设计模式总结

概述

软件设计模式（Software Design Pattern），又称设计模式，是一套被反复使用、多数人知晓的、经过分类编目的、代码设计经验的总结。它描述了在软件设计过程中的一些不断重复发生的问题，以及该问题的解决方案。

设计模式是软件设计中常见问题的典型解决方案。 每个模式就像一张蓝图， 你可以通过对其进行定制来解决代码中的特定设计问题。

文章目录

• 概述
• • 设计模式目的
  • 设计模式常用的七大原则
  • • 单一职责原则
    • 接口隔离原则
    • 依赖倒转(倒置)原则
    • 里氏替换原则
    • 开闭原则
    • 迪米特法则
    • 合成复用原则
    • 小结
• UML类图
• • 类之间的关系
  • • 依赖关系
    • 泛化关系
    • 实现关系
    • 关联关系
    • 聚合关系
    • 组合关系
  • IDEA与Eclipse 使用UML类图
• 设计模式分类
• • 根据目的来分
  • 根据作用范围来分
• 23种设计模式
• • 创建型模式
  • • 单例模式
    • 原型模式
    • • 模式的结构
      • 类图
      • 对象的拷贝
      • • 浅拷贝
        • 深拷贝
      • 原型模式的注意事项和细节
      • 适用场景
    • 建造者模式
    • • 类图
      • • 模式结构
        • 优缺点
        • 代码
        • 建造者模式的注意事项和细节
    • 工厂模式
    • • 简单工厂
      • • 模式结构
        • 类图
        • 主要代码
        • 优缺点
        • 使用场景
      • 工厂方法
      • • 模式结构
        • 类图
        • 代码实现
    • 抽象工厂模式
    • • 模式结构
      • 类图
      • 模式的应用场景
      • 与工厂模式的区别
      • 与建造者模式的区别
      • 代码实现
  • 结构型模式
  • • 适配器模式
    • 桥接模式
    • • 模式结构
      • 类图
      • 优缺点
      • 应用场景
      • JDBC 中的桥接模式
      • 示例代码
    • 装饰者模式
    • • 模式结构
      • 类图
      • IO结构中的装饰者模式
      • 优缺点
      • 应用场景
      • 示例代码
    • 组合模式
    • • 模式结构
      • 类图
      • 优缺点
      • 应用场景
      • 示例代码
    • 外观模式
    • • 模式结构
      • 类图
      • 优缺点
      • MyBatis中的外观模式
      • 应用场景
      • 示例代码
    • 享元模式
    • • 模式结构
      • 类图
      • 优缺点
      • 应用场景
      • 示例代码
    • 代理模式
  • 行为型模式
  • • 模版模式
    • • 模式结构
      • 类图
      • Spring框架中的模板模式
      • 优缺点
      • 应用场景
      • 示例代码
    • 解释器模式
    • • 模式结构
      • 类图
      • 优缺点
      • 应用场景
      • Spring框架中的解释器模式
      • 示例代码
    • 命令模式
    • 访问者模式
    • 迭代器模式
    • 观察者模式
    • 中介者模式
    • 备忘录模式
    • 状态模式
    • 策略模式
    • 职责链模式

设计模式目的

1. 代码重用性 (即：相同功能的代码，不用多次编写)
2. 可读性 (即：编程规范性, 便于其他程序员的阅读和理解)
3. 可扩展性 (即：当需要增加新的功能时，非常的方便，称为可维护)
4. 可靠性 (即：当我们增加新的功能后，对原来的功能没有影响)
5. 使程序呈现 高内聚(模块与模块之间紧密联系)， 低耦合(功能与功能之间依赖性低)的特性

设计模式常用的七大原则

1. 单一职责原则
2. 接口隔离原则
3. 依赖倒转(倒置)原则
4. 里氏替换原则
5. 开闭原则
6. 迪米特法则
7. 合成复用原则

单一职责原则

对类来说的，即一个类应该只负责一项职责。

单一职责原则注意事项和细节

1. 降低类的复杂度，一个类只负责一项职责。
2. 提高类的可读性，可维护性
3. 降低变更引起的风险
4. 通常情况下，我们应当遵守单一职责原则，只有逻辑足够简单，才可以在代码级违反单一职责原则； 只有类中方法数量足够少，可以在方法级别保持单一职责原则

接口隔离原则

客户端不应该依赖它不需要的接口，即一个类对另一个类的依赖应该建立在最小的接口上。
将接口Interface 拆分为独立的几个接口， 让需要依赖的类分别与他们需要的接口建立依赖关系。也就是采用接口隔离原则

