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,终于写到一半了,写博文是个很费时间的东 西,因为我得为读者负责,不论是图还是代码还是表述,都希望能尽量写清楚,以便读者理解,我想不论是我还是读者,都希望看到高质量的博文出来,从我本人出 发,我会一直坚持下去,不断更新,源源动力来自于读者朋友们的不断支持,我会尽自己的努力,写好每一篇文章!希望大家能不断给出意见和建议,共同打造完美 的博文!
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先来张图,看看这11中模式的关系:
第一类:通过父类与子类的关系进行实现。第二类:两个类之间。第三类:类的状态。第四类:通过中间类
13、策略模式(strategy)
策略模式定义了一系列算法,并将每个算法封装起来,使他们可以相互替换,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,为一系列实现类提供统一的方法,多个实现类实现该接口,设计一个抽象类(可有可无,属于辅助类),提供辅助函数,关系图如下:
图中ICalculator提供同意的方法,
AbstractCalculator是辅助类,提供辅助方法,接下来,依次实现下每个类:
首先统一接口:
[java] view plaincopy
- public interface ICalculator {
- public int calculate(String exp);
- }
辅助类:
[java] view plaincopy
- public abstract class AbstractCalculator {
- public int[] split(String exp,String opt){
- String array[] = exp.split(opt);
- int arrayInt[] = new int[2];
- arrayInt[0] = Integer.parseInt(array[0]);
- arrayInt[1] = Integer.parseInt(array[1]);
- return arrayInt;
- }
- }
三个实现类:
[java] view plaincopy
- public class Plus extends AbstractCalculator implements ICalculator {
- @Override
- public int calculate(String exp) {
- int arrayInt[] = split(exp,"\\+");
- return arrayInt[0]+arrayInt[1];
- }
- }
[java] view plaincopy
- public class Minus extends AbstractCalculator implements ICalculator {
- @Override
- public int calculate(String exp) {
- int arrayInt[] = split(exp,"-");
- return arrayInt[0]-arrayInt[1];
- }
- }
[java] view plaincopy
- public class Multiply extends AbstractCalculator implements ICalculator {
- @Override
- public int calculate(String exp) {
- int arrayInt[] = split(exp,"\\*");
- return arrayInt[0]*arrayInt[1];
- }
- }
简单的测试类:
[java] view plaincopy
- public class StrategyTest {
- public static void main(String[] args) {
- String exp = "2+8";
- ICalculator cal = new Plus();
- int result = cal.calculate(exp);
- System.out.println(result);
- }
- }
输出:10
策略模式的决定权在用户,系统本身提供不同算法的实现,新增或者删除算法,对各种算法做封装。因此,策略模式多用在算法决策系统中,外部用户只需要决定用哪个算法即可。
14、模板方法模式(Template Method)
解释一下模板方法模式,就是指:一个抽象类中,有一个主方法,再定义1...n个方法,可以是抽象的,也可以是实际的方法,定义一个类,继承该抽象类,重写抽象方法,通过调用抽象类,实现对子类的调用,先看个关系图:
就
是在AbstractCalculator类中定义一个主方法calculate,calculate()调用spilt()等,Plus和Minus分
别继承AbstractCalculator类,通过对AbstractCalculator的调用实现对子类的调用,看下面的例子:
[java] view plaincopy
- public abstract class AbstractCalculator {
- /*主方法,实现对本类其它方法的调用*/
- public final int calculate(String exp,String opt){
- int array[] = split(exp,opt);
- return calculate(array[0],array[1]);
- }
- /*被子类重写的方法*/
- abstract public int calculate(int num1,int num2);
- public int[] split(String exp,String opt){
- String array[] = exp.split(opt);
- int arrayInt[] = new int[2];
- arrayInt[0] = Integer.parseInt(array[0]);
- arrayInt[1] = Integer.parseInt(array[1]);
- return arrayInt;
- }
- }
[java] view plaincopy
- public class Plus extends AbstractCalculator {
- @Override
- public int calculate(int num1,int num2) {
- return num1 + num2;
- }
- }
测试类:
[java] view plaincopy
- public class StrategyTest {
- public static void main(String[] args) {
- String exp = "8+8";
- AbstractCalculator cal = new Plus();
- int result = cal.calculate(exp, "\\+");
- System.out.println(result);
- }
- }
我
跟踪下这个小程序的执行过程:首先将exp和"\\+"做参数,调用AbstractCalculator类里的
calculate(String,String)方法,在calculate(String,String)里调用同类的split(),之后再调用
calculate(int ,int)方法,从这个方法进入到子类中,执行完return num1 +
num2后,将值返回到AbstractCalculator类,赋给result,打印出来。正好验证了我们开头的思路。
15、观察者模式(Observer)
包
括这个模式在内的接下来的四个模式,都是类和类之间的关系,不涉及到继承,学的时候应该
记得归纳,记得本文最开始的那个图。观察者模式很好理解,类似于邮件订阅和RSS订阅,当我们浏览一些博客或wiki时,经常会看到RSS图标,就这的意
思是,当你订阅了该文章,如果后续有更新,会及时通知你。其实,简单来讲就一句话:当一个对象变化时,其它依赖该对象的对象都会收到通知,并且随着变化!
