于读者朋友们的不断支持&＃xff0c;我会尽自己的努力&＃xff0c;写好每一篇文章&＃xff01;希望大家能不断给出意见和建议&＃xff0c;共同打造完美的博文&＃xff01;

学会技术&＃xff0c;懂得分享&＃xff01;

有任何想法&＃xff0c;请联系&＃xff1a;egg

email:xtfggef&＃64;gmail.com   微博&＃xff1a;http://weibo.com/xtfggef

如有转载&＃xff0c;请说明出处&＃xff1a;http://blog.csdn.net/zhangerqing


先来张图&＃xff0c;看看这11中模式的关系&＃xff1a;

第一类&＃xff1a;通过父类与子类的关系进行实现。第二类&＃xff1a;两个类之间。第三类&＃xff1a;类的状态。第四类&＃xff1a;通过中间类

13、策略模式&＃xff08;strategy&＃xff09;

策略模式定义了一系列算法&＃xff0c;并将每个算法封装起来&＃xff0c;使他们可以相互替换&＃xff0c;且算法的变化不会影响到使用算法的客户。需要设计一个接口&＃xff0c;为一系列实现类提供统一的方法&＃xff0c;多个实现类实现该接口&＃xff0c;设计一个抽象类&＃xff08;可有可无&＃xff0c;属于辅助类&＃xff09;&＃xff0c;提供辅助函数&＃xff0c;关系图如下&＃xff1a;

图中ICalculator提供同意的方法&＃xff0c;
AbstractCalculator是辅助类&＃xff0c;提供辅助方法&＃xff0c;接下来&＃xff0c;依次实现下每个类&＃xff1a;

首先统一接口&＃xff1a;


[java] view plaincopy
  1. public interface ICalculator {  
  2.     public int calculate(String exp);  
  3. }  

辅助类&＃xff1a;


[java] view plaincopy
  1. public abstract class AbstractCalculator {  
  2.       
  3.     public int[] split(String exp,String opt){  
  4.         String array[] &＃61; exp.split(opt);  
  5.         int arrayInt[] &＃61; new int[2];  
  6.         arrayInt[0] &＃61; Integer.parseInt(array[0]);  
  7.         arrayInt[1] &＃61; Integer.parseInt(array[1]);  
  8.         return arrayInt;  
  9.     }  
  10. }  

三个实现类&＃xff1a;


[java] view plaincopy
  1. public class Plus extends AbstractCalculator implements ICalculator {  
  2.   
  3.     &＃64;Override  
  4.     public int calculate(String exp) {  
  5.         int arrayInt[] &＃61; split(exp,"\\&＃43;");  
  6.         return arrayInt[0]&＃43;arrayInt[1];  
  7.     }  
  8. }  


[java] view plaincopy
  1. public class Minus extends AbstractCalculator implements ICalculator {  
  2.   
  3.     &＃64;Override  
  4.     public int calculate(String exp) {  
  5.         int arrayInt[] &＃61; split(exp,"-");  
  6.         return arrayInt[0]-arrayInt[1];  
  7.     }  
  8.   
  9. }  


[java] view plaincopy
  1. public class Multiply extends AbstractCalculator implements ICalculator {  
  2.   
  3.     &＃64;Override  
  4.     public int calculate(String exp) {  
  5.         int arrayInt[] &＃61; split(exp,"\\*");  
  6.         return arrayInt[0]*arrayInt[1];  
  7.     }  
  8. }  

简单的测试类&＃xff1a;


[java] view plaincopy
  1. public class StrategyTest {  
  2.   
  3.     public static void main(String[] args) {  
  4.         String exp &＃61; "2&＃43;8";  
  5.         ICalculator cal &＃61; new Plus();  
  6.         int result &＃61; cal.calculate(exp);  
  7.         System.out.println(result);  
  8.     }  
  9. }  

输出&＃xff1a;10

策略模式的决定权在用户&＃xff0c;系统本身提供不同算法的实现&＃xff0c;新增或者删除算法&＃xff0c;对各种算法做封装。因此&＃xff0c;策略模式多用在算法决策系统中&＃xff0c;外部用户只需要决定用哪个算法即可。

14、模板方法模式&＃xff08;Template Method&＃xff09;

