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设计模式总结 考试复习资料.pdf

发布时间：2022-06-13 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：1.33M 资料格式：pdf 举报 版权申诉
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    设计模式总结 创建时间：2014/03/19 10:13 更新时间：2014/05/03 09:51 作 者：hacke2 来 源：http://blog.csdn.net/hacke2 本系列主要记录设计模式的意图是什么，它要解决一个什么问题，什么时候可以使用它；它是如何解决 的，掌握它的结构图，记住它的关键代码；能够想到至少两个它的应用实例，一个生活中的，一个软件中 的；这个模式的优缺点是什么，其有哪些使用场景，在使用时要注意什么。 来自 晔阳的博客 blog.csdn.net/hacke2 1.单例模式 意图：保证一个类仅有一个实例,并提供一个访问它的全局访问点 主要解决：生产一系列产品 什么时候使用：当你想控制实例数目，节省系统资源的时候 如何解决 ：判断系统是否是否已经有这个单例，如果有则返回，如果没有，则创建 结构图： 关键代码：构造函数式私有的 应用实例：1.一个党只能有一个主席.2.Windows是多进程多线程的，在操作一个文件的时候，就不可避免 地出现多个进程或线程同时操作一个文件的现象，所以所有文件的处理必须通过唯一的实例来进行。3.一些 设备管理器常常设计为单例模式，比如一个电脑有两台打印机，在输出的时候就要处理不能两台打印机打 印同一个文件。 优点：1.在内存里只有一个实例，减少了内存的开销，尤其是频繁的创建和销毁实例（比如管理学院首页页 面缓存） 2.避免对资源的多重占用（比如写文件操作）
    缺点：没有接口，不能继承，与单一职责原则冲突，一个类应该只关心内部逻辑，儿不关心外面怎么样来 实例化 使用场景：1.要求生产唯一序列号 2.WEB中的计数器，不用每次刷新都在数据库里加一次，用单例先缓存 起来 3.创建的一个对象需要消耗的资源过多，比如I/O与数据库的连接等 注意事项：getInstance()方法中需要使用同步锁synchronized (Singleton.class)防止多线程同时进入造成 instance被多次实例化 2.工厂模式 意图：定义一个创建对象的接口，让其子类自己决定实例化哪一个工厂类，工厂模式使其创建过程延迟到 子类进行 主要解决：主要解决接口选择的问题 什么时候使用：我们明确的计划不同条件下创建不同实例时 如何解决 ：让其子类实现工厂接口，返回的也是一个抽象的产品 结构图： 关键代码：创建过程在其子类执行 应用实例：1.你需要一辆汽车，你可以直接从工厂里面提货，而不用去管这辆汽车是怎么做出来的，以及这 个汽车里面的具体实现 2.Hibernate换数据库只需换方言和驱动就可以 优点：1.一个调用者想创建一个对象，只要知道其名称就可以了 2.扩展性高，如果想增加一个产品，只要扩 展一个工厂类就可以 3.屏蔽产品的具体实现，调用者只关心产品的接口 缺点：每次增加一个产品时，都需要增加一个具体类和对象实现工厂，是的系统中类的个数成倍增加，在 一定程度上增加了系统的复杂度，同时也增加了系统具体类的依赖。这并不是什么好事。 使用场景：1.日志记录器：记录可能记录到本地硬盘、系统事件、远程服务器等，用户可以选择记录日志到 什么地方。2.数据库访问，当用户不知道最后系统采用哪一类数据库，以及数据库可能有变化时3.设计一个 连接服务器的框架，需要三个协议，"POP3", "IMAP", "HTTP"，可以把这三作为产品类，共同实现一个接 口 注意事项：作为一种创建类模式，在任何需要生成复杂对象的地方，都可以使用工厂方法模式。有一点需 要注意的地方就是复杂对象适合使用工厂模式，而简单对象，特别是只需要通过new就可以完成创建的对 象，无需使用工厂模式。如果使用工厂模式，就需要引入一个工厂类，会增加系统的复杂度。
    3.抽象工厂 意图：提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口，而无需指定它们具体的类 主要解决：主要解决接口选择的问题 什么时候使用：系统的产品有多于一个的产品族，而系统只消费其中某一族的产品 如何解决 ：在一个产品族里面，定义多个产品 结构图： 关键代码：在一个工厂里聚合多个同类产品 应用实例：工作了，为了参加一些聚会，肯定有两套或多套衣服吧，比如说有商务装（成套，一系列具体 产品）、时尚装（成套，一系列具体产品），甚至对于一个家庭来说，可能有商务女装、商务男装、时尚 女装、时尚男装，这些也都是成套的，即一系列具体产品.咱们假设一种情况(现实中是不存在的,要不然,没 法进入共产主义了,但有利于说明抽象工厂模式)，在你的家中，某一个衣柜（具体工厂）只能存放某一种这 样的衣服（成套，一系列具体产品），每次拿这种成套的衣服时也自然要从这个衣柜中取出了.用OO的思想 去理解，所有的衣柜（具体工厂）都是衣柜类的（抽象工厂）某一个，而每一件成套的衣服又包括具体的 上衣（某一具体产品），裤子（某一具体产品），这些具体的上衣其实也都是上衣（抽象产品），具体的 裤子也都是裤子（另一个抽象产品）.
