Java设计模式实例

Java设计模式实例,aclicktounlimitedpossibilitesYOURLOGO作者：目录CONTENTS01单击输入目录标题02单例模式03工厂模式04建造者模式05观察者模式06适配器模式添加章节标题PART01单例模式PART02什么是单例模式单例模式是一种设计模式，用于确保一个类只有一个实例单例模式的主要目的是为了节省系统资源，避免重复创建对象单例模式的实现方式有多种，如饿汉式、懒汉式、双重检查锁等单例模式在Java中的应用广泛，如Spring框架中的Bean管理、数据库连接管理等单例模式的实现方式双重检查锁：在懒汉式的基础上进行优化，减少锁竞争，提高性能静态内部类：在懒汉式的基础上进行优化，避免线程安全问题，同时保证性能饿汉式：在类加载时创建单例对象，线程安全，但可能造成资源浪费懒汉式：在第一次使用单例对象时创建，线程安全，但可能导致性能下降单例模式的优缺点a.违反了单一职责原则，将创建和获取实例的逻辑耦合在一起b.线程安全问题，需要特殊处理c.测试困难，因为无法创建多个实例进行测试缺点：a.违反了单一职责原则，将创建和获取实例的逻辑耦合在一起b.线程安全问题，需要特殊处理c.测试困难，因为无法创建多个实例进行测试a.保证只有一个实例，减少内存占用b.提供全局访问点，方便调用c.避免重复创建对象，提高性能优点：a.保证只有一个实例，减少内存占用b.提供全局访问点，方便调用c.避免重复创建对象，提高性能单例模式的应用场景需要全局访问的对象，如日志记录器、配置管理器等需要频繁创建和销毁的对象，如数据库连接、线程池等需要控制实例数量的对象，如线程池、连接池等需要在多个线程之间共享资源的对象，如缓存、计数器等工厂模式PART03什么是工厂模式工厂模式是一种创建型设计模式，用于创建对象工厂模式将创建对象的过程封装在一个工厂类中，客户端只需要调用工厂类的方法即可创建对象工厂模式可以降低耦合度，使得代码更加灵活和可维护工厂模式可以分为简单工厂模式、工厂方法模式和抽象工厂模式工厂模式的实现方式简单工厂模式：通过一个工厂类来创建所有实例，客户端只需要知道工厂类即可工厂方法模式：每个产品都有一个对应的工厂类，客户端需要知道具体的工厂类才能创建实例抽象工厂模式：提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口，而无需指定它们的具体类生成器模式：将一个复杂对象的构建与其表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示工厂模式的优缺点优点：a.降低耦合度：工厂模式将创建对象的过程封装在工厂类中，客户端只需要知道工厂类即可，无需关心具体实现。b.提高可扩展性：当需要添加新的产品时，只需要添加新的工厂类和产品类，无需修改原有代码。c.便于维护：工厂模式将创建对象的过程封装在工厂类中，便于集中管理和维护。a.降低耦合度：工厂模式将创建对象的过程封装在工厂类中，客户端只需要知道工厂类即可，无需关心具体实现。b.提高可扩展性：当需要添加新的产品时，只需要添加新的工厂类和产品类，无需修改原有代码。c.便于维护：工厂模式将创建对象的过程封装在工厂类中，便于集中管理和维护。缺点：a.增加系统复杂度：工厂模式引入了新的类，可能导致系统复杂度增加。b.违反开闭原则：当需要添加新的产品时，可能需要修改原有工厂类，违反了开闭原则。a.增加系统复杂度：工厂模式引入了新的类，可能导致系统复杂度增加。b.违反开闭原则：当需要添加新的产品时，可能需要修改原有工厂类，违反了开闭原则。工厂模式的应用场景当一个类需要创建多个对象时，可以使用工厂模式来简化对象的创建过程。当一个类的创建过程比较复杂，需要多个步骤时，可以使用工厂模式来封装创建过程。当一个类的创建过程需要依赖其他类或组件时，可以使用工厂模式来解耦创建过程。当一个类的创建过程需要根据不同的配置或环境来生成不同类型或风格的对象时，可以使用工厂模式来灵活地控制对象的创建。建造者模式PART04什么是建造者模式通过将构建过程分解为多个步骤，使得构建过程更加清晰和可维护建造者模式是一种创建型设计模式主要目的是为了将复杂对象的构建过程与它的表示分离建造者模式适用于创建复杂对象，特别是当这些对象的构建过程需要多个步骤时建造者模式的实现方式创建一个Builder接口，定义建造者的方法创建一个ConcreteBuilder类，实现Builder接口，并添加具体实现创建一个Director类，负责调用ConcreteBuilder的方法，完成对象的构建创建一个Product类，表示要构建的对象在客户端，创建Director对象，并传入ConcreteBuilder对象，然后调用Director的方法，完成对象的构建建造者模式的优缺点a.