解释一下模板方法模式&＃xff0c;就是指&＃xff1a;一个抽象类中&＃xff0c;有一个主方法&＃xff0c;再定义1...n个方法&＃xff0c;可以是抽象的&＃xff0c;也可以是实际的方法&＃xff0c;定义一个类&＃xff0c;继承该抽象类&＃xff0c;重写抽象方法&＃xff0c;通过调用抽象类&＃xff0c;实现对子类的调用&＃xff0c;先看个关系图&＃xff1a;

就是在AbstractCalculator类中定义一个主方法calculate&＃xff0c;calculate()调用spilt()等&＃xff0c;Plus和Minus分别继承AbstractCalculator类&＃xff0c;通过对AbstractCalculator的调用实现对子类的调用&＃xff0c;看下面的例子&＃xff1a;


[java] view plaincopy
  1. public abstract class AbstractCalculator {  
  2.       
  3.     /*主方法&＃xff0c;实现对本类其它方法的调用*/  
  4.     public final int calculate(String exp,String opt){  
  5.         int array[] &＃61; split(exp,opt);  
  6.         return calculate(array[0],array[1]);  
  7.     }  
  8.       
  9.     /*被子类重写的方法*/  
  10.     abstract public int calculate(int num1,int num2);  
  11.       
  12.     public int[] split(String exp,String opt){  
  13.         String array[] &＃61; exp.split(opt);  
  14.         int arrayInt[] &＃61; new int[2];  
  15.         arrayInt[0] &＃61; Integer.parseInt(array[0]);  
  16.         arrayInt[1] &＃61; Integer.parseInt(array[1]);  
  17.         return arrayInt;  
  18.     }  
  19. }  


[java] view plaincopy
  1. public class Plus extends AbstractCalculator {  
  2.   
  3.     &＃64;Override  
  4.     public int calculate(int num1,int num2) {  
  5.         return num1 &＃43; num2;  
  6.     }  
  7. }  

测试类&＃xff1a;


[java] view plaincopy
  1. public class StrategyTest {  
  2.   
  3.     public static void main(String[] args) {  
  4.         String exp &＃61; "8&＃43;8";  
  5.         AbstractCalculator cal &＃61; new Plus();  
  6.         int result &＃61; cal.calculate(exp, "\\&＃43;");  
  7.         System.out.println(result);  
  8.     }  
  9. }  

我跟踪下这个小程序的执行过程&＃xff1a;首先将exp和"\\&＃43;"做参数&＃xff0c;调用AbstractCalculator类里的calculate(String,String)方法&＃xff0c;在calculate(String,String)里调用同类的split()&＃xff0c;之后再调用calculate(int ,int)方法&＃xff0c;从这个方法进入到子类中&＃xff0c;执行完return num1 &＃43; num2后&＃xff0c;将值返回到AbstractCalculator类&＃xff0c;赋给result&＃xff0c;打印出来。正好验证了我们开头的思路。

15、观察者模式&＃xff08;Observer&＃xff09;

包括这个模式在内的接下来的四个模式&＃xff0c;都是类和类之间的关系&＃xff0c;不涉及到继承&＃xff0c;学的时候应该 记得归纳&＃xff0c;记得本文最开始的那个图。观察者模式很好理解&＃xff0c;类似于邮件订阅和RSS订阅&＃xff0c;当我们浏览一些博客或wiki时&＃xff0c;经常会看到RSS图标&＃xff0c;就这的意思是&＃xff0c;当你订阅了该文章&＃xff0c;如果后续有更新&＃xff0c;会及时通知你。其实&＃xff0c;简单来讲就一句话&＃xff1a;当一个对象变化时&＃xff0c;其它依赖该对象的对象都会收到通知&＃xff0c;并且随着变化&＃xff01;对象之间是一种一对多的关系。先来看看关系图&＃xff1a;

我解释下这些类的作用&＃xff1a;MySubject类就是我们的主对象&＃xff0c;Observer1和Observer2是依赖于MySubject的对象&＃xff0c;当MySubject变化时&＃xff0c;Observer1和Observer2必然变化。AbstractSubject类中定义着需要监控的对象列表&＃xff0c;可以对其进行修改&＃xff1a;增加或删除被监控对象&＃xff0c;且当MySubject变化时&＃xff0c;负责通知在列表内存在的对象。我们看实现代码&＃xff1a;

一个Observer接口&＃xff1a;


[java] view plaincopy
  1. public interface Observer {  
  2.     public void update();  
  3. }  