    优点：1当一个产品族中的多个对象被设计成一起工作时，它能保证客户端始终只使用同一个产品族中的对 象。 缺点：产品族扩展非常困难，要增加一个系列的某一产品，既要在抽象的Creator里加代码，又要在具体的 里面加代码 使用场景：1.QQ换皮肤，一整套一起换 2.生成不同操作系统的程序 注意事项：产品族难扩展，产品等级易扩展 4.建造者模式 意图：将一个复杂的构建与其表示相分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。 主要解决：主要解决在软件系统中，有时候面临着“一个复杂对象”的创建工作，其通常由各个部分的子 对象用一定的算法构成；由于需求的变化，这个复杂对象的各个部分经常面临着剧烈的变化，但是将它们 组合在一起的算法确相对稳定。 什么时候使用：一些基本部件不会变，而其组合经常变化的时候 如何解决 ：将变与不变分离开 结构图： 关键代码：建造者：创建和提供实例，导演：管理建找出来的实例的依赖关系 应用实例：1.去肯德基，汉堡，可乐，薯条，炸鸡翅等是不变的，而其组合是经常变化的，生成出所谓 的“套餐”2.JAVA中的StringBuilder 优点：1建造者独立，易扩展 2.便于控制细节风险 缺点：1.产品必须有共同点，范围有限制 2.如内部变化复杂，会有很多的建造类
    使用场景：1.需要生成的对象具有复杂的内部结构 2.需要生成的对象内部属性本身相互依赖 注意事项：与工厂模式的区别是：建造者模式更加关注与零件装配的顺序 5.原型模式 意图：用原型实例指定创建对象的种类，并且通过拷贝这些原型创建新的对象。 主要解决：在运行期建立和删除原型 什么时候使用：1．当一个系统应该独立于它的产品创建，构成和表示时；2．当要实例化的类是在运行时 刻指定时，例如，通过动态装载；3．为了避免创建一个与产品类层次平行的工厂类层次时；4．当一个类 的实例只能有几个不同状态组合中的一种时。建立相应数目的原型并克隆它们可能比每次用合适的状态手 工实例化该类更方便一些 如何解决 ：利用已有的一个原型对象，快速的生成和原型对象一样的实例 结构图： 关键代码：1.实现克隆操作，在JAVA继承 Cloneable，重写clone(),在.NET中可以使用Object类的MemberwiseClone()方法来实现对象的浅表拷贝 或通过序列化的方式来实现深拷贝。2．Prototype模式同样用于隔离类对象的使用者和具体类型（易变 类）之间的耦合关系，它同样要求这些“易变类”拥有稳定的接口。 应用实例：1.细胞分裂 2.JAVA中的Object clone()方法 优点：1 性能提高 2,逃避构造函数的约束 缺点：1.配备克隆方法需要对类的功能进行通盘考虑，这对于全新的类不是很难，但对于已有的类不一定很 容易，特别当一个类引用不支持串行化的间接对象，或者引用含有循环结构的时候。2. 必须实现Cloneable 接口 3,逃避构造函数的约束 使用场景：1.资源优化场景 2.类初始化需要消化非常多的资源，这个资源包括数据、硬件资源等。 3.性能和 安全要求的场景 4.通过new产生一个对象需要非常繁琐的数据准备或访问权限，则可以使用原型模式。 5. 一个对象多个修改者的场景 6.一个对象需要提供给其他对象访问，而且各个调用者可能都需要修改其值 时，可以考虑使用原型模式拷贝多个对象供调用者使用。7. 在实际项目中，原型模式很少单独出现，一般 是和工厂方法模式一起出现，通过clone的方法创建一个对象，然后由工厂方法提供给调用者。原型模式已 经与Java融为浑然一体，大家可以随手拿来使用。
    注意事项：与通过对一个类进行实例化来构造新对象不同的是，原型模式是通过拷贝一个现有对象生成新 对象的.浅拷贝实现Cloneable,重写，深拷贝实通过实现Serializable读取二进制流， 6.适配器模式 意图：将一个类的接口转换成客户希望的另外一个接口。Adapter模式使得原本由于接口不兼容而不能一起 工作的那些类可以一起工作。 主要解决：主要解决在软件系统中，常常要将一些“现存的对象”放到新的环境中，而新环境要求的接口 是现对象不能满足的 什么时候使用：1.系统需要使用现有的类，而此类的接口不符合系统的需要。2.想要建立一个可以重复使用 的类，用于与一些彼此之间没有太大关联的一些类，包括一些可能在将来引进的类一起工作，这些源类不 一定有与一致的接口。3.通过接口转换，将一个类插入另一个类系中。