設計模式（Design Patterns）

 設計模式（Design Patterns）                                   

——可複用面向對象軟體的基礎

設計模式（Design pattern）是一套被反複使用、多數人知曉的、經過分類編目的、代碼設計經驗的總結。使用設計模式是為了可重用代碼、讓代碼更容易被他人了解、保證代碼可靠性。 毫無疑問，設計模式于己于他人于系統都是多赢的，設計模式使代碼編制真正工程化，設計模式是軟體工程的基石，如同大廈的一塊塊磚石一樣。項目中合理的運用設計模式可以完美的解決很多問題，每種模式在現在中都有相應的原理來與之對應，每一個模式描述了一個在我們周圍不斷重複發生的問題，以及該問題的核心解決方案，這也是它能被廣泛應用的原因。本章系Java之美[從菜鳥到高手演變]系列之設計模式，我們會以理論與實踐相結合的方式來進行本章的學習，希望廣大程式愛好者，學好設計模式，做一個優秀的軟體工程師！

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23種模式java實作源碼及 收集五年的開發資料下載下傳位址：   http://pan.baidu.com/share/home?uk=4076915866&view=share

一、設計模式的分類

總體來說設計模式分為三大類：

建立型模式，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：擴充卡模式、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。

行為型模式，共十一種：政策模式、模闆方法模式、觀察者模式、疊代子模式、責任鍊模式、指令模式、備忘錄模式、狀态模式、通路者模式、中介者模式、解釋器模式。

其實還有兩類：并發型模式和線程池模式。用一個圖檔來整體描述一下：

二、設計模式的六大原則

1、開閉原則（Open Close Principle）

開閉原則就是說對擴充開放，對修改關閉。在程式需要進行拓展的時候，不能去修改原有的代碼，實作一個熱插拔的效果。是以一句話概括就是：為了使程式的擴充性好，易于維護和更新。想要達到這樣的效果，我們需要使用接口和抽象類，後面的具體設計中我們會提到這點。

2、裡氏代換原則（Liskov Substitution Principle）

裡氏代換原則(Liskov Substitution Principle LSP)面向對象設計的基本原則之一。 裡氏代換原則中說，任何基類可以出現的地方，子類一定可以出現。 LSP是繼承複用的基石，隻有當衍生類可以替換掉基類，軟體機關的功能不受到影響時，基類才能真正被複用，而衍生類也能夠在基類的基礎上增加新的行為。裡氏代換原則是對“開-閉”原則的補充。實作“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作，是以裡氏代換原則是對實作抽象化的具體步驟的規範。—— From Baidu 百科

3、依賴倒轉原則（Dependence Inversion Principle）

這個是開閉原則的基礎，具體内容：真對接口程式設計，依賴于抽象而不依賴于具體。

4、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體的設計思想，從大型軟體架構出發，為了更新和維護友善。是以上文中多次出現：降低依賴，降低耦合。

5、迪米特法則（最少知道原則）（Demeter Principle）

為什麼叫最少知道原則，就是說：一個實體應當盡量少的與其他實體之間發生互相作用，使得系統功能子產品相對獨立。

6、合成複用原則（Composite Reuse Principle）

原則是盡量使用合成/聚合的方式，而不是使用繼承。

三、Java的23中設計模式

從這一塊開始，我們詳細介紹Java中23種設計模式的概念，應用場景等情況，并結合他們的特點及設計模式的原則進行分析。

1、工廠方法模式（Factory Method）

工廠方法模式分為三種：

11、普通工廠模式，就是建立一個工廠類，對實作了同一接口的一些類進行執行個體的建立。首先看下關系圖：

舉例如下：（我們舉一個發送郵件和短信的例子）

首先，建立二者的共同接口：

[java]  view plain copy

1. public interface Sender {  
2.     public void Send();  
3. }  

其次，建立實作類：

[java]  view plain copy

1. public class MailSender implements Sender {  
2.     @Override  
3.     public void Send() {  
4.         System.out.println("this is mailsender!");  
5.     }  
6. }  

[java]  view plain copy

1. public class SmsSender implements Sender {  
2.     @Override  
3.     public void Send() {  
4.         System.out.println("this is sms sender!");  
5.     }  
6. }  

最後，建工廠類：

[java]  view plain copy

1. public class SendFactory {  
2.     public Sender produce(String type) {  
3.         if ("mail".equals(type)) {  
4.             return new MailSender();  
5.         } else if ("sms".equals(type)) {  
6.             return new SmsSender();  
7.         } else {  
8.             System.out.println("請輸入正确的類型!");  
9.             return null;  
10.         }  
11.     }  
12. }  

我們來測試下：

1. public class FactoryTest {  
2.     public static void main(String[] args) {  
3.         SendFactory factory = new SendFactory();  
4.         Sender sender = factory.produce("sms");  
5.         sender.Send();  
6.     }  
7. }  

輸出：this is sms sender!