两个实现类&＃xff1a;


[java] view plaincopy
  1. public class Observer1 implements Observer {  
  2.   
  3.     &＃64;Override  
  4.     public void update() {  
  5.         System.out.println("observer1 has received!");  
  6.     }  
  7. }  


[java] view plaincopy
  1. public class Observer2 implements Observer {  
  2.   
  3.     &＃64;Override  
  4.     public void update() {  
  5.         System.out.println("observer2 has received!");  
  6.     }  
  7.   
  8. }  

Subject接口及实现类&＃xff1a;


[java] view plaincopy
  1. public interface Subject {  
  2.       
  3.     /*增加观察者*/  
  4.     public void add(Observer observer);  
  5.       
  6.     /*删除观察者*/  
  7.     public void del(Observer observer);  
  8.       
  9.     /*通知所有的观察者*/  
  10.     public void notifyObservers();  
  11.       
  12.     /*自身的操作*/  
  13.     public void operation();  
  14. }  


[java] view plaincopy
  1. public abstract class AbstractSubject implements Subject {  
  2.   
  3.     private Vector vector &＃61; new Vector();  
  4.     &＃64;Override  
  5.     public void add(Observer observer) {  
  6.         vector.add(observer);  
  7.     }  
  8.   
  9.     &＃64;Override  
  10.     public void del(Observer observer) {  
  11.         vector.remove(observer);  
  12.     }  
  13.   
  14.     &＃64;Override  
  15.     public void notifyObservers() {  
  16.         Enumeration enumo &＃61; vector.elements();  
  17.         while(enumo.hasMoreElements()){  
  18.             enumo.nextElement().update();  
  19.         }  
  20.     }  
  21. }  


[java] view plaincopy
  1. public class MySubject extends AbstractSubject {  
  2.   
  3.     &＃64;Override  
  4.     public void operation() {  
  5.         System.out.println("update self!");  
  6.         notifyObservers();  
  7.     }  
  8.   
  9. }  


测试类&＃xff1a;


[java] view plaincopy
  1. public class ObserverTest {  
  2.   
  3.     public static void main(String[] args) {  
  4.         Subject sub &＃61; new MySubject();  
  5.         sub.add(new Observer1());  
  6.         sub.add(new Observer2());  
  7.           
  8.         sub.operation();  
  9.     }  
  10.   
  11. }  

输出&＃xff1a;

update self!
observer1 has received!
observer2 has received!

 这些东西&＃xff0c;其实不难&＃xff0c;只是有些抽象&＃xff0c;不太容易整体理解&＃xff0c;建议读者&＃xff1a;根据关系图&＃xff0c;新建项目&＃xff0c;自己写代码&＃xff08;或者参考我的代码&＃xff09;,按照总体思路走一遍&＃xff0c;这样才能体会它的思想&＃xff0c;理解起来容易&＃xff01;

欢迎广大读者随时指正&＃xff0c;一起讨论&＃xff0c;一起进步&＃xff01;

有问题&＃xff0c;联系&＃xff1a;egg

email&＃xff1a;xtfggef&＃64;gmail.com      微博&＃xff1a;http://weibo.com/xtfggef

16、迭代子模式&＃xff08;Iterator&＃xff09;

顾名思义&＃xff0c;迭代器模式就是顺序访问聚集中的对象&＃xff0c;一般来说&＃xff0c;集合中非常常见&＃xff0c;如果对集合类比较熟悉的话&＃xff0c;理解本模式会十分轻松。这句话包含两层意思&＃xff1a;一是需要遍历的对象&＃xff0c;即聚集对象&＃xff0c;二是迭代器对象&＃xff0c;用于对聚集对象进行遍历访问。我们看下关系图&＃xff1a;

 

这个思路和我们常用的一模一样&＃xff0c;MyCollection中定义了集合的一些操作&＃xff0c;MyIterator中定义了一系列迭代操作&＃xff0c;且持有Collection实例&＃xff0c;我们来看看实现代码&＃xff1a;

两个接口&＃xff1a;


[java] view plaincopy
  1. public interface Collection {  
  2.       
  3.     public Iterator iterator();  
  4.       
  5.     /*取得集合元素*/  
  6.     public Object get(int i);  
  7.       
  8.     /*取得集合大小*/  
  9.     public int size();  
  10. }  