（比如老虎和飞禽，现在多了一个飞 虎，在不增加实体的需求下，增加一个适配器，在里面包容一个虎对象，实现飞的接口）， 如何解决 ：继承或依赖（推荐） 结构图： 关键代码：适配器继承或依赖已有的对象，实现想要目标接口 应用实例：1.美国电器110V，中国220V，就要有一个适配器将110V转化为220V 2.JAVA JDK 1.1提供了 Enumeration接口，而在1.2中提供了Iterator接口，想要使用1.2 的JDK，则要将以前系统的Enumeration 接口转化为Iterator接口，这时就需要适配器模式 3.在LINUX上运行WINDOWS程序 4.java中的jdbc 优点：1可以让任何两个没有关联的类一起运行 2.提高了类的复用 3.增加了类的透明度 4.灵活性好 缺点：1.过多的使用适配器，会让系统非常零乱，不易整体进行把握。比如，明明看到调用的是A接口，其 实内部被适配成了B接口的实现，一个系统如果太多出现这种情况，无异于一场灾难。因此如果不是很有必 要，可以不使用适配器，而是直接对系统进行重构。2.由于JAVA至多继承一个类，所以至多只能适配一个 适配者类，而且目标类必须是抽象类 使用场景：有动机的修改一个正常运行的系统的接口，这是应该考虑使用适配器模式 注意事项：适配器不是在详细设计师添加的，而是解决正在服役的项目的问题
    7.组合模式 意图：将对象组合成树形结构以表示“部分-整体”的层次结构。Composite模式使得用户对单个对象和组 合对象的使用具有一致性。 主要解决：它使我们树型结构的问题中，模糊了简单元素和复杂元素的概念，客户程序可以向处理简单元 素一样来处理复杂元素,从而使得客户程序与复杂元素的内部结构解耦。 什么时候使用：1.你想表示对象的部分-整体层次结构（树形结构） 2.你希望用户忽略组合对象与单个对象 的不同，用户将统一地使用组合结构中的所有对象。 如何解决 ：树枝和叶子实现统一接口，树枝内部组合该接口 结构图： 关键代码：树枝内部组合该接口，并且含有内部属性List，里面放Component 应用实例：1.算术表达式包括操作数、操作符和另一个操作数,其中，另一个操作符也可以是操作树，操作 符和另一个操作数 2.在JAVA AWT和SWING中，对于Button和Checkbox是树叶，Container是树枝 优点：1. 高层模块调用简单 2.节点自由增加 缺点：在使用组合模式时，起叶子和树枝的声明都是实现类，而不是接口，违反了依赖倒置原则 使用场景：部分、整体场景，如树形菜单，文件、文件夹的管理 注意事项：定义时为具体类 8.装饰模式 意图：动态地给一个对象添加一些额外的职责。就增加功能来说，Decorator模式相比生成子类更为灵活。 主要解决：一般的，我们为了扩展一个类经常使用继承方式实现，由于继承为类引入静态特征，并且随着 扩展功能的增多，子类会很膨胀
    什么时候使用：在不想增加很多子类的情况下扩展类 如何解决 ：将具体功能职责划分，同时继承装饰者模式 结构图： 关键代码：1.Component类充当抽象角色，不应该具体实现2 修饰类引用和继承Component类，具体扩 展类重写父类方法 应用实例：1.孙悟空有72变，当他变成“庙宇”后，他的根本还是一只猴子，但是他又有了庙宇的功能 2. 不论一幅画有没有画框都可以挂在墙上，但是通常都是有画框的，并且实际上是画框被挂在墙上。在挂在 墙上之前，画可以被蒙上玻璃，装到框子里；这时画、玻璃和画框形成了一个物体。 优点：1. 装饰类和被装饰类可以独立发展，不会相互耦合，装饰模式是继承的一个替代模式，装饰模式可 以动态扩展一个实现类的功能 缺点：多层装饰比较复杂 使用场景：1. 扩展一个类的功能 2.动态增加功能，动态撤销 注意事项：可代替继承 9.代理模式 意图：为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。 主要解决：在直接访问对象时带来的问题，比如说：要访问的对象在远程的机器上.在面向对象系统中，有 些对象由于某些原因（比如对象创建开销很大，或者某些操作需要安全控制，或者需要进程外的访问）， 直接访问会给使用者或者系统结构带来很多麻烦，我们可以在访问此对象时加上一个对此对象的访问层 什么时候使用：想在访问一个类时做一些控制
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