Java 设计模式归纳(观察者、工厂、单例，进阶学习资料

observerUser1 = new ObserverUser1(objectFor3D);

observerUser2 = new ObserverUser2(objectFor3D);

// 两个观察者,发送两条信息

objectFor3D.setMsg(“201610121 的 3D 号为:127”);

objectFor3D.setMsg(“20161022 的 3D 号为:000”);

2. 工厂模式

简单列一下这个模式的家族：

1、静态工厂模式
这个最常见了，项目中的辅助类，TextUtil.isEmpty 等，类+静态方法。
2、简单工厂模式（店里买肉夹馍）
定义：通过专门定义一个类来负责创建其他类的实例，被创建的实例通常都具有共同的父类。
根据类型直接创建肉夹馍：SimpleRoujiaMoFactory.java

public RoujiaMo creatRoujiaMo(String type) {

RoujiaMo roujiaMo = null;

switch (type) {

case “Suan”:

roujiaMo = new ZSuanRoujiaMo();

break;

case “La”:

roujiaMo = new ZLaRoujiaMo();

break;

case “Tian”:

roujiaMo = new ZTianRoujiaMo();

break;

default:// 默认为酸肉夹馍

roujiaMo = new ZSuanRoujiaMo();

break;

}

return roujiaMo;

}

3、工厂方法模式（开分店）
定义：定义一个创建对象的接口，但由子类决定要实例化的类是哪一个。工厂方法模式把类实例化的过程推迟到子类。
对比定义：
1、定义了创建对象的一个接口：public abstract RouJiaMo sellRoujiaMo(String type);
2、由子类决定实例化的类，可以看到我们的馍是子类生成的。
提供创建肉夹馍店抽象方法：RoujiaMoStore.java

public abstract RoujiaMo sellRoujiaMo(String type);

具体实现抽象方法：XianRoujiaMoStore.java
分店依旧使用简单工厂模式：XianSimpleRoujiaMoFactory.java
4、抽象工厂模式（使用官方提供的原料）
定义：提供一个接口，用于创建相关的或依赖对象的家族，而不需要明确指定具体类。
对比定义：
1、提供一个接口：public interface RouJiaMoYLFactroy
2、用于创建相关的或依赖对象的家族 public Meat createMeat();public YuanLiao createYuanliao();我们接口用于创建一系列的原材料。
创建用于提供原料的接口工厂：RoujiaMoYLFactory.java
各自分店实现接口，完成原料提供：XianRoujiaMoYLFoctory.java
准备时，使用官方的原料：RoujiaMo.java

```java /**

Meet meet = roujiaMoYLFactory.creatMeet();

YuanLiao yuanLiao = roujiaMoYLFactory.creatYuanLiao();

Log.e("—RoujiaMo:", “使用官方的原料 —” + name + “: 揉面-剁肉-完成准备工作 yuanLiao:”+meet+“yuanLiao:”+yuanLiao);

} ```

3. 单例设计模式

单例模式主要是为了避免因为创建了多个实例造成资源的浪费，且多个实例由于多次调用容易导致结果出现错误，而使用单例模式能够保证整个应用中有且只有一个实例。

定义：只需要三步就可以保证对象的唯一性
(1) 不允许其他程序用 new 对象
(2) 在该类中创建对象
(3) 对外提供一个可以让其他程序获取该对象的方法
对比定义：
(1) 私有化该类的构造函数
(2) 通过 new 在本类中创建一个本类对象
(3) 定义一个公有的方法，将在该类中所创建的对象返回
饿汉式[可用]：SingletonEHan.java
含懒汉式[双重校验锁推荐用]：SingletonLanHan.java

```java private SingletonLanHan() {} private static SingletonLanHan singletonLanHanFour; public static SingletonLanHan getSingletonLanHanFour() {

if (singletonLanHanFour == null) {

synchronized (SingletonLanHan.class) {

if (singletonLanHanFour == null) {

singletonLanHanFour = new SingletonLanHan();

}

return singletonLanHanFour;