对象之间是一种一对多的关系。先来看看关系图:
我
解释下这些类的作用:MySubject类就是我们的主对象,Observer1和Observer2是依赖于MySubject的对象,当
MySubject变化时,Observer1和Observer2必然变化。AbstractSubject类中定义着需要监控的对象列表,可以对其进
行修改:增加或删除被监控对象,且当MySubject变化时,负责通知在列表内存在的对象。我们看实现代码:
一个Observer接口:
[java] view plaincopy
- public interface Observer {
- public void update();
- }
两个实现类:
[java] view plaincopy
- public class Observer1 implements Observer {
- @Override
- public void update() {
- System.out.println("observer1 has received!");
- }
- }
[java] view plaincopy
- public class Observer2 implements Observer {
- @Override
- public void update() {
- System.out.println("observer2 has received!");
- }
- }
Subject接口及实现类:
[java] view plaincopy
- public interface Subject {
- /*增加观察者*/
- public void add(Observer observer);
- /*删除观察者*/
- public void del(Observer observer);
- /*通知所有的观察者*/
- public void notifyObservers();
- /*自身的操作*/
- public void operation();
- }
[java] view plaincopy
- public abstract class AbstractSubject implements Subject {
- private Vector<Observer> vector = new Vector<Observer>();
- @Override
- public void add(Observer observer) {
- vector.add(observer);
- }
- @Override
- public void del(Observer observer) {
- vector.remove(observer);
- }
- @Override
- public void notifyObservers() {
- Enumeration<Observer> enumo = vector.elements();
- while(enumo.hasMoreElements()){
- enumo.nextElement().update();
- }
- }
- }
[java] view plaincopy
- public class MySubject extends AbstractSubject {
- @Override
- public void operation() {
- System.out.println("update self!");
- notifyObservers();
- }
- }
测试类:
[java] view plaincopy
- public class ObserverTest {
- public static void main(String[] args) {
- Subject sub = new MySubject();
- sub.add(new Observer1());
- sub.add(new Observer2());
- sub.operation();
- }
- }
输出:
update self!
observer1 has received!
observer2 has received!
这些东西,其实不难,只是有些抽象,不太容易整体理解,建议读者:根据关系图,新建项目,自己写代码(或者参考我的代码),按照总体思路走一遍,这样才能体会它的思想,理解起来容易!
欢迎广大读者随时指正,一起讨论,一起进步!
有问题,联系:egg
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16、迭代子模式(Iterator)
顾名思义,迭代器模式就是顺序访问聚集中的对象,一般来说,集合中非常常见,如果对集合类比较熟悉的话,理解本模式会十分轻松。这句话包含两层意思:一是需要遍历的对象,即聚集对象,二是迭代器对象,用于对聚集对象进行遍历访问。我们看下关系图:
这个思路和我们常用的一模一样,MyCollection中定义了集合的一些操作,MyIterator中定义了一系列迭代操作,且持有Collection实例,我们来看看实现代码:
两个接口:
[java] view plaincopy
- public interface Collection {
- public Iterator iterator();
- /*取得集合元素*/
- public Object get(int i);
- /*取得集合大小*/
- public int size();
- }
[java] view plaincopy
- public interface Iterator {
- //前移
- public Object previous();
- //后移
- public Object next();
- public boolean hasNext();
- //取得第一个元素
- public Object first();
- }
两个实现:
[java] view plaincopy
- public class MyCollection implements Collection {
- public String string[] = {"A","B","C","D","E"};
- @Override
- public Iterator iterator() {
- return new MyIterator(this);
- }
- @Override
- public Object get(int i) {
- return string[i];
- }
- @Override
- public int size() {
- return string.length;
- }
- }
[java] view plaincopy
- public class MyIterator implements Iterator {
- private Collection collection;
- private int pos = -1;
- public MyIterator(Collection collection){
- this.collection = collection;
- }
- @Override
- public Object previous() {
- if(pos > 0){
- pos--;
- }
- return collection.get(pos);
- }
- @Override
- public Object next() {
- if(pos<collection.size()-1){
- pos++;
- }
- return collection.get(pos);
- }
- @Override
- public boolean hasNext() {
- if(pos<collection.size()-1){
- return true;
- }else{
- return false;
- }
- }
- @Override
- public Object first() {
- pos = 0;
- return collection.get(pos);
- }
- }
测试类:
[java] view plaincopy
- public class Test {
- public static void main(String[] args) {
- Collection collection = new MyCollection();
- Iterator it = collection.iterator();
- while(it.hasNext()){
- System.out.println(it.next());
- }
- }
- }
输出:A B C D E
此处我们貌似模拟了一个集合类的过程,感觉是不是很爽?其实JDK中各个类也都是这些基本的东西,加一些设计模式,再加一些优化放到一起的,只要我们把这些东西学会了,掌握好了,我们也可以写出自己的集合类,甚至框架!