22、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，如果傳遞的字元串出錯，則不能正确建立對象，而多個工廠方法模式是提供多個工廠方法，分别建立對象。關系圖：

将上面的代碼做下修改，改動下SendFactory類就行，如下：

[java]  view plain copy public   class  SendFactory {       public  Sender produceMail(){  

1.         return new MailSender();  
2.     }  
3.     public Sender produceSms(){  
4.         return new SmsSender();  
5.     }  
6. }  

測試類如下：

[java]  view plain copy

1. public class FactoryTest {  
2.     public static void main(String[] args) {  
3.         SendFactory factory = new SendFactory();  
4.         Sender sender = factory.produceMail();  
5.         sender.Send();  
6.     }  
7. }  

輸出：this is mailsender!

33、靜态工廠方法模式，将上面的多個工廠方法模式裡的方法置為靜态的，不需要建立執行個體，直接調用即可。

[java]  view plain copy

1. public class SendFactory {  
2.     public static Sender produceMail(){  
3.         return new MailSender();  
4.     }  
5.     public static Sender produceSms(){  
6.         return new SmsSender();  
7.     }  
8. }  

[java]  view plain copy

1. public class FactoryTest {  
2.     public static void main(String[] args) {      
3.         Sender sender = SendFactory.produceMail();  
4.         sender.Send();  
5.     }  
6. }  

輸出：this is mailsender!

總體來說，工廠模式适合：凡是出現了大量的産品需要建立，并且具有共同的接口時，可以通過工廠方法模式進行建立。在以上的三種模式中，第一種如果傳入的字元串有誤，不能正确建立對象，第三種相對于第二種，不需要執行個體化工廠類，是以，大多數情況下，我們會選用第三種——靜态工廠方法模式。

2、抽象工廠模式（Abstract Factory）

工廠方法模式有一個問題就是，類的建立依賴工廠類，也就是說，如果想要拓展程式，必須對工廠類進行修改，這違背了閉包原則，是以，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，建立多個工廠類，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。因為抽象工廠不太好了解，我們先看看圖，然後就和代碼，就比較容易了解。

請看例子：

[java]  view plain copy

1. public interface Sender {  
2.     public void Send();  
3. }  

兩個實作類：

[java]  view plain copy

1. public class MailSender implements Sender {  
2.     @Override  
3.     public void Send() {  
4.         System.out.println("this is mailsender!");  
5.     }  
6. }  

[java]  view plain copy

1. public class SmsSender implements Sender {  
2.     @Override  
3.     public void Send() {  
4.         System.out.println("this is sms sender!");  
5.     }  
6. }  

兩個工廠類：

[java]  view plain copy

1. public class SendMailFactory implements Provider {  
2.     @Override  
3.     public Sender produce(){  
4.         return new MailSender();  
5.     }  
6. }  

[java]  view plain copy

1. public class SendSmsFactory implements Provider{  
2.     @Override  
3.     public Sender produce() {  
4.         return new SmsSender();  
5.     }  
6. }  

在提供一個接口：

[java]  view plain copy

1. public interface Provider {  
2.     public Sender produce();  
3. }  

測試類：

[java]  view plain copy

1. public class Test {  
2.     public static void main(String[] args) {  
3.         Provider provider = new SendMailFactory();  
4.         Sender sender = provider.produce();  
5.         sender.Send();  
6.     }  
7. }  

其實這個模式的好處就是，如果你現在想增加一個功能：發及時資訊，則隻需做一個實作類，實作Sender接口，同時做一個工廠類，實作Provider接口，就OK了，無需去改動現成的代碼。這樣做，拓展性較好！

3、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，該對象隻有一個執行個體存在。這樣的模式有幾個好處：

1、某些類建立比較頻繁，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，降低了系統記憶體的使用頻率，減輕GC壓力。

3、有些類如交易所的核心交易引擎，控制着交易流程，如果該類可以建立多個的話，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），是以隻有使用單例模式，才能保證核心交易伺服器獨立控制整個流程。

首先我們寫一個簡單的單例類：

[java]  view plain copy

1. public class Singleton {  
2.     private static Singleton instance = null;  
3.     private Singleton() {  
4.     }  
5.     public static Singleton getInstance() {  
6.         if (instance == null) {  
7.             instance = new Singleton();  
8.         }  
9.         return instance;  
10.     }  
11.     public Object readResolve() {  
12.         return instance;  
13.     }  
14. }  

這個類可以滿足基本要求，但是，像這樣毫無線程安全保護的類，如果我們把它放入多線程的環境下，肯定就會出現問題了，如何解決？我們首先會想到對getInstance方法加synchronized關鍵字，如下：

