GOF中未提到的设计模式.doc

GoF著作中未提到的设计模式(1):Archetype 半天也没能给这个设计模式想出一个中文名称，算了，有时候还是原版的更容易理解。 简单地说，Archetype设计模式的目的是将业务处理逻辑和具体实现分离，所以至少需要两个参与者：Decorator和Delegate，它们都实现同一个接口，Decorator负责处理业务逻辑，而Delegate负责具体的实现，在Decorator的通用业务逻辑处理过程中，会把具体实现委派给Delegate。（注：这里的Decorator并不是指”装饰者“设计模式） 咱们还是用个例子讲吧，假设系统中有一个记录各种事件的接口： public interface EventRecorder / 记录事件的内容 public void record(String event); 引入两个抽象类来达到处理逻辑和具体实现分离的目的： public abstract class EventRecorderDecorator implements EventRecorder protected EventRecorderDelegate delegate; public void setDelegate(EventRecorderDelegate delegate) this.delegate = delegate; public abstract class EventRecorderDelegate implements EventRecorder 下面是两个简单的逻辑处理（Decorator）类： / 简单的事件记录类 public class SimpleEventRecorder extends EventRecorderDecorator public void record(String event) / 附加当前的日期到事件的内容中 event = getDate() + event; / 当内容过长时省略显示 event = ellipseText(event); / 记录事件的内容 delegate.record(event); / 复杂的事件记录类 public class ComplicateEventRecorder extends EventRecorderDecorator public void record(String event) / 附加当前的日期到事件的内容中 event = getDate() + event; / 附加当前异常信息到事件的内容中 event = event+getExceptionText(); / 附加当前的内存、CPU占用率到事件的内容中 event = event+getMachineStatus(); / 当内容过长时省略显示 event = ellipseText(event); / 记录事件的内容 delegate.record(event); 可以看到，最后一步都交给了EventRecorderDelegate对象，这一步就是之前所说的“具体实现”，有以下几种记录事件内容的可能性：1、记录到数据库中2、记录到本地文件中3、通过邮件发送4、发送到远程服务器中 所以我们需要新建四个EventRecorderDelegate的派生类来实现这些记录方式： public class RecordEventToDatabase extends EventRecorderDelegate public void record(String event) / 将记录写入到数据库中 public class RecordEventToFile extends EventRecorderDelegate public void record(String event) / 将记录写入到文件中 public class RecordEventByEmail extends EventRecorderDelegate public void record(String event) / 将记录发送到指定的邮箱 public class RecordEventToRemoteServer extends EventRecorderDelegate public void record(String event) / 将记录发送到远程服务器上 下面是一个生成事件记录对象的工厂： public class EventRecorderFactory public static EventRecorder create(int type, int flag) EventRecorderDelegate delegate = null; EventRecorderDecorator decorator = null; if(type = 0) decorator = new SimpleEventRecorder(); if(type = 1) decorator = new ComplicateEventRecorder(); if(flag = 0) delegate = new RecordEventToDatabase(); if(flag = 1) delegate = new RecordEventToFile(); if(flag = 2) delegate = new RecordEventByEmail(); if(flag = 3) delegate = new RecordEventToRemoteServer(); / 设置代理 decorator.setDelegate(delegate); 从我们举的例子中可以看到，有2种业务处理逻辑，有4个具体实现，它们组成了8种事件记录方式，另外，4个具体实现单独使用的话又有4种记录方式，实际上有12种事件记录方式。 分类: 设计模式GoF著作中未提到的设计模式(2):Interceptor 拦截器模式为我们提供了一种拦截方法调用或消息的途径，整个过程是自动的、透明的，下面是一个简单的拦截器示意图： 从图中可以看到，拦截器可以访问到方法调用的输入参数和返回结果，这样的话，拦截器能做的事儿就多啦，比如： 1、验证输入参数是否正确 2、偷偷地修改参数的值，例如参数类型的自动转换等 3、依赖注入 4、修改返回结果的内容、格式等 下面是一个包含我们要拦截的方法的类：public class Action / 拦截器集合的迭代器 private Iterator interceptors; / 输入参数 private Parameter param; / 返回结果 private Result result; / 构造函数 public Action(Parameter param); / 这个方法是我们要拦截的（具体实现见下面） public Result invoke(); / 其他. 