接口隔离原则时，应该根据以下几个规则来衡量。

• 接口尽量小，但是要有限度。一个接口只服务于一个子模块或业务逻辑。
• 为依赖接口的类定制服务。只提供调用者需要的方法，屏蔽不需要的方法。
• 了解环境，拒绝盲从。每个项目或产品都有选定的环境因素，环境不同，接口拆分的标准就不同深入了解业务逻辑。
• 提高内聚，减少对外交互。使接口用最少的方法去完成最多的事情。

UML类图

UML 建模的核心是模型，模型是现实的简化、真实系统的抽象。UML 提供了系统的设计蓝图。当给软件系统建模时，需要采用通用的符 语言，这种描述模型所使用的语言被称为建模语言。在 UML 中，所有的描述由事物、关系和图这些构件组成。下图完整地描述了所有构件的关系。其中类图是其最重要的部分也是最常用的图

在UML类图中：

• 抽象类或抽象方法用斜体表示
• 如果是接口，则在类名上方加
• 字段和方法返回值的数据类型非必需
• 静态类或静态方法加下划线

类之间的关系

依赖、泛化（继承）、实现、关联、聚合与组合

依赖关系

只要是在类中用到了对方，那么他们之间就存在依赖关系。如果没有对方，连编绎都通过不了 以下5中情况都是依赖关系

1. 类中用到了对方
2. 如果是类的成员属性
3. 如果是方法的返回类型
4. 是方法接收的参数类型

实现关系

实现关系实际上就是A类实现B接口，它是依赖关系的特例。在这种关系中，类实现了接口，类中的操作实现了接口中所声明的所有的抽象操作。

聚合关系

聚合关系表示的是整体和部分的关系，代表整体与部分可以分开。聚合关系是关联关系的特例，所以他具有关联的导航性与多重性

IDEA与Eclipse 使用UML类图

在IDEA中可以可以右键包然后选择Diagrams 选择类图，也可以使用快捷键crtl+alt+shift+u来显示类图，使用IDEA自带的需要先设计好程序后才能显示类图，即无法自己画类图，如果需要自己画类图则安装插件PlantUML Itegration

使用PlantUML Itegration 制作的建造者模式的UMl类图示例：具体使用规则参考 PlantUML Itegration插件 使用规则


根据作用范围来分

根据模式是主要用于类上还是主要用于对象上来分，这种方式可分为类模式和对象模式两种。
类模式：用于处理类与子类之间的关系，这些关系通过继承来建立，是静态的，在编译时刻便确定下来了。GoF中的工厂方法、（类）适配器、模板方法、解释器属于该模式。
对象模式：用于处理对象之间的关系，这些关系可以通过组合或聚合来实现，在运行时刻是可以变化的，更具动态性。GoF 中除了以上 4 种，其他的都是对象模式。

对象的拷贝

浅拷贝

浅拷贝就是只拷贝了对象的基本类型值和引用值，但被复制的对象引用类型的属性仍然指向原来的对象。说白了拷贝对象仅仅拷贝了原对象属性值的一个引用，此引用仍然指向相同的地址
String 除外 ，实现Cloneable 覆写Clone 方法 这个就是浅拷贝
String的内容保存在常量池中，所以对其做修改只是改变了成员变量所引用的常量池的串，不会影响其它拷贝对象中的该成员

深拷贝

就是对所有的属性都独立地复制一份。对于基本类型属性即是复制一份值(成员变量自会提供独立的空间)，而对于引用类型的属性就是重新建立了一个一模一样的对象，引用值不再相同(不再指向同一个对象)

• 实现Cloneable 一层一层覆写Clone 方法 也可以实现深度拷贝
  如果想实现引用数据的类型的属性也是引用类型的对象拷贝，则需要使用深度拷贝

• 直接使用Java的clone()可以实现深拷贝，

• 使用序列化实现深拷贝是一种好的方式，也可以考虑使用一些其它工具，如Spring的BeanUtils工具

public class Sheep implements Cloneable {    private String name;    private int age;    private String color;    private String address = "蒙古羊";    public Sheep friend; //是对象, 克隆是会如何处理    public Sheep(String name, int age, String color) {super();this.name = name;this.age = age;this.color = color;    }    public String getName() {return name;    }    public void setName(String name) {this.name = name;    }    public int getAge() {return age;    }    public void setAge(int age) {this.age = age;    }    public String getColor() {return color;    }    public void setColor(String color) {this.color = color;    }    public void setFriend(Sheep friend) {this.friend = friend;    }    public Sheep getFriend() {return friend;    }    @Override    public String toString() {return "Sheep [name=" 
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