设计模式总结

设计模式总结
2010年07月13日
　　一、单态模式----创建模式 定义：Singleton模式主要作用是保证在Java应用程序中，一个类Class只有一个实例存在。适用性：     1.当类只能有一个实例而且客户可以从一个众所周知的访问点访问它时。       2.当这个唯一实例应该是通过子类化可扩展的，并且客户应该无需更改代码就能使用一个扩展的实例时。使用Singleton的好处：还在于可以节省内存，因为它限制了实例的个数，有利于Java垃圾回收（garbage collection）。第一种形式： 
　　public class Singleton {  private Singleton(){}  //在自己内部定义自己一个实例，是不是很奇怪？
　　//注意这是private 只供内部调用
　　private static Singleton instance = new Singleton();
　　//这里提供了一个供外部访问本class的静态方法，可以直接访问 
　　public static Singleton getInstance() {
　　return instance;  
　　} 
　　} 
　　第二种形式: public class Singleton {   private static Singleton instance = null;
　　public static synchronized Singleton getInstance() {
　　//这个方法比上面有所改进，不用每次都进行生成对象，只是第一次 
　　//使用时生成实例，提高了效率！
　　if (instance==null)
　　instance＝new Singleton();
　　return instance;  } 
　　}  为何使用?
　　工厂模式是我们最常用的模式了,著名的Jive论坛 ,就大量使用了工厂模式，工厂模式在Java程序系统可以说是随处可见。  
　　为什么工厂模式是如此常用？因为工厂模式就相当于创建实例对象的new，我们经常要根据类Class生成实例对象，如A a=new A() 工厂模式也是用来创建实例对象的，所以以后new时就要多个心眼，是否可以考虑实用工厂模式，虽然这样做，可能多做一些工作，但会给你系统带来更大的可扩展性和尽量少的修改量。 1、 工厂方法：   概述： 定义一个用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类。FactoryMethod使一个类的实例化延迟到其子类。
　　1.当一个类不知道它所必须创建的对象的类的时候。
　　2.当一个类希望由它的子类来指定它所创建的对象的时候。
　　3.当类将创建对象的职责委托给多个帮助子类中的某一个，并且你希望将哪一个帮助子类是代理者这一信息局部化的时候。
　　2、抽象工厂 概述：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。适用性：       1.一个系统要独立于它的产品的创建、组合和表示时。        2.一个系统要由多个产品系列中的一个来配置时。        3.当你要强调一系列相关的产品对象的设计以便进行联合使用时。        4.当你提供一个产品类库，而只想显示它们的接口而不是实现时。 方法和抽象工厂的区别在于需要创建对象的复杂程度上。
　　三、原型模式------创建模式 概   述：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。Prototype模式允许一个对象再创建另外一个可定制的对象，根本无需知道任何如何创建的细节。工作原理:通过将一个原型对象传给那个要发动创建的对象，这个要发动创建的对象通过请求原型对象拷贝它们自己来实施创建。适用性：        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。        5.在创建某对象时，某些属性上有区别，而大部分都很相似的情况下，又不想使用new，这时就可用原型模式。          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。如何使用?
　　实现cloneable接口，重写clone方法。四、建造者模式----创建模式概述：将一个复杂对象的构建与它的表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。适用性：   1.当创建复杂对象的算法应该独立于该对象的组成部分以及它们的装配方式时。   2.当构造过程必须允许被构造的对象有不同的表示时。
　　Builder模式是一步一步创建一个复杂的对象,它允许用户可以只通过指定复杂对象的类型和内容就可以构建它们.用户不知道内部的具体构建细节.Builder模式是非常类似抽象工厂模式,细微的区别大概只有在反复使用中才能体会到.
　　为何使用?
　　是为了将构建复杂对象的过程和它的部件解耦.注意: 是解耦过程和部件.
　　因为一个复杂的对象,不但有很多大量组成部分,如汽车,有很多部件:车轮 方向盘 发动机还有各种小零件等等,部件很多,但远不止这些,如何将这些部件装配成一辆汽车,这个装配过程也很复杂(需要很好的组装技术),Builder模式就是为了将部件和组装过程分开.
　　如何使用?
　　首先假设一个复杂对象是由多个部件组成的,Builder模式是把复杂对象的创建和部件的创建分别开来,分别用Builder类和Director类来表示.。。。。
　　Builder模式的应用
　　在Java实际使用中,我们经常用到"池"(Pool)的概念,当资源提供者无法提供足够的资源,并且这些资源需要被很多用户反复共享时,就需要使用池.