[java]  view plain copy

1. public static synchronized Singleton getInstance() {  
2.         if (instance == null) {  
3.             instance = new Singleton();  
4.         }  
5.         return instance;  
6.     }  

但是，synchronized關鍵字鎖住的是這個對象，這樣的用法，在性能上會有所下降，因為每次調用getInstance()，都要對對象上鎖，事實上，隻有在第一次建立對象的時候需要加鎖，之後就不需要了，是以，這個地方需要改進。我們改成下面這個：

[java]  view plain copy

1. public static Singleton getInstance() {  
2.         if (instance == null) {  
3.             synchronized (instance) {  
4.                 if (instance == null) {  
5.                     instance = new Singleton();  
6.                 }  
7.             }  
8.         }  
9.         return instance;  
10.     }  

似乎解決了之前提到的問題，将synchronized關鍵字加在了内部，也就是說當調用的時候是不需要加鎖的，隻有在instance為null，并建立對象的時候才需要加鎖，性能有一定的提升。但是，這樣的情況，還是有可能有問題的，看下面的情況：在Java指令中建立對象和指派操作是分開進行的，也就是說instance = new Singleton();語句是分兩步執行的。但是JVM并不保證這兩個操作的先後順序，也就是說有可能JVM會為新的Singleton執行個體配置設定空間，然後直接指派給instance成員，然後再去初始化這個Singleton執行個體。這樣就可能出錯了，我們以A、B兩個線程為例：

a>A、B線程同時進入了第一個if判斷

b>A首先進入synchronized塊，由于instance為null，是以它執行instance = new Singleton();

c>由于JVM内部的優化機制，JVM先畫出了一些配置設定給Singleton執行個體的空白記憶體，并指派給instance成員（注意此時JVM沒有開始初始化這個執行個體），然後A離開了synchronized塊。

d>B進入synchronized塊，由于instance此時不是null，是以它馬上離開了synchronized塊并将結果傳回給調用該方法的程式。

e>此時B線程打算使用Singleton執行個體，卻發現它沒有被初始化，于是錯誤發生了。

是以程式還是有可能發生錯誤，其實程式在運作過程是很複雜的，從這點我們就可以看出，尤其是在寫多線程環境下的程式更有難度，有挑戰性。我們對該程式做進一步優化：

[java]  view plain copy

1. private static class SingletonFactory{           
2.         private static Singleton instance = new Singleton();           
3.     }           
4.     public static Singleton getInstance(){           
5.         return SingletonFactory.instance;           
6.     }   

實際情況是，單例模式使用内部類來維護單例的實作，JVM内部的機制能夠保證當一個類被加載的時候，這個類的加載過程是線程互斥的。這樣當我們第一次調用getInstance的時候，JVM能夠幫我們保證instance隻被建立一次，并且會保證把指派給instance的記憶體初始化完畢，這樣我們就不用擔心上面的問題。同時該方法也隻會在第一次調用的時候使用互斥機制，這樣就解決了低性能問題。這樣我們暫時總結一個完美的單例模式：

[java]  view plain copy

1. public class Singleton {  
2.     private Singleton() {  
3.     }  
4.     private static class SingletonFactory {  
5.         private static Singleton instance = new Singleton();  
6.     }  
7.     public static Singleton getInstance() {  
8.         return SingletonFactory.instance;  
9.     }  
10.     public Object readResolve() {  
11.         return getInstance();  
12.     }  
13. }  

其實說它完美，也不一定，如果在構造函數中抛出異常，執行個體将永遠得不到建立，也會出錯。是以說，十分完美的東西是沒有的，我們隻能根據實際情況，選擇最适合自己應用場景的實作方法。也有人這樣實作：因為我們隻需要在建立類的時候進行同步，是以隻要将建立和getInstance()分開，單獨為建立加synchronized關鍵字，也是可以的：

[java]  view plain copy

1. public class SingletonTest {  
2.     private static SingletonTest instance = null;  
3.     private SingletonTest() {  
4.     }  
5.     private static synchronized void syncInit() {  
6.         if (instance == null) {  
7.             instance = new SingletonTest();  
8.         }  
9.     }  
10.     public static SingletonTest getInstance() {  
11.         if (instance == null) {  
12.             syncInit();  
13.         }  
14.         return instance;  
15.     }  
16. }  

考慮性能的話，整個程式隻需建立一次執行個體，是以性能也不會有什麼影響。

補充：采用"影子執行個體"的辦法為單例對象的屬性同步更新

[java]  view plain copy

1. public class SingletonTest {  
2.     private static SingletonTest instance = null;  
3.     private Vector properties = null;  
4.     public Vector getProperties() {  
5.         return properties;  
6.     }  
7.     private SingletonTest() {  
8.     }  
9.     private static synchronized void syncInit() {  
10.         if (instance == null) {  
11.             instance = new SingletonTest();  
12.         }  
13.     }  
14.     public static SingletonTest getInstance() {  
15.         if (instance == null) {  
16.             syncInit();  
17.         }  
18.         return instance;  
19.     }  
20.     public void updateProperties() {  
21.         SingletonTest shadow = new SingletonTest();  
22.         properties = shadow.getProperties();  
23.     }  
24. }  