}

内部类[推荐用]：SingletonIn.java
枚举[推荐用]：SingletonEnum.java

4. 策略模式

策略模式：定义了算法族，分别封装起来，让它们之间可相互替换，此模式让算法的变化独立于使用算法的客户。

以创建游戏角色为例子：
最初的游戏角色的父类：Role.java
发现有重复代码后，重构后的父类：Role.java
总结：
1、封装变化（把可能变化的代码封装起来）
2、多用组合，少用继承（我们使用组合的方式，为客户设置了算法）
3、针对接口编程，不针对实现（对于 Role 类的设计完全的针对角色，和技能的实现没有关系）
最后测试：创建角色：

RoleA roleA = new RoleA("—A");

roleA.setiDisplayBehavior(new DisplayYZ())

.setiAttackBehavior(new AttackXL())

.setiDefendBehavior(new DefendTMS())

.setiRunBehavior(new RunJCTQ());

roleA.display();// 样子

roleA.attack();// 攻击

roleA.run();// 逃跑

roleA.defend();// 防御

5. 适配器模式

定义：将一个类的接口转换成客户期望的另一个接口，适配器让原本接口不兼容的类可以相互合作。这个定义还好，说适配器的功能就是把一个接口转成另一个接口。

以充电器为实例: 手机充电器一般都是 5V 左右吧，咱天朝的家用交流电压 220V，所以手机充电需要一个适配器（降压器）
一部手机: Mobile.java
手机依赖一个提供 5V 电压的接口: V5Power.java
我们拥有的是 220V 家用交流电: V220Power.java
适配器，完成 220V 转 5V 的作用：V5PowerAdapter.java
最后测试：给手机冲个电：

Mobile mobile = new Mobile();

V5Power v5Power = new V5PowerAdapter(new V200Power());

mobile.inputPower(v5Power);

6. 命令模式

定义：将“请求”封装成对象，以便使用不同的请求、队列或者日志来参数化其他对象。命令模式也支持可撤销的操作。(简化: 将请求封装成对象，将动作请求者和动作执行者解耦。)

需求：最近智能家电很火热，假设现在有电视、电脑、电灯等家电，现在需要你做个遥控器控制所有家电的开关，要求做到每个按钮对应的功能供用户个性化，对于新买入家电要有非常强的扩展性。
1、家电的 API：Door.java
2、把命令封装成类：
统一的命令接口：Command.java
家电实现该接口：DoorOpenCommand.java
3、遥控器：ControlPanel.java
4、定义一个命令，可以干一系列的事情：QuickCommand.java

QuickCommand quickCloseCommand = new QuickCommand(new Command[]{new LightOffCommand(light), new ComputerOffCommand(computer), new DoorCloseCommand(door)});

controlPanel.setCommands(6, quickOpenCommand);

controlPanel.keyPressed(6);

5、遥控器面板执行：CommandActivity.java

controlPanel.setCommands(0, new DoorOpenCommand(door));// 开门

controlPanel.keyPressed(0);

7. 装饰者模式

装饰者模式：若要扩展功能，装饰者提供了比集成更有弹性的替代方案，动态地将责任附加到对象上。

先简单描述下装饰者模式发挥作用的地方，当我们设计好了一个类，我们需要给这个类添加一些辅助的功能，并且不希望改变这个类的代码，这时候就是装饰者模式大展雄威的时候了。这里还体现了一个原则：类应该对扩展开放，对修改关闭。
需求：设计游戏的装备系统，基本要求，要可以计算出每种装备在镶嵌了各种宝石后的攻击力和描述：
1、装备的超类：IEquip.java
2、各个装备的实现类：
eg：武器的实现类: ArmEquip.java
3、装饰品的超类（装饰品也属于装备）：IEquipDecorator.java
4、装饰品的实现类：
eg：蓝宝石的实现类(可累加): BlueGemDecorator.java
5、最后测试：计算攻击力和查看描述：

Log.e("—", "一个镶嵌 2 颗红宝石,1 颗蓝宝石的靴子: ");

IEquip iEquip = new RedGemDecotator(new RedGemDecotator(new BlueGemDecotator(new ShoeEquip())));