　　"池"实际是一段内存,当池中有一些复杂的资源的"断肢"(比如数据库的连接池,也许有时一个连接会中断),如果循环再利用这些"断肢",将提高内存使用效率,提高池的性能.修改Builder模式中Director类使之能诊断"断肢"断在哪个部件上,再修复这个部件.
　　五、外观模式（facade）---结构模式
　　Facade的定义:为子系统中的一组接口提供一个一致的界面，Facade模式定义了一个高层接口，这个接口使得这一子系统更加容易使用。
　　适用性：     1.当你要为一个复杂子系统提供一个简单接口时。子系统往往因为不断演化而变得越来越复杂。大多数模式使用时都会产生更多更小的类。这使得子系统更具可重用性，也更容易对子系统进行定制，但这也给那些不需要定制子系统的用户带来一些使用上的困难。      Facade可以提供一个简单的缺省视图，这一视图对大多数用户来说已经足够，而那些需要更多的可定制性的用户可以越过facade层。    2.客户程序与抽象类的实现部分之间存在着很大的依赖性。引入facade将这个子系统与客户以及其他的子系统分离，可以提高子系统的独立性和可移植性。    3.当你需要构建一个层次结构的子系统时，使用facade模式定义子系统中每层的入口点。      如果子系统之间是相互依赖的，你可以让它们仅通过facade进行通讯，从而简化了它们之间的依赖关系。
　　六、装饰模式（Decorator）---结构模式
　　概述：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。
　　适用性： 1.在不影响其他对象的情况下，以动态、透明的方式给单个对象添加职责。         2.处理那些可以撤消的职责。          3.当不能采用生成子类的方法进行扩充时。
　　为什么使用Decorator?
　　我们通常可以使用继承来实现功能的拓展,如果这些需要拓展的功能的种类很繁多,那么势必生成很多子类,增加系统的复杂性,同时,使用继承实现功能拓展,我们必须可预见这些拓展功能,这些功能是编译时就确定了,是静态的.
　　使用Decorator的理由是:这些功能需要由用户动态决定加入的方式和时机.Decorator提供了"即插即用"的方法,在运行期间决定何时增加何种功能。
　　七、代理模式----结构模式 概念：为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。适用性：1.远程代理（RemoteProxy）为一个对象在不同的地址空间提供局部代表。    2.虚代理（VirtualProxy）根据需要创建开销很大的对象。    3.保护代理（ProtectionProxy）控制对原始对象的访问。    4.智能指引（SmartReference）取代了简单的指针，它在访问对象时执行一些附加操作。
　　为什么要使用Proxy?
　　1.授权机制不同级别的用户对同一对象拥有不同的访问权利,如Jive论坛系统中,就使用Proxy进行授权机制控制,访问论坛有两种人:注册用户和游客(未注册用户),Jive中就通过类似ForumProxy这样的代理来控制这两种用户对论坛的访问权限.
　　2.某个客户端不能直接操作到某个对象,但又必须和那个对象有所互动.
　　举例两个具体情况: 
　　(1)如果那个对象是一个是很大的图片,需要花费很长时间才能显示出来,那么当这个图片包含在文档中时,使用编辑器或浏览器打开这个文档,打开文档必须很迅速,不能等待大图片处理完成,这时需要做个图片Proxy来代替真正的图片.
　　(2)如果那个对象在Internet的某个远端服务器上,直接操作这个对象因为网络速度原因可能比较慢,那我们可以先用Proxy来代替那个对象.
　　总之原则是,对于开销很大的对象,只有在使用它时才创建,这个原则可以为我们节省很多宝贵的Java内存. 所以,有些人认为Java耗费资源内存,我以为这和程序编制思路也有一定的关系.      
　　八、适配器模式---结构模式 概述：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。定义:
　　将两个不兼容的类纠合在一起使用，属于结构型模式,需要有Adaptee(被适配者)和Adaptor(适配器)两个身份.特点：继承一个类，组合一个类。一般是继承已有类，组合别人的类。好处：通过重写，用户调用方法没变。适用性：    1.你想使用一个已经存在的类，而它的接口不符合你的需求。    2.你想创建一个可以复用的类，该类可以与其他不相关的类或不可预见的类（即那些接口可能不一定兼容的类）协同工作。    3.（仅适用于对象Adapter）你想使用一些已经存在的子类，但是不可能对每一个都进行子类化以匹配它们的接口。对象适配器可以适配它的父类接口。
　　为何使用?