封装性好，易于维护和扩展b.可以灵活地控制对象的创建过程c.易于实现复杂对象的创建优点：a.封装性好，易于维护和扩展b.可以灵活地控制对象的创建过程c.易于实现复杂对象的创建a.增加了类的数量，使得系统更加复杂b.建造者模式需要更多的类来实现，可能会增加系统的复杂性缺点：a.增加了类的数量，使得系统更加复杂b.建造者模式需要更多的类来实现，可能会增加系统的复杂性建造者模式的应用场景当需要创建复杂对象时，可以使用建造者模式来简化对象的创建过程。当需要创建多个具有相同属性但具体值不同的对象时，可以使用建造者模式来提高代码的复用性。当需要创建具有复杂内部结构的对象时，可以使用建造者模式来降低对象的复杂度。当需要创建具有不同类型部件的对象时，可以使用建造者模式来提高代码的灵活性。观察者模式PART05什么是观察者模式观察者模式是一种设计模式，用于解决对象之间的依赖关系。观察者模式允许观察者监听被观察者的状态变化，并在状态变化时执行相应的操作。观察者模式可以降低对象之间的耦合度，提高代码的可维护性和可扩展性。观察者模式包含两个主要角色：观察者和被观察者。观察者模式的实现方式客户端：创建具体被观察者和具体观察者对象，并调用addObserver()方法将观察者添加到被观察者的观察者列表中，然后调用notifyObservers()方法通知所有观察者更新状态。被观察者接口：定义被观察者需要实现的方法，如addObserver()、removeObserver()、notifyObservers()具体被观察者：实现被观察者接口，并重写addObserver()、removeObserver()、notifyObservers()方法，以实现具体的被观察者行为观察者接口：定义观察者需要实现的方法，如update()具体观察者：实现观察者接口，并重写update()方法，以实现具体的观察者行为观察者模式的优缺点优点：a.降低耦合度：观察者和被观察者之间是松耦合的，彼此独立，易于维护和扩展。b.支持广播通信：观察者模式可以实现一对多的通信，一个被观察者可以同时通知多个观察者。c.易于实现异步处理：观察者模式可以实现异步处理，观察者可以在接收到通知后自行处理，不影响被观察者的执行。a.降低耦合度：观察者和被观察者之间是松耦合的，彼此独立，易于维护和扩展。b.支持广播通信：观察者模式可以实现一对多的通信，一个被观察者可以同时通知多个观察者。c.易于实现异步处理：观察者模式可以实现异步处理，观察者可以在接收到通知后自行处理，不影响被观察者的执行。缺点：a.性能问题：如果观察者数量过多，可能会导致性能问题，因为每次被观察者状态改变时，都需要通知所有观察者。b.内存泄漏：如果观察者没有正确实现，可能会导致内存泄漏，因为观察者通常持有被观察者的引用。c.难以跟踪错误：由于观察者和被观察者之间的松耦合，如果出现错误，可能难以定位和跟踪。a.性能问题：如果观察者数量过多，可能会导致性能问题，因为每次被观察者状态改变时，都需要通知所有观察者。b.内存泄漏：如果观察者没有正确实现，可能会导致内存泄漏，因为观察者通常持有被观察者的引用。c.难以跟踪错误：由于观察者和被观察者之间的松耦合，如果出现错误，可能难以定位和跟踪。观察者模式的应用场景事件处理：如按钮点击、鼠标移动等任务调度：如定时任务、异步任务等消息推送：如邮件通知、短信通知等实时数据更新：如股票行情、天气预报等适配器模式PART06什么是适配器模式适配器模式是一种设计模式，用于解决接口不兼容的问题。适配器模式通过创建一个适配器类，将源接口转换为目标接口，使得原本不兼容的接口可以协同工作。适配器模式主要包括三个角色：源接口、目标接口和适配器类。适配器模式的优点是可以在不修改原有代码的情况下，实现接口的兼容，提高代码的可重用性和可维护性。适配器模式的实现方式接口适配器：通过实现目标接口，实现适配器功能类适配器：通过继承目标类，实现适配器功能对象适配器：通过组合目标类，实现适配器功能双向适配器：同时实现源类和目标类的接口，实现双向适配功能适配器模式的优缺点缺点：a.增加了系统的复杂性b.可能导致类爆炸问题c.性能可能会受到影响a.增加了系统的复杂性b.可能导致类爆炸问题c.性能可能会受到影