Java之美[從菜鳥到高手演變]之設計模式
Java之美[從菜鳥到高手演變]之設計模式 二
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設計模式綜述：
總體來說設計模式分為三大類：
創建型模式，共五種：
工廠方法模式、抽象工廠模式、單例模式、建造者模式、原型模式。-
結構型模式，共七種：
適配器模式、裝飾器模式、代理模式、外觀模式、橋接模式、組合模式、享元模式。
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行為型模式，共十一種：
策略模式、模板方法模式、觀察者模式、迭代子模式、責任鏈模式、命令模式、備忘錄模式、狀態模式、訪問者模式、中介者模式、解釋器模式。
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其實還有兩類：
并發型模式和線程池模式。
設計模式的六大原則
開閉原則（Open Close Principle）
開閉原則就是說對擴展開放，對修改關閉。在程序需要進行拓展的時候，不能去修改原有的代碼，實現一個熱插拔的效果。所以一句話概括就是：為了使程序的擴展性好，易于維護和升級。想要達到這樣的效果，我們需要使用接口和抽象類，后面的具體設計中我們會提到這點。里氏代換原則（Liskov Substitution Principle）
里氏代換原則(Liskov Substitution Principle LSP)面向對象設計的基本原則之一。 里氏代換原則中說，任何基類可以出現的地方，子類一定可以出現。 LSP是繼承復用的基石，只有當衍生類可以替換掉基類，軟件單位的功能不受到影響時，基類才能真正被復用，而衍生類也能夠在基類的基礎上增加新的行為。里氏代換原則是對“開-閉”原則的補充。實現“開-閉”原則的關鍵步驟就是抽象化。而基類與子類的繼承關系就是抽象化的具體實現，所以里氏代換原則是對實現抽象化的具體步驟的規范。—— From Baidu依賴倒轉原則（Dependence Inversion Principle）
這個是開閉原則的基礎，具體內容：針對接口編程，依賴于抽象而不依賴于具體。接口隔離原則（Interface Segregation Principle）
這個原則的意思是：使用多個隔離的接口，比使用單個接口要好。還是一個降低類之間的耦合度的意思，從這兒我們看出，其實設計模式就是一個軟件的設計思想，從大型軟件架構出發，為了升級和維護方便。所以上文中多次出現：降低依賴，降低耦合。迪米特法則（最少知道原則）（Demeter Principle）
為什么叫最少知道原則，就是說：一個實體應當盡量少的與其他實體之間發生相互作用，使得系統功能模塊相對獨立。合成復用原則（Composite Reuse Principle）
原則是盡量使用合成/聚合的方式，而不是使用繼承。
具體介紹
一、工廠方法模式（Factory Method）
普通工廠模式
就是建立一個工廠類，對實現了同一接口的一些類進行實例的創建多個工廠方法模式
是對普通工廠方法模式的改進，在普通工廠方法模式中，如果傳遞的字符串出錯，則不能正確創建對象，而多個工廠方法模式是提供多個工廠方法，分別創建對象。靜態工廠方法模式（常用）
將上面的多個工廠方法模式里的方法置為靜態的，不需要創建實例，直接調用即可。
二、抽象工廠模式（Abstract Factory）
工廠方法模式有一個問題就是，類的創建依賴工廠類，也就是說，如果想要拓展程序，必須對工廠類進行修改，這違背了閉包原則，所以，從設計角度考慮，有一定的問題，如何解決？就用到抽象工廠模式，創建多個工廠類，這樣一旦需要增加新的功能，直接增加新的工廠類就可以了，不需要修改之前的代碼。
三、單例模式（Singleton）
單例對象（Singleton）是一種常用的設計模式。在Java應用中，單例對象能保證在一個JVM中，該對象只有一個實例存在。這樣的模式有幾個好處：
1、某些類創建比較頻繁，對于一些大型的對象，這是一筆很大的系統開銷。