17、责任链模式(Chain of Responsibility)
接
下来我们将要谈谈责任链模式,有多个对象,每个对象持有对下一个对象的引用,这样就会形成一条链,请求在这条链上传递,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,所以,责任链模式可以实现,在隐瞒客户端的情况下,对系统进行动态的调整。先看看关系图:
Abstracthandler类提供了get和set方法,方便MyHandle类设置和修改引用对象,MyHandle类是核心,实例化后生成一系列相互持有的对象,构成一条链。
[java] view plaincopy
- public interface Handler {
- public void operator();
- }
[java] view plaincopy
- public abstract class AbstractHandler {
- private Handler handler;
- public Handler getHandler() {
- return handler;
- }
- public void setHandler(Handler handler) {
- this.handler = handler;
- }
- }
[java] view plaincopy
- public class MyHandler extends AbstractHandler implements Handler {
- private String name;
- public MyHandler(String name) {
- this.name = name;
- }
- @Override
- public void operator() {
- System.out.println(name+"deal!");
- if(getHandler()!=null){
- getHandler().operator();
- }
- }
- }
[java] view plaincopy
- public class Test {
- public static void main(String[] args) {
- MyHandler h1 = new MyHandler("h1");
- MyHandler h2 = new MyHandler("h2");
- MyHandler h3 = new MyHandler("h3");
- h1.setHandler(h2);
- h2.setHandler(h3);
- h1.operator();
- }
- }
输出:
h1deal!
h2deal!
h3deal!
此处强调一点就是,链接上的请求可以是一条链,可以是一个树,还可以是一个环,模式本身不约束这个,需要我们自己去实现,同时,在一个时刻,命令只允许由一个对象传给另一个对象,而不允许传给多个对象。
18、命令模式(Command)
命
令模式很好理解,举个例子,司令员下令让士兵去干件事情,从整个事情的角度来考虑,司令员的作用是,发出口令,口令经过传递,传到了士兵耳朵里,士兵去执
行。这个过程好在,三者相互解耦,任何一方都不用去依赖其他人,只需要做好自己的事儿就行,司令员要的是结果,不会去关注到底士兵是怎么实现的。我们看看
关系图:
Invoker是调用者(司令员),Receiver是被调用者(士兵),MyCommand是命令,实现了Command接口,持有接收对象,看实现代码:
[java] view plaincopy
- public interface Command {
- public void exe();
- }
[java] view plaincopy
- public class MyCommand implements Command {
- private Receiver receiver;
- public MyCommand(Receiver receiver) {
- this.receiver = receiver;
- }
- @Override
- public void exe() {
- receiver.action();
- }
- }
[java] view plaincopy
- public class Receiver {
- public void action(){
- System.out.println("command received!");
- }
- }
[java] view plaincopy
- public class Invoker {
- private Command command;
- public Invoker(Command command) {
- this.command = command;
- }
- public void action(){
- command.exe();
- }
- }
[java] view plaincopy
- public class Test {
- public static void main(String[] args) {
- Receiver receiver = new Receiver();
- Command cmd = new MyCommand(receiver);
- Invoker invoker = new Invoker(cmd);
- invoker.action();
- }
- }
输出:command received!
这个很哈理解,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,实现请求和执行分开,熟悉Struts的同学应该知道,Struts其实就是一种将请求和呈现分离的技术,其中必然涉及命令模式的思想!
本篇暂时就到这里,因为考虑到将来博文会不断的更新,不断的增加新内容,所以当前篇幅不易过长,以便大家阅读,所以接下来的放到另一篇里。敬请关注!
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