通過單例模式的學習告訴我們：

1、單例模式了解起來簡單，但是具體實作起來還是有一定的難度。

2、synchronized關鍵字鎖定的是對象，在用的時候，一定要在恰當的地方使用（注意需要使用鎖的對象和過程，可能有的時候并不是整個對象及整個過程都需要鎖）。

到這兒，單例模式基本已經講完了，結尾處，筆者突然想到另一個問題，就是采用類的靜态方法，實作單例模式的效果，也是可行的，此處二者有什麼不同？

首先，靜态類不能實作接口。（從類的角度說是可以的，但是那樣就破壞了靜态了。因為接口中不允許有static修飾的方法，是以即使實作了也是非靜态的）

其次，單例可以被延遲初始化，靜态類一般在第一次加載是初始化。之是以延遲加載，是因為有些類比較龐大，是以延遲加載有助于提升性能。

再次，單例類可以被繼承，他的方法可以被覆寫。但是靜态類内部方法都是static，無法被覆寫。

最後一點，單例類比較靈活，畢竟從實作上隻是一個普通的Java類，隻要滿足單例的基本需求，你可以在裡面随心所欲的實作一些其它功能，但是靜态類不行。從上面這些概括中，基本可以看出二者的差別，但是，從另一方面講，我們上面最後實作的那個單例模式，内部就是用一個靜态類來實作的，是以，二者有很大的關聯，隻是我們考慮問題的層面不同罷了。兩種思想的結合，才能造就出完美的解決方案，就像HashMap采用數組+連結清單來實作一樣，其實生活中很多事情都是這樣，單用不同的方法來處理問題，總是有優點也有缺點，最完美的方法是，結合各個方法的優點，才能最好的解決問題！

4、建造者模式（Builder）

工廠類模式提供的是建立單個類的模式，而建造者模式則是将各種産品集中起來進行管理，用來建立複合對象，所謂複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後的Test結合起來得到的。我們看一下代碼：

還和前面一樣，一個Sender接口，兩個實作類MailSender和SmsSender。最後，建造者類如下：

[java]  view plain copy

1. public class Builder {  
2.     private List<Sender> list = new ArrayList<Sender>();  
3.     public void produceMailSender(int count){  
4.         for(int i=0; i<count; i++){  
5.             list.add(new MailSender());  
6.         }  
7.     }  
8.     public void produceSmsSender(int count){  
9.         for(int i=0; i<count; i++){  
10.             list.add(new SmsSender());  
11.         }  
12.     }  
13. }  

測試類：

[java]  view plain copy

1. public class Test {  
2.     public static void main(String[] args) {  
3.         Builder builder = new Builder();  
4.         builder.produceMailSender(10);  
5.     }  
6. }  

從這點看出，建造者模式将很多功能內建到一個類裡，這個類可以創造出比較複雜的東西。是以與工程模式的差別就是：工廠模式關注的是建立單個産品，而建造者模式則關注建立符合對象，多個部分。是以，是選擇工廠模式還是建造者模式，依實際情況而定。

5、原型模式（Prototype）

原型模式雖然是建立型的模式，但是與工程模式沒有關系，從名字即可看出，該模式的思想就是将一個對象作為原型，對其進行複制、克隆，産生一個和原對象類似的新對象。本小結會通過對象的複制，進行講解。在Java中，複制對象是通過clone()實作的，先建立一個原型類：

[java]  view plain copy

1. public class Prototype implements Cloneable {  
2.     public Object clone() throws CloneNotSupportedException {  
3.         Prototype proto = (Prototype) super.clone();  
4.         return proto;  
5.     }  
6. }  

很簡單，一個原型類，隻需要實作Cloneable接口，覆寫clone方法，此處clone方法可以改成任意的名稱，因為Cloneable接口是個空接口，你可以任意定義實作類的方法名，如cloneA或者cloneB，因為此處的重點是super.clone()這句話，super.clone()調用的是Object的clone()方法，而在Object類中，clone()是native的，具體怎麼實作，我會在另一篇文章中，關于解讀Java中本地方法的調用，此處不再深究。在這兒，我将結合對象的淺複制和深複制來說一下，首先需要了解對象深、淺複制的概念：