下面声明一个拦截器接口:public interface Interceptor public Result intercept(Action action); 我们可能会想到以下的拦截方式：/ 先在方法调用之前拦截一下，可以处理输入参数intercept(param);/ 调用方法result = action.invoke(param);/ 在方法调用之后再拦截一下，可以处理返回结果intercept(result);这种方式的缺点是不能完全地控制方法的调用，比如不能跳过方法的调用而直接返回结果、不能更改所在对象内部的状态等。下面的实现也能达到方法调用的前后拦截，并且有完全控制该对象的能力public Result invoke() if( interceptors.hasNext() ) Interceptor interceptor = interceptors.next(); result = ercept(this); 下面我们举几个拦截的具体例子：/ 参数合法性验证拦截器public ParamInvalidator implements Interceptor public Result intercept(Action action) Paramemter param = action.getParam(); / 确保参数不为null if(param = null) addMessege(param is null!); / 创建一个默认的参数对象 action.setParam(new Paramemter(); / 继续调用过程 return action.invoke(); 一般来说，这类拦截器应该放在拦截器集合的最前面，所以，拦截器的被执行顺序是比较重要的！这依赖于具体的实现需求。如果需求有要求：参数为null时直接返回一个null的结果，停止调用过程，那么我们可以把上面的方法改成这样：public Result intercept(Action action) Paramemter param = action.getParam(); if(param = null) return null; / 继续调用过程 return action.invoke();所以，在所有的拦截器的实现中，action.invoke()这一行代码的位置或者有无非常重要，通过控制它我们就能在调用的前后进行拦截，甚至不调用它！public interface MoneyAware public void setMoney(int money);/ 依赖注入拦截器public DependencyInjector implements Interceptor public Result intercept(Action action) / 如果它实现了MoneyAware接口，那么我们就给它注入5毛钱 if(action instanceof MoneyAware) action.setMoney(5); / 继续调用过程 return action.invoke(); 从这个拦截器可以看出，我们能修改被拦截对象的内部状态。 / 结果格式化拦截器public ResultFormater implements Interceptor public Result intercept(Action action) / 先调用要拦截的方法 result = action.invoke(); / 将结果格式化 formatResult(result); / 返回结果 return result; 这个拦截器就是方法调用后的拦截，所以这种拦截器被执行的时候被放在调用堆栈的最下面，当其他拦截器执行完后，它才被执行！GoF著作中未提到的设计模式(3):Null Object Null Object模式的目的包括: 1. 当对象提供者无法提供指定类型的对象时, 返回一个什么都不做的对象, 这对调用者是透明的,并且调用者不用判断获得的对象是否为null了,当然,对象提供者必须告知调用者(通过约定等).2. 有时候需要传递一个什么都不做的某个类型的对象给合作方. 例如某个函数需要实现特定接口的对象(通过参数传入)进行某些操作, 该函数的调用者在某些情况下希望不进行这些操作,那么他就可以传进来一个实现了该接口但函数体全为空的对象,这个对象就是Null Object. 举个例子,从某处（不是通过new来创建）获得一个对象后，我们的第一反应就是判断这个对象是否为null，这都成为程序员的本能了。如果为null，则做一些特殊处理，就像下面的代码片段： EventRecorder recorder = EventRecorderFactory.getRecorderByType(0); if( recorder = null ) Log.error(Recorder对象为空); lastErrorCode = 0; else recorder.record(记录点啥.); 看到了没有，为了处理这个对象为null的情况，增加了很多行代码，而且类似的代码片段充斥在整个项目中，看着都想吐了。 要是EventRecorder的作者拍着胸脯向你保证：我给你的EventRecorder对象绝对不会是null！不然我生孩子没.人家都这么说了，那咱就应该相信他!以后写代码就舒心多了，看着也清爽：EventRecorder recorder = EventRecorderFactory.getRecorderByType(0);recorder.record(终于不用判断是否为NULL了.);Null Object模式就可以实现上面的约定。下面是EventRecorder的声明: public interface EventRecorder public void record(String event);增加两个实现类： public class RecordEventToDatabase implements EventRecorder public void record(String event); / 记录内容到数据库中 public class RecordEventToFile implements EventRecorder public void record(String event); / 记录内容到文件中 下面是EventRecorderFactory中getRecorderByType的简单实现： public static EventRecorder getRecorderByType(int type) EventRecorder recorder = null; if(type = 0) recorder = new RecordEventToDatabase(); else if(type = 1) recorder = new RecordEventToFile(); return recorder;可以看出这个方法的返回值可能是null，调用者就需要判断这种情况。