2、省去了new操作符，降低了系統內存的使用頻率，減輕GC壓力。
3、有些類如交易所的核心交易引擎，控制著交易流程，如果該類可以創建多個的話，系統完全亂了。（比如一個軍隊出現了多個司令員同時指揮，肯定會亂成一團），所以只有使用單例模式，才能保證核心交易服務器獨立控制整個流程。
四、建造者模式（Builder）
工廠類模式提供的是創建單個類的模式，而建造者模式則是將各種產品集中起來進行管理，用來創建復合對象，所謂復合對象就是指某個類具有不同的屬性，其實建造者模式就是前面抽象工廠模式和最后的Test結合起來得到的。
工廠模式關注的是創建單個產品，而建造者模式則關注創建符合對象，多個部分。因此，是選擇工廠模式還是建造者模式，依實際情況而定。
五、原型模式（Prototype）
原型模式雖然是創建型的模式，但是與工程模式沒有關系，從名字即可看出，該模式的思想就是將一個對象作為原型，對其進行復制、克隆，產生一個和原對象類似的新對象。
淺復制：
將一個對象復制后，基本數據類型的變量都會重新創建，而引用類型，指向的還是原對象所指向的。深復制：
將一個對象復制后，不論是基本數據類型還有引用類型，都是重新創建的。簡單來說，就是深復制進行了完全徹底的復制，而淺復制不徹底。需要采用流的形式讀入當前對象的二進制輸入，再寫出二進制數據對應的對象。
六、適配器模式（Adapter）
適配器模式將某個類的接口轉換成客戶端期望的另一個接口表示，目的是消除由于接口不匹配所造成的類的兼容性問題。
類的適配器模式：
當希望將一個類轉換成滿足另一個新接口的類時，可以使用類的適配器模式，創建一個新類，繼承原有的類，實現新的接口即可。對象的適配器模式：
當希望將一個對象轉換成滿足另一個新接口的對象時，可以創建一個Wrapper類，持有原類的一個實例，在Wrapper類的方法中，調用實例的方法就行。接口的適配器模式：
當不希望實現一個接口中所有的方法時，可以創建一個抽象類Wrapper，實現所有方法，我們寫別的類的時候，繼承抽象類即可。
七、裝飾模式（Decorator）
顧名思義，裝飾模式就是給一個對象增加一些新的功能，而且是動態的，要求裝飾對象和被裝飾對象實現同一個接口，裝飾對象持有被裝飾對象的實例。
裝飾器模式的應用場景：
1、需要擴展一個類的功能。
2、動態的為一個對象增加功能，而且還能動態撤銷。（繼承不能做到這一點，繼承的功能是靜態的，不能動態增刪。）缺點：產生過多相似的對象，不易排錯！
八、代理模式（Proxy）
其實每個模式名稱就表明了該模式的作用，代理模式就是多一個代理類出來，替原對象進行一些操作。
- 代理模式的應用場景：
如果已有的方法在使用的時候需要對原有的方法進行改進，此時有兩種辦法：
1、修改原有的方法來適應。這樣違反了“對擴展開放，對修改關閉”的原則。
2、就是采用一個代理類調用原有的方法，且對產生的結果進行控制。這種方法就是代理模式。
使用代理模式，可以將功能劃分的更加清晰，有助于后期維護！
九、外觀模式（Facade）
外觀模式是為了解決類與類之家的依賴關系的，像spring一樣，可以將類和類之間的關系配置到配置文件中，而外觀模式就是將他們的關系放在一個Facade類中，降低了類類之間的耦合度，該模式中沒有涉及到接口。
十、橋接模式（Bridge）
橋接模式就是把事物和其具體實現分開，使他們可以各自獨立的變化。橋接的用意是：將抽象化與實現化解耦，使得二者可以獨立變化，像我們常用的JDBC橋DriverManager一樣，JDBC進行連接數據庫的時候，在各個數據庫之間進行切換，基本不需要動太多的代碼，甚至絲毫不用動，原因就是JDBC提供統一接口，每個數據庫提供各自的實現，用一個叫做數據庫驅動的程序來橋接就行了。
十一、組合模式（Composite）
組合模式有時又叫部分-整體模式,在處理類似樹形結構的問題時比較方便。
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使用場景：
將多個對象組合在一起進行操作，常用于表示樹形結構中，例如二叉樹，數等。