淺複制：将一個對象複制後，基本資料類型的變量都會重新建立，而引用類型，指向的還是原對象所指向的。

深複制：将一個對象複制後，不論是基本資料類型還有引用類型，都是重新建立的。簡單來說，就是深複制進行了完全徹底的複制，而淺複制不徹底。

此處，寫一個深淺複制的例子：

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1. public class Prototype implements Cloneable, Serializable {  
2.     private static final long serialVersionUID = 1L;  
3.     private String string;  
4.     private SerializableObject obj;  
5.     public Object clone() throws CloneNotSupportedException {  
6.         Prototype proto = (Prototype) super.clone();  
7.         return proto;  
8.     }  
9.     public Object deepClone() throws IOException, ClassNotFoundException {  
10.         ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();  
11.         ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos);  
12.         oos.writeObject(this);  
13.         ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());  
14.         ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bis);  
15.         return ois.readObject();  
16.     }  
17.     public String getString() {  
18.         return string;  
19.     }  
20.     public void setString(String string) {  
21.         this.string = string;  
22.     }  
23.     public SerializableObject getObj() {  
24.         return obj;  
25.     }  
26.     public void setObj(SerializableObject obj) {  
27.         this.obj = obj;  
28.     }  
29. }  
30. class SerializableObject implements Serializable {  
31.     private static final long serialVersionUID = 1L;  
32. }  

  要實作深複制，需要采用流的形式讀入目前對象的二進制輸入，再寫出二進制資料對應的對象。

我們接着讨論設計模式，上篇文章我講完了5種建立型模式，這章開始，我将講下7種結構型模式：擴充卡模式、裝飾模式、代理模式、外觀模式、橋接模式、組合模式、享元模式。其中對象的擴充卡模式是各種模式的起源，我們看下面的圖：

 擴充卡模式将某個類的接口轉換成用戶端期望的另一個接口表示，目的是消除由于接口不比對所造成的類的相容性問題。主要分為三類：類的擴充卡模式、對象的擴充卡模式、接口的擴充卡模式。首先，我們來看看類的擴充卡模式，先看類圖：

核心思想就是：有一個Source類，擁有一個方法，待适配，目标接口時Targetable，通過Adapter類，将Source的功能擴充到Targetable裡，看代碼：

[java]  view plain copy

1. public class Source {  
2.     public void method1() {  
3.         System.out.println("this is original method!");  
4.     }  
5. }  

[java]  view plain copy

1. public interface Targetable {  
2.     public void method1();  
3.     public void method2();  
4. }  

[java]  view plain copy

1. public class Adapter extends Source implements Targetable {  
2.     @Override  
3.     public void method2() {  
4.         System.out.println("this is the targetable method!");  
5.     }  
6. }  

Adapter類繼承Source類，實作Targetable接口，下面是測試類：

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1. public class AdapterTest {  
2.     public static void main(String[] args) {  
3.         Targetable target = new Adapter();  
4.         target.method1();  
5.         target.method2();  
6.     }  
7. }  

輸出：

this is original method!

this is the targetable method!

這樣Targetable接口的實作類就具有了Source類的功能。

對象的擴充卡模式

基本思路和類的擴充卡模式相同，隻是将Adapter類作修改，這次不繼承Source類，而是持有Source類的執行個體，以達到解決相容性的問題。看圖：

隻需要修改Adapter類的源碼即可：

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1. public class Wrapper implements Targetable {  
2.     private Source source;  
3.     public Wrapper(Source source){  
4.         super();  
5.         this.source = source;  
6.     }  
7.     @Override  
8.     public void method2() {  
9.         System.out.println("this is the targetable method!");  
10.     }  
11.     @Override  
12.     public void method1() {  
13.         source.method1();  
14.     }  
15. }  

測試類：

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1. public class AdapterTest {  
2.     public static void main(String[] args) {  
3.         Source source = new Source();  
4.         Targetable target = new Wrapper(source);  
5.         target.method1();  
6.         target.method2();  
7.     }  
8. }  

輸出與第一種一樣，隻是适配的方法不同而已。

第三種擴充卡模式是接口的擴充卡模式，接口的擴充卡是這樣的：有時我們寫的一個接口中有多個抽象方法，當我們寫該接口的實作類時，必須實作該接口的所有方法，這明顯有時比較浪費，因為并不是所有的方法都是我們需要的，有時隻需要某一些，此處為了解決這個問題，我們引入了接口的擴充卡模式，借助于一個抽象類，該抽象類實作了該接口，實作了所有的方法，而我們不和原始的接口打交道，隻和該抽象類取得聯系，是以我們寫一個類，繼承該抽象類，重寫我們需要的方法就行。看一下類圖：

這個很好了解，在實際開發中，我們也常會遇到這種接口中定義了太多的方法，以緻于有時我們在一些實作類中并不是都需要。看代碼：

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1. public interface Sourceable {  
2.     public void method1();  
3.     public void method2();  
4. }  

