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深入剖析GOF23设计模式

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一、单例模式

单例模式是一种创建型设计模式，可以保证一个类仅有一个实例，并提供了全局访问点。

单例模式的核心是构造函数是私有的，外界无法通过构造函数来创建实例。并且提供了一个静态方法来获取单例对象。这样就可以确保在整个应用中，只有一个该类的实例对象。


public class Singleton{
  private static volatile Singleton instance = null;
  private Singleton(){}
  public static Singleton getInstance() {
    if (instance == null) {
      synchronized (Singleton.class) {
        if (instance == null) {
          instance = new Singleton();
        }
      }
    }
    return instance;
  }
}

单例模式适用于全局开关、日志记录、线程池等场景。

二、工厂模式

工厂模式是一种创建型设计模式，可以创建一组相关的对象，而无需指定其具体类。

工厂模式分为简单工厂模式、工厂方法模式和抽象工厂模式。

简单工厂模式：


public interface Animal{
  void sound();
}

public class Dog implements Animal{
  public void sound(){
     System.out.println("Dog: Bark");
  }
}

public class Cat implements Animal{
  public void sound(){
     System.out.println("Cat: Meow");
  }
}

public class AnimalFactory{
  public static Animal createAnimal(String type){
     switch(type){
        case "dog":
           return new Dog();
        case "cat":
           return new Cat();
        default:
           throw new IllegalArgumentException("Invalid animal type: " + type);
    }
  }
}

工厂方法模式：


public interface Animal{
  void sound();
}

public class Dog implements Animal{
  public void sound(){
     System.out.println("Dog: Bark");
  }
}

public class Cat implements Animal{
  public void sound(){
     System.out.println("Cat: Meow");
  }
}

public interface AnimalFactory{
  Animal createAnimal();
}

public class DogFactory implements AnimalFactory{
  public Animal createAnimal(){
    return new Dog();
  }
}

public class CatFactory implements AnimalFactory{
  public Animal createAnimal(){
    return new Cat();
  }
}

抽象工厂模式：


public interface Animal{
  void sound();
}

public class Dog implements Animal{
  public void sound(){
     System.out.println("Dog: Bark");
  }
}

public class Cat implements Animal{
  public void sound(){
     System.out.println("Cat: Meow");
  }
}

public interface AnimalFactory{
  Animal createAnimal();
}

public class DomesticAnimalFactory implements AnimalFactory{
  public Animal createAnimal(){
    return new Dog();
  }
}

public class WildAnimalFactory implements AnimalFactory{
  public Animal createAnimal(){
    return new Lion();
  }
}

工厂模式适用于创建复杂对象、创建可扩展组件的场景。

三、观察者模式

观察者模式是一种行为型设计模式，当对象之间存在一对多关系时，当一个对象状态变化时，所有依赖它的对象都将得到通知。


import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public interface Observer{
  void update(String message);
}

public class User implements Observer{
  private String name;
  
  public User(String name){
    this.name = name;
  }
  
  public void update(String message){
    System.out.println(name + ": " + message);
  }
}

public interface Subject{
  void attach(Observer observer);
  void detach(Observer observer);
  void notifyObservers(String message);
}

public class News implements Subject{
  private List observers = new ArrayList();
  
  public void attach(Observer observer){
    observers.add(observer);
  }
  
  public void detach(Observer observer){
    observers.remove(observer);
  }
  
  public void notifyObservers(String message){
    for(Observer observer : observers){
      observer.update(message);
    }
  }
  
  public void publish(String message){
    System.out.println("Publish: " + message);
    notifyObservers("News: " + message);
  }
}

观察者模式适用于发布订阅模型、多个对象间解耦、动态更新

四、装饰器模式

装饰器模式是一种行为型设计模式，可以动态地为一个对象增加额外的职责，而无需修改它的代码。


public interface Coffee{
  String getDescription();
  double getCost();
}

public class Espresso implements Coffee{
  public String getDescription(){
    return "Espresso";
  }
  
  public double getCost(){
    return 1.99;
  }
}

public abstract class CoffeeDecorator implements Coffee{
  protected Coffee coffee;
  
  public CoffeeDecorator(Coffee coffee){
    this.coffee = coffee;
  }
  
  public String getDescription(){
    return coffee.getDescription();
  }
  
  public double getCost(){
    return coffee.getCost();
  }
}

public class Milk extends CoffeeDecorator{
  public Milk(Coffee coffee){
    super(coffee);
  }
  
  public String getDescription(){
    return coffee.getDescription() + ", Milk";
  }
  
  public double getCost(){
    return coffee.getCost() + 0.5;
  }
}

public class Mocha extends CoffeeDecorator{
  public Mocha(Coffee coffee){
    super(coffee);
  }
  
  public String getDescription(){
    return coffee.getDescription() + ", Mocha";
  }
  
  public double getCost(){
    return coffee.getCost() + 1.0;
  }
}

装饰器模式适用于动态地为一个对象增加额外的职责，是继承关系的一个替代方案。

五、适配器模式

适配器模式是一种结构型设计模式，可以将一个类的接口转换成客户端需要的另一个接口。


public interface MediaPlayer{
  void play(String audioType, String fileName);
}

public interface AdvancedMediaPlayer{
  void playVlc(String fileName);
  void playMp4(String fileName);
}

public class VlcPlayer implements AdvancedMediaPlayer{
  public void playVlc(String fileName){
    System.out.println("Playing vlc file. Name: "+ fileName); 
  }
  public void playMp4(String fileName){}
}

public class Mp4Player implements AdvancedMediaPlayer{
  public void playVlc(String fileName){}
  public void playMp4(String fileName){
    System.out.println("Playing mp4 file. Name: "+ fileName); 
  }
}

public class MediaAdapter implements MediaPlayer{
  AdvancedMediaPlayer advancedMusicPlayer;
  
  public MediaAdapter(String audioType){
    if(audioType.equalsIgnoreCase("vlc") ){
      advancedMusicPlayer = new VlcPlayer();       
    }
    else if (audioType.equalsIgnoreCase("mp4")){
      advancedMusicPlayer = new Mp4Player();
    }
  }

  public void play(String audioType, String fileName) {
    if(audioType.equalsIgnoreCase("vlc")){
      advancedMusicPlayer.playVlc(fileName);
    }
    else if(audioType.equalsIgnoreCase("mp4")){
      advancedMusicPlayer.playMp4(fileName);
    }
  }
}

public class AudioPlayer implements MediaPlayer{
  MediaAdapter mediaAdapter; 

  public void play(String audioType, String fileName) {    
    if(audioType.equalsIgnoreCase("mp3")){
      System.out.println("Playing mp3 file. Name: " + fileName);           
    }
    else if(audioType.equalsIgnoreCase("vlc") || audioType.equalsIgnoreCase("mp4")){
      mediaAdapter = new MediaAdapter(audioType);
      mediaAdapter.play(audioType, fileName);
    }
    else{
      System.out.println("Invalid media. " + audioType + " format not supported");
    }
  }
}

适配器模式适用于已有的接口无法满足需求的场景，通过定义新的接口转化使用。

原创文章，作者：QSYH，如若转载，请注明出处：https://www.506064.com/n/136324.html

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