Log.e("—", “攻击力:” + iEquip.caculateAttack());

Log.e("—", “描述语:” + iEquip.description());

8. 外观模式

定义：提供一个统一的接口，用来访问子系统中的一群接口，外观定义了一个高层的接口，让子系统更容易使用。其实就是为了方便客户的使用，把一群操作，封装成一个方法。

需求：我比较喜欢看电影，于是买了投影仪、电脑、音响、设计了房间的灯光、买了爆米花机，然后我想看电影的时候，我需要一键观影和一键关闭。
每个设备类的开关等操作：
eg: 爆米花机：PopcornPopper.java
电影院类：HomeTheaterFacade.java

/**

一键观影

public void watchMovie() {

computer.on();

light.down();

popcornPopper.on();

popcornPopper.makePopcorn();

projector.on();

projector.open();

player.on();

player.make3DListener();

}

最后测试：一键观影：

new HomeTheaterFacade(computer, light, player, popcornPopper, projector).watchMovie();

9. 模板方法模式

定义：定义了一个算法的骨架，而将一些步骤延迟到子类中，模版方法使得子类可以在不改变算法结构的情况下，重新定义算法的步骤。

需求：简单描述一下：本公司有程序猿、测试、HR、项目经理等人，下面使用模版方法模式，记录下所有人员的上班情况
模板方法模式中的三类角色
1、具体方法(Concrete Method)
2、抽象方法(Abstract Method)
3、钩子方法(Hook Method)
工人的超类：Worker.java

// 具体方法

public final void workOneDay() {

Log.e(“workOneDay”, “-----------------work start----------------”);

enterCompany();

work();

exitCompany();

Log.e(“workOneDay”, “-----------------work end----------------”);

}

// 工作抽象方法

public abstract void work();

// 钩子方法

public boolean isNeedPrintDate() {

return false;

}

private void exitCompany() {

if (isNeedPrintDate()) {

Log.e(“exitCompany”, “—” + new Date().toLocaleString() + “—>”);

}

Log.e(“exitCompany”, name + “—离开公司”);

}

程序员实现类（可得知时间）：ITWorker.java

/**

重写父类的此方法,使可以查看离开公司时间

@Override

public boolean isNeedPrintDate() {

return true;

}

最后测试：
查看所有人员的工作情况：

QAWorker qaWorker = new QAWorker(“测试人员”);

qaWorker();

HRWorker hrWorker = new HRWorker(“莉莉姐”);

hrWorker.workOneDay();

…

查看程序猿离开公司的时间:

ITWorker itWorker = new ITWorker(“jingbin”);

itWorker.workOneDay();

10. 状态模式

定义：允许对象在内部状态改变时改变它的行为，对象看起来好像修改了它的类。

定义又开始模糊了，理一下，当对象的内部状态改变时，它的行为跟随状态的改变而改变了，看起来好像重新初始化了一个类似的。
需求：已自动售货机为例（有已投币、未投币等状态和投币、投币等方法）
最初实现待改进的售货机：VendingMachine.java
改进后的售货机（更具有延展性）:VendingMachineBetter.java

// 放钱

public void insertMoney() {

currentState.insertMoney();

}

// 退钱

public void backMoney() {

currentState.backMoney();

}

// 转动曲柄

public void turnCrank() {

currentState.turnCrank();

if (currentState == soldState || currentState == winnerState) {

currentState.dispense();//两种情况会出货

}

// 出商品

public void dispense() {

Log.e(“VendingMachineBetter”, “—发出一件商品”);

if (count > 0) {

count–;

}

// 设置对应状态

public void setState(State state) {

this.currentState = state;

}

状态的接口：State.java
对应状态的接口实现类：
eg: 中奖状态：WinnerState.java
eg: 售卖状态：SoldState.java
改进后的售货机测试：

// 初始化售货机,且里面有 3 个商品

VendingMachineBetter machineBetter = new VendingMachineBetter(3);

machineBetter.insertMoney();

machineBetter.turnCrank();