抽象類Wrapper2：

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1. public abstract class Wrapper2 implements Sourceable{  
2.     public void method1(){}  
3.     public void method2(){}  
4. }  

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1. public class SourceSub1 extends Wrapper2 {  
2.     public void method1(){  
3.         System.out.println("the sourceable interface's first Sub1!");  
4.     }  
5. }  

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1. public class SourceSub2 extends Wrapper2 {  
2.     public void method2(){  
3.         System.out.println("the sourceable interface's second Sub2!");  
4.     }  
5. }  

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1. public class WrapperTest {  
2.     public static void main(String[] args) {  
3.         Sourceable source1 = new SourceSub1();  
4.         Sourceable source2 = new SourceSub2();  
5.         source1.method1();  
6.         source1.method2();  
7.         source2.method1();  
8.         source2.method2();  
9.     }  
10. }  

測試輸出：

the sourceable interface's first Sub1!

the sourceable interface's second Sub2!

達到了我們的效果！

 講了這麼多，總結一下三種擴充卡模式的應用場景：

類的擴充卡模式：當希望将一個類轉換成滿足另一個新接口的類時，可以使用類的擴充卡模式，建立一個新類，繼承原有的類，實作新的接口即可。

對象的擴充卡模式：當希望将一個對象轉換成滿足另一個新接口的對象時，可以建立一個Wrapper類，持有原類的一個執行個體，在Wrapper類的方法中，調用執行個體的方法就行。

接口的擴充卡模式：當不希望實作一個接口中所有的方法時，可以建立一個抽象類Wrapper，實作所有方法，我們寫别的類的時候，繼承抽象類即可。

7、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，而且是動态的，要求裝飾對象和被裝飾對象實作同一個接口，裝飾對象持有被裝飾對象的執行個體，關系圖如下：

Source類是被裝飾類，Decorator類是一個裝飾類，可以為Source類動态的添加一些功能，代碼如下：

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1. public interface Sourceable {  
2.     public void method();  
3. }  

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1. public class Source implements Sourceable {  
2.     @Override  
3.     public void method() {  
4.         System.out.println("the original method!");  
5.     }  
6. }  

[java]  view plain copy

1. public class Decorator implements Sourceable {  
2.     private Sourceable source;  
3.     public Decorator(Sourceable source){  
4.         super();  
5.         this.source = source;  
6.     }  
7.     @Override  
8.     public void method() {  
9.         System.out.println("before decorator!");  
10.         source.method();  
11.         System.out.println("after decorator!");  
12.     }  
13. }  

測試類：

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1. public class DecoratorTest {  
2.     public static void main(String[] args) {  
3.         Sourceable source = new Source();  
4.         Sourceable obj = new Decorator(source);  
5.         obj.method();  
6.     }  
7. }  

輸出：

before decorator!

the original method!

after decorator!

裝飾器模式的應用場景：

1、需要擴充一個類的功能。

2、動态的為一個對象增加功能，而且還能動态撤銷。（繼承不能做到這一點，繼承的功能是靜态的，不能動态增删。）

缺點：産生過多相似的對象，不易排錯！

8、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，比如我們在租房子的時候回去找中介，為什麼呢？因為你對該地區房屋的資訊掌握的不夠全面，希望找一個更熟悉的人去幫你做，此處的代理就是這個意思。再如我們有的時候打官司，我們需要請律師，因為律師在法律方面有專長，可以替我們進行操作，表達我們的想法。先來看看關系圖：

根據上文的闡述，代理模式就比較容易的了解了，我們看下代碼：

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1. public interface Sourceable {  
2.     public void method();  
3. }  

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1. public class Source implements Sourceable {  
2.     @Override  
3.     public void method() {  
4.         System.out.println("the original method!");  
5.     }  
6. }  

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1. public class Proxy implements Sourceable {  
2.     private Source source;  
3.     public Proxy(){  
4.         super();  
5.         this.source = new Source();  
6.     }  
7.     @Override  
8.     public void method() {  
9.         before();  
10.         source.method();  
11.         atfer();  
12.     }  
13.     private void atfer() {  
14.         System.out.println("after proxy!");  
15.     }  
16.     private void before() {  
17.         System.out.println("before proxy!");  
18.     }  
19. }  

測試類：

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1. public class ProxyTest {  
2.     public static void main(String[] args) {  
3.         Sourceable source = new Proxy();  
4.         source.method();  
5.     }  
6. }  

輸出：

before proxy!

the original method!

after proxy!