十二、享元模式（Flyweight）
享元模式的主要目的是實現對象的共享，即共享池，當系統中對象多的時候可以減少內存的開銷，通常與工廠模式一起使用。
十三、策略模式（strategy）
策略模式定義了一系列算法，并將每個算法封裝起來，使他們可以相互替換，且算法的變化不會影響到使用算法的客戶。需要設計一個接口，為一系列實現類提供統一的方法，多個實現類實現該接口，設計一個抽象類（可有可無，屬于輔助類），提供輔助函數。
策略模式的決定權在用戶，系統本身提供不同算法的實現，新增或者刪除算法，對各種算法做封裝。因此，策略模式多用在算法決策系統中，外部用戶只需要決定用哪個算法即可。
十四、模板方法模式（Template Method）
解釋一下模板方法模式，就是指：一個抽象類中，有一個主方法，再定義1...n個方法，可以是抽象的，也可以是實際的方法，定義一個類，繼承該抽象類，重寫抽象方法，通過調用抽象類，實現對子類的調用。
十五、觀察者模式（Observer）
簡單來講就一句話：當一個對象變化時，其它依賴該對象的對象都會收到通知，并且隨著變化！對象之間是一種一對多的關系。
十六、迭代子模式（Iterator）
顧名思義，迭代器模式就是順序訪問聚集中的對象，一般來說，集合中非常常見，如果對集合類比較熟悉的話，理解本模式會十分輕松。這句話包含兩層意思：一是需要遍歷的對象，即聚集對象，二是迭代器對象，用于對聚集對象進行遍歷訪問。
十七、責任鏈模式（Chain of Responsibility）
接下來我們將要談談責任鏈模式，有多個對象，每個對象持有對下一個對象的引用，這樣就會形成一條鏈，請求在這條鏈上傳遞，直到某一對象決定處理該請求。但是發出者并不清楚到底最終那個對象會處理該請求，所以，責任鏈模式可以實現，在隱瞞客戶端的情況下，對系統進行動態的調整。
鏈接上的請求可以是一條鏈，可以是一個樹，還可以是一個環，模式本身不約束這個，需要我們自己去實現，同時，在一個時刻，命令只允許由一個對象傳給另一個對象，而不允許傳給多個對象。
十八、命令模式（Command）
命令模式很好理解，舉個例子，司令員下令讓士兵去干件事情，從整個事情的角度來考慮，司令員的作用是，發出口令，口令經過傳遞，傳到了士兵耳朵里，士兵去執行。這個過程好在，三者相互解耦，任何一方都不用去依賴其他人，只需要做好自己的事兒就行，司令員要的是結果，不會去關注到底士兵是怎么實現的。
命令模式的目的就是達到命令的發出者和執行者之間解耦，實現請求和執行分開，熟悉Struts的同學應該知道，Struts其實就是一種將請求和呈現分離的技術，其中必然涉及命令模式的思想！
十九、備忘錄模式（Memento）
主要目的是保存一個對象的某個狀態，以便在適當的時候恢復對象，個人覺得叫備份模式更形象些，通俗的講下：假設有原始類A，A中有各種屬性，A可以決定需要備份的屬性，備忘錄類B是用來存儲A的一些內部狀態，類C呢，就是一個用來存儲備忘錄的，且只能存儲，不能修改等操作。
二十、狀態模式（State）
核心思想就是：當對象的狀態改變時，同時改變其行為，很好理解！就拿QQ來說，有幾種狀態，在線、隱身、忙碌等，每個狀態對應不同的操作，而且你的好友也能看到你的狀態，所以，狀態模式就兩點：1、可以通過改變狀態來獲得不同的行為。2、你的好友能同時看到你的變化。
二十一、訪問者模式（Visitor）
簡單來說，訪問者模式就是一種分離對象數據結構與行為的方法，通過這種分離，可達到為一個被訪問者動態添加新的操作而無需做其它的修改的效果。
二十二、中介者模式（Mediator）
中介者模式也是用來降低類類之間的耦合的，因為如果類類之間有依賴關系的話，不利于功能的拓展和維護，因為只要修改一個對象，其它關聯的對象都得進行修改。如果使用中介者模式，只需關心和Mediator類的關系，具體類類之間的關系及調度交給Mediator就行，這有點像spring容器的作用。
二十三、解釋器模式（Interpreter）
解釋器模式是我們暫時的最后一講，一般主要應用在OOP開發中的編譯器的開發中，所以適用面比較窄。