　　我们经常碰到要将两个没有关系的类组合在一起使用,第一解决方案是：修改各自类的接口，但是如果我们没有源代码，或者，我们不愿意为了一个应用而修改各自的接口。怎么办? 使用Adapter，在这两种接口之间创建一个混合接口(混血儿).
　　九、观察者模式---行为模式  概念：定义对象间的一种一对多的依赖关系,当一个对象的状态发生改变时,所有依赖于它的对象都得到通知并被自动更新。适用性：1.当一个抽象模型有两个方面,其中一个方面依赖于另一方面。      将这二者封装在独立的对象中以使它们可以各自独立地改变和复用。   2.当对一个对象的改变需要同时改变其它对象,而不知道具体有多少对象有待改变。   3.当一个对象必须通知其它对象，而它又不能假定其它对象是谁。 十、模板方法---行为模式概述： 定义一个操作中的算法的骨架，而将一些步骤延迟到子类中。TemplateMethod使得子类可以不改变一个算法的结构即可重定义该算法的某些特定步骤。适用性：1.一次性实现一个算法的不变的部分，并将可变的行为留给子类来实现。   2.各子类中公共的行为应被提取出来并集中到一个公共父类中以避免代码重复。    首先识别现有代码中的不同之处，并且将不同之处分离为新的操作。    最后，用一个调用这些新的操作的模板方法来替换这些不同的代码。3.控制子类扩展。好处：扩展性强,以后类的内容变化,我只要再做一个继承子类就可以,不必修改其他应用代码.  十一、 命令模式----行为模式概念：将一个请求封装为一个对象，从而使你可用不同的请求对客户进行参数化；对请求排队或记录请求日志，以及支持可撤消的操作。
　　Command定义：
　　不少Command模式的代码都是针对图形界面的,它实际就是菜单命令,我们在一个下拉菜单选择一个命令时,然后会执行一些动作.
　　将这些命令封装成在一个类中,然后用户(调用者)再对这个类进行操作,这就是Command模式,换句话说,本来用户(调用者)是直接调用这些命令的,如菜单上打开文档(调用者),就直接指向打开文档的代码,使用Command模式,就是在这两者之间增加一个中间者,将这种直接关系拗断,同时两者之间都隔离,基本没有关系了.
　　好处：符合封装的特性,降低耦合度,Command是将对行为进行封装的典型模式,Factory是将创建进行封装的模式,
　　从Command模式,我也发现设计模式一个"通病":好象喜欢将简单的问题复杂化, 喜欢在不同类中增加第三者,当然这样做有利于代码的健壮性 可维护性 还有复用性.
　　十二、 责任链模式----行为模式 概念： 使多个对象都有机会处理请求，从而避免请求的发送者和接收者之间的耦合关系。将这些对象连成一条链，并沿着这条链传递该请求，直到有一个对象处理它为止。这一模式的想法是，给多个对象处理一个请求的机会，从而解耦发送者和接受者.适用性：   1.有多个的对象可以处理一个请求，哪个对象处理该请求运行时刻自动确定。    2.你想在不明确指定接收者的情况下，向多个对象中的一个提交一个请求。    3.可处理一个请求的对象集合应被动态指定。                   
　　十三、 代理模式和装饰模式的区别？ 装饰模式：以对客户端透明的方式扩展对象的功能，是继承关系的一个替代方案；
　　代理模式：给一个对象提供一个代理对象，并有代理对象来控制对原有对象的引用；
　　装饰模式应该为所装饰的对象增强功能；代理模式对代理的对象施加控制，并不提供对象本身的增强功能
　　二者的实现机制确实是一样的，可以看到他们的实例代码重复是很多的。但就语义上说，这两者的功能是相反的，模式的一个重要作用是简化其他程序员对你程序的理解，你在一个地方写装饰，大家就知道这是在增加功能，你写代理，大家就知道是在限制，虽然代码很可能相同，但如果你都叫他们装饰，别人会很迷惑的。
　　十四、 抽象工厂和模板方法的区别？
　　模板方法在创建和使用中没有得到产品，最大的区别就是在继承关系中没有产品构建过程。抽象工厂是要创建产品的，工厂根据产品决定。