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、修改原有的方法來适應。這樣違反了“對擴充開放，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，且對産生的結果進行控制。這種方法就是代理模式。

使用代理模式，可以将功能劃分的更加清晰，有助于後期維護！

9、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，可以将類和類之間的關系配置到配置檔案中，而外觀模式就是将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，看下類圖：（我們以一個計算機的啟動過程為例）

我們先看下實作類：

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1. public class CPU {  
2.     public void startup(){  
3.         System.out.println("cpu startup!");  
4.     }  
5.     public void shutdown(){  
6.         System.out.println("cpu shutdown!");  
7.     }  
8. }  

[java]  view plain copy

1. public class Memory {  
2.     public void startup(){  
3.         System.out.println("memory startup!");  
4.     }  
5.     public void shutdown(){  
6.         System.out.println("memory shutdown!");  
7.     }  
8. }  

[java]  view plain copy

1. public class Disk {  
2.     public void startup(){  
3.         System.out.println("disk startup!");  
4.     }  
5.     public void shutdown(){  
6.         System.out.println("disk shutdown!");  
7.     }  
8. }  

[java]  view plain copy

1. public class Computer {  
2.     private CPU cpu;  
3.     private Memory memory;  
4.     private Disk disk;  
5.     public Computer(){  
6.         cpu = new CPU();  
7.         memory = new Memory();  
8.         disk = new Disk();  
9.     }  
10.     public void startup(){  
11.         System.out.println("start the computer!");  
12.         cpu.startup();  
13.         memory.startup();  
14.         disk.startup();  
15.         System.out.println("start computer finished!");  
16.     }  
17.     public void shutdown(){  
18.         System.out.println("begin to close the computer!");  
19.         cpu.shutdown();  
20.         memory.shutdown();  
21.         disk.shutdown();  
22.         System.out.println("computer closed!");  
23.     }  
24. }  

User類如下：

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1. public class User {  
2.     public static void main(String[] args) {  
3.         Computer computer = new Computer();  
4.         computer.startup();  
5.         computer.shutdown();  
6.     }  
7. }  

輸出：

start the computer!

cpu startup!

memory startup!

disk startup!

start computer finished!

begin to close the computer!

cpu shutdown!

memory shutdown!

disk shutdown!

computer closed!

如果我們沒有Computer類，那麼，CPU、Memory、Disk他們之間将會互相持有執行個體，産生關系，這樣會造成嚴重的依賴，修改一個類，可能會帶來其他類的修改，這不是我們想要看到的，有了Computer類，他們之間的關系被放在了Computer類裡，這樣就起到了解耦的作用，這，就是外觀模式！

10、橋接模式（Bridge）

橋接模式就是把事物和其具體實作分開，使他們可以各自獨立的變化。橋接的用意是：将抽象化與實作化解耦，使得二者可以獨立變化，像我們常用的JDBC橋DriverManager一樣，JDBC進行連接配接資料庫的時候，在各個資料庫之間進行切換，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，每個資料庫提供各自的實作，用一個叫做資料庫驅動的程式來橋接就行了。我們來看看關系圖：

實作代碼：

先定義接口：

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1. public interface Sourceable {  
2.     public void method();  
3. }  

分别定義兩個實作類：

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1. public class SourceSub1 implements Sourceable {  
2.     @Override  
3.     public void method() {  
4.         System.out.println("this is the first sub!");  
5.     }  
6. }  

[java]  view plain copy

1. public class SourceSub2 implements Sourceable {  
2.     @Override  
3.     public void method() {  
4.         System.out.println("this is the second sub!");  
5.     }  
6. }  

定義一個橋，持有Sourceable的一個執行個體：

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1. public abstract class Bridge {  
2.     private Sourceable source;  
3.     public void method(){  
4.         source.method();  
5.     }  
6.     public Sourceable getSource() {  
7.         return source;  
8.     }  
9.     public void setSource(Sourceable source) {  
10.         this.source = source;  
11.     }  
12. }  

[java]  view plain copy

1. public class MyBridge extends Bridge {  
2.     public void method(){  
3.         getSource().method();  
4.     }  
5. }  

測試類：

[java]  view plain copy

1. public class BridgeTest {  
2.     public static void main(String[] args) {  
3.         Bridge bridge = new MyBridge();  
4.         Sourceable source1 = new SourceSub1();  
5.         bridge.setSource(source1);  
6.         bridge.method();  
7.         Sourceable source2 = new SourceSub2();  
8.         bridge.setSource(source2);  
9.         bridge.method();  
10.     }  
11. }  

output：

this is the first sub!

this is the second sub!