下面我们实现一个什么都不做的EventRecorder： public class NullEventRecorder implements EventRecorder public void record(String event); 下面是修改后的getRecorderByType： public static EventRecorder getRecorderByType(int type) EventRecorder recorder = null; if(type = 0) recorder = new RecordEventToDatabase(); else if(type = 1) recorder = new RecordEventToFile(); else recorder = new NullEventRecorder(); / 这就是Null Object return recorder;这样就可以保证该方法的返回值永远不会为null了。再举一个例子来说明第二个目的: / 付款人接口 public interface Payer public void pay(int money);/ 使用信用卡付款public PayerByCard implements Payer public void pay(int money) / 刷卡 / 不付款(这就是一个Null Object, 什么都不做)public NullPayer implements Payer public void pay(int money) 下面是一个使用Payer对象的方法:public void pay(Payer payer) if(payer=null) throw Exception; payer.pay();下面是一个使用场景:Payer payer = null;if(userType = 黑社会老大) payer = new NullPayer();else payer = new PayerByCard();payer.pay();/ 享受服务.GoF著作中未提到的设计模式(4):Double Dispatch 我们先从字面上去理解它吧，直观地说，它指的是两次dispatch。这里的dispatch指的是什么呢？举个例子： class Event public: virtual void PrintName() cout我是通用事件endl; class KeyEvent:public Event public: virtual void PrintName() cout我是按键事件endl; class ClickEvent:public Event public: virtual void PrintName() cout我是单击事件PrintName();什么时候会用到两次dispatch呢? 继续往下看： class EventRecorder public: virtual void RecordEvent(Event* event) cout使用EventRecorder记录通用事件 endl; virtual void RecordEvent(KeyEvent* event) cout使用EventRecorder记录按键事件 endl; virtual void RecordEvent(ClickEvent* event) cout使用EventRecorder记录单击事件 endl; class AdvanceEventRecorder:public EventRecorder public: virtual void RecordEvent(Event* event) cout使用高级EventRecorder记录通用事件 endl; virtual void RecordEvent(KeyEvent* event) cout使用高级EventRecorder记录按键事件 endl; virtual void RecordEvent(ClickEvent* event) cout使用高级EventRecorder记录单击事件RecordEvent(pEvent);输出内容为：使用高级EventRecorder记录通用事件实际上，在这个场景中，我们期望调用的是：AdvanceEventRecorder:RecordEvent(KeyEvent* event)下面我们使用Double Dispatch设计模式来达到上面的代码片段的目的，在所有Event对象中增加下面的函数： virtual void RecordEvent(EventRecorder* recorder) recorder-RecordEvent(this); 下面的代码片段将输出：使用高级EventRecorder记录按键事件 EventRecorder* pRecorder = new AdvanceEventRecorder(); Event* pEvent = new KeyEvent(); pEvent-RecordEvent(pRecorder);可以看出，第一次dispatch正确地找到了KeyEvent的RecordEvent(EventRecorder* recorder)，第二次dispatch找到了AdvanceEventRecorder的RecordEvent(KeyEvent* event)。 Visitor模式就是对Double Dispatch的应用，另外，在碰撞检测算法中也会经常用到。Object Pool，即对象池，对象被预先创建并初始化后放入对象池中，对象提供者就能利用已有的对象来处理请求，减少对象频繁创建所占用的内存空间和初始化时间， 例如数据库连接对象基本上都是创建后就被放入连接池中，后续的查询请求使用的是连接池中的对象，从而加快了查询速度。类似被放入对象池中的对象还包括 Socket对象、线程对象和绘图对象（GDI对象）等。 在Object Pool设计模式中，主要有两个参与者：对象池的管理者和对象池的用户，用户从管理者那里获取对象，对象池对于用户来讲是透明的，但是用户必须遵守这些对 象的使用规则，使用完对象后必须归还或者关闭对象，例如数据库连接对象使用完后必须关闭，否则该对象就会被一直占用着。 对象管理者需要维护对象池，包括初始化对象池、扩充对象池的大小、重置归还对象的状态等。 对象池在被初始化时，可能只有几个对象，甚至没有对象，按需创建对象能节省资源和