[java] view plaincopy
  1. public interface Iterator {  
  2.     //前移  
  3.     public Object previous();  
  4.       
  5.     //后移  
  6.     public Object next();  
  7.     public boolean hasNext();  
  8.       
  9.     //取得第一个元素  
  10.     public Object first();  
  11. }  

两个实现&＃xff1a;


[java] view plaincopy
  1. public class MyCollection implements Collection {  
  2.   
  3.     public String string[] &＃61; {"A","B","C","D","E"};  
  4.     &＃64;Override  
  5.     public Iterator iterator() {  
  6.         return new MyIterator(this);  
  7.     }  
  8.   
  9.     &＃64;Override  
  10.     public Object get(int i) {  
  11.         return string[i];  
  12.     }  
  13.   
  14.     &＃64;Override  
  15.     public int size() {  
  16.         return string.length;  
  17.     }  
  18. }  


[java] view plaincopy
  1. public class MyIterator implements Iterator {  
  2.   
  3.     private Collection collection;  
  4.     private int pos &＃61; -1;  
  5.       
  6.     public MyIterator(Collection collection){  
  7.         this.collection &＃61; collection;  
  8.     }  
  9.       
  10.     &＃64;Override  
  11.     public Object previous() {  
  12.         if(pos > 0){  
  13.             pos--;  
  14.         }  
  15.         return collection.get(pos);  
  16.     }  
  17.   
  18.     &＃64;Override  
  19.     public Object next() {  
  20.         if(pos1){  
  21.             pos&＃43;&＃43;;  
  22.         }  
  23.         return collection.get(pos);  
  24.     }  
  25.   
  26.     &＃64;Override  
  27.     public boolean hasNext() {  
  28.         if(pos1){  
  29.             return true;  
  30.         }else{  
  31.             return false;  
  32.         }  
  33.     }  
  34.   
  35.     &＃64;Override  
  36.     public Object first() {  
  37.         pos &＃61; 0;  
  38.         return collection.get(pos);  
  39.     }  
  40.   
  41. }  

测试类&＃xff1a;


[java] view plaincopy
  1. public class Test {  
  2.   
  3.     public static void main(String[] args) {  
  4.         Collection collection &＃61; new MyCollection();  
  5.         Iterator it &＃61; collection.iterator();  
  6.           
  7.         while(it.hasNext()){  
  8.             System.out.println(it.next());  
  9.         }  
  10.     }  
  11. }  

输出&＃xff1a;A B C D E

此处我们貌似模拟了一个集合类的过程&＃xff0c;感觉是不是很爽&＃xff1f;其实JDK中各个类也都是这些基本的东西&＃xff0c;加一些设计模式&＃xff0c;再加一些优化放到一起的&＃xff0c;只要我们把这些东西学会了&＃xff0c;掌握好了&＃xff0c;我们也可以写出自己的集合类&＃xff0c;甚至框架&＃xff01;

17、责任链模式&＃xff08;Chain of Responsibility&＃xff09;
接下来我们将要谈谈责任链模式&＃xff0c;有多个对象&＃xff0c;每个对象持有对下一个对象的引用&＃xff0c;这样就会形成一条链&＃xff0c;请求在这条链上传递&＃xff0c;直到某一对象决定处理该请求。但是发出者并不清楚到底最终那个对象会处理该请求&＃xff0c;所以&＃xff0c;责任链模式可以实现&＃xff0c;在隐瞒客户端的情况下&＃xff0c;对系统进行动态的调整。先看看关系图&＃xff1a;

Abstracthandler类提供了get和set方法&＃xff0c;方便MyHandle类设置和修改引用对象&＃xff0c;MyHandle类是核心&＃xff0c;实例化后生成一系列相互持有的对象&＃xff0c;构成一条链。


[java] view plaincopy
  1. public interface Handler {  
  2.     public void operator();  
  3. }  


[java] view plaincopy
  1. public abstract class AbstractHandler {  
  2.       
  3.     private Handler handler;  
  4.   
  5.     public Handler getHandler() {  
  6.         return handler;  
  7.     }  
  8.   
  9.     public void setHandler(Handler handler) {  
  10.         this.handler &＃61; handler;  
  11.     }  
  12.       
  13. }  


[java] view plaincopy
  1. public class MyHandler extends AbstractHandler implements Handler {  
  2.   
  3.     private String name;  
  4.   
  5.     public MyHandler(String name) {  
  6.         this.name &＃61; name;  
  7.     }  
  8.   
  9.     &＃64;Override  
  10.     public void operator() {  
  11.         System.out.println(name&＃43;"deal!");  
  12.         if(getHandler()!&＃61;null){  
  13.             getHandler().operator();  
  14.         }  
  15.     }  
  16. }  


[java] view plaincopy
  1. public class Test {  
  2.   
  3.     public static void main(String[] args) {  
  4.         MyHandler h1 &＃61; new MyHandler("h1");  
  5.         MyHandler h2 &＃61; new MyHandler("h2");  
  6.         MyHandler h3 &＃61; new MyHandler("h3");  
  7.   
  8.         h1.setHandler(h2);  
  9.         h2.setHandler(h3);  
  10.   
  11.         h1.operator();  
  12.     }  
  13. }  

输出&＃xff1a;

h1deal!
h2deal!
h3deal!

此处强调一点就是&＃xff0c;链接上的请求可以是一条链&＃xff0c;可以是一个树&＃xff0c;还可以是一个环&＃xff0c;模式本身不约束这个&＃xff0c;需要我们自己去实现&＃xff0c;同时&＃xff0c;在一个时刻&＃xff0c;命令只允许由一个对象传给另一个对象&＃xff0c;而不允许传给多个对象。

 18、命令模式&＃xff08;Command&＃xff09;

命令模式很好理解&＃xff0c;举个例子&＃xff0c;司令员下令让士兵去干件事情&＃xff0c;从整个事情的角度来考虑&＃xff0c;司令员的作用是&＃xff0c;发出口令&＃xff0c;口令经过传递&＃xff0c;传到了士兵耳朵里&＃xff0c;士兵去执行。这个过程好在&＃xff0c;三者相互解耦&＃xff0c;任何一方都不用去依赖其他人&＃xff0c;只需要做好自己的事儿就行&＃xff0c;司令员要的是结果&＃xff0c;不会去关注到底士兵是怎么实现的。我们看看关系图&＃xff1a;

Invoker是调用者&＃xff08;司令员&＃xff09;&＃xff0c;Receiver是被调用者&＃xff08;士兵&＃xff09;&＃xff0c;MyCommand是命令&＃xff0c;实现了Command接口&＃xff0c;持有接收对象&＃xff0c;看实现代码&＃xff1a;


[java] view plaincopy
  1. public interface Command {  
  2.     public void exe();  
  3. }  


[java] view plaincopy
  1. public class MyCommand implements Command {  
  2.   
  3.     private Receiver receiver;  
  4.       
  5.     public MyCommand(Receiver receiver) {  
  6.         this.receiver &＃61; receiver;  
  7.     }  
  8.   
  9.     &＃64;Override  
  10.     public void exe() {  
  11.         receiver.action();  
  12.     }  
  13. }  


[java] view plaincopy
  1. public class Receiver {  
  2.     public void action(){  
  3.         System.out.println("command received!");  
  4.     }  
  5. }  


[java] view plaincopy
  1. public class Invoker {  
  2.       
  3.     private Command command;  
  4.       
  5.     public Invoker(Command command) {  
  6.         this.command &＃61; command;  
  7.     }  
  8.   
  9.     public void action(){  
  10.         command.exe();  
  11.     }  
  12. }  


[java] view plaincopy
  1. public class Test {  
  2.   
  3.     public static void main(String[] args) {  
  4.         Receiver receiver &＃61; new Receiver();  
  5.         Command cmd &＃61; new MyCommand(receiver);  
  6.         Invoker invoker &＃61; new Invoker(cmd);  
  7.         invoker.action();  
  8.     }  
  9. }  

输出&＃xff1a;command received!

这个很哈理解&＃xff0c;命令模式的目的就是达到命令的发出者和执行者之间解耦&＃xff0c;实现请求和执行分开&＃xff0c;熟悉Struts的同学应该知道&＃xff0c;Struts其实就是一种将请求和呈现分离的技术&＃xff0c;其中必然涉及命令模式的思想&＃xff01;

本篇暂时就到这里&＃xff0c;因为考虑到将来博文会不断的更新&＃xff0c;不断的增加新内容&＃xff0c;所以当前篇幅不易过长&＃xff0c;以便大家阅读&＃xff0c;所以接下来的放到另一篇里。敬请关注&＃xff01;


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