這樣，就通過對Bridge類的調用，實作了對接口Sourceable的實作類SourceSub1和SourceSub2的調用。接下來我再畫個圖，大家就應該明白了，因為這個圖是我們JDBC連接配接的原理，有資料庫學習基礎的，一結合就都懂了。

11、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友善，看看關系圖：

直接來看代碼：

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1. public class TreeNode {  
2.     private String name;  
3.     private TreeNode parent;  
4.     private Vector<TreeNode> children = new Vector<TreeNode>();  
5.     public TreeNode(String name){  
6.         this.name = name;  
7.     }  
8.     public String getName() {  
9.         return name;  
10.     }  
11.     public void setName(String name) {  
12.         this.name = name;  
13.     }  
14.     public TreeNode getParent() {  
15.         return parent;  
16.     }  
17.     public void setParent(TreeNode parent) {  
18.         this.parent = parent;  
19.     }  
20.     //添加孩子節點  
21.     public void add(TreeNode node){  
22.         children.add(node);  
23.     }  
24.     //删除孩子節點  
25.     public void remove(TreeNode node){  
26.         children.remove(node);  
27.     }  
28.     //取得孩子節點  
29.     public Enumeration<TreeNode> getChildren(){  
30.         return children.elements();  
31.     }  
32. }  

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1. public class Tree {  
2.     TreeNode root = null;  
3.     public Tree(String name) {  
4.         root = new TreeNode(name);  
5.     }  
6.     public static void main(String[] args) {  
7.         Tree tree = new Tree("A");  
8.         TreeNode nodeB = new TreeNode("B");  
9.         TreeNode nodeC = new TreeNode("C");  
10.         nodeB.add(nodeC);  
11.         tree.root.add(nodeB);  
12.         System.out.println("build the tree finished!");  
13.     }  
14. }  

使用場景：将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。

12、享元模式（Flyweight）

享元模式的主要目的是實作對象的共享，即共享池，當系統中對象多的時候可以減少記憶體的開銷，通常與工廠模式一起使用。

FlyWeightFactory負責建立和管理享元單元，當一個用戶端請求時，工廠需要檢查目前對象池中是否有符合條件的對象，如果有，就傳回已經存在的對象，如果沒有，則建立一個新對象，FlyWeight是超類。一提到共享池，我們很容易聯想到Java裡面的JDBC連接配接池，想想每個連接配接的特點，我們不難總結出：适用于作共享的一些個對象，他們有一些共有的屬性，就拿資料庫連接配接池來說，url、driverClassName、username、password及dbname，這些屬性對于每個連接配接來說都是一樣的，是以就适合用享元模式來處理，建一個工廠類，将上述類似屬性作為内部資料，其它的作為外部資料，在方法調用時，當做參數傳進來，這樣就節省了空間，減少了執行個體的數量。

看個例子：

看下資料庫連接配接池的代碼：

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1. public class ConnectionPool {  
2.     private Vector<Connection> pool;  
3.     private String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/test";  
4.     private String username = "root";  
5.     private String password = "root";  
6.     private String driverClassName = "com.mysql.jdbc.Driver";  
7.     private int poolSize = 100;  
8.     private static ConnectionPool instance = null;  
9.     Connection conn = null;  
10.     private ConnectionPool() {  
11.         pool = new Vector<Connection>(poolSize);  
12.         for (int i = 0; i < poolSize; i++) {  
13.             try {  
14.                 Class.forName(driverClassName);  
15.                 conn = DriverManager.getConnection(url, username, password);  
16.                 pool.add(conn);  
17.             } catch (ClassNotFoundException e) {  
18.                 e.printStackTrace();  
19.             } catch (SQLException e) {  
20.                 e.printStackTrace();  
21.             }  
22.         }  
23.     }  
24.     public synchronized void release() {  
25.         pool.add(conn);  
26.     }  
27.     public synchronized Connection getConnection() {  
28.         if (pool.size() > 0) {  
29.             Connection conn = pool.get(0);  
30.             pool.remove(conn);  
31.             return conn;  
32.         } else {  
33.             return null;  
34.         }  
35.     }  
36. }  

  通過連接配接池的管理，實作了資料庫連接配接的共享，不需要每一次都重新建立連接配接，節省了資料庫重新建立的開銷，提升了系統的性能！本章講解了7種結構型模式，因為篇幅的問題，剩下的11種行為型模式，

本章是關于設計模式的最後一講，會講到第三種設計模式——行為型模式，共11種：政策模式、模闆方法模式、觀察者模式、疊代子模式、責任鍊模式、指令模式、備忘錄模式、狀态模式、通路者模式、中介者模式、解釋器模式。這段時間一直在寫關于設計模式的東西，終于寫到一半了，寫博文是個很費時間的東西，因為我得為讀者負責，不論是圖還是代碼還是表述，都希望能盡量寫清楚，以便讀者了解，我想不論是我還是讀者，都希望看到高品質的博文出來，從我本人出發，我會一直堅持下去，不斷更新，源源動力來自于讀者朋友們的不斷支援，我會盡自己的努力，寫好每一篇文章！希望大家能不斷給出意見和建議，共同打造完美的博文！

先來張圖，看看這11中模式的關系：

第一類：通過父類與子類的關系進行實作。第二類：兩個類之間。第三類：類的狀态。第四類：通過中間類

13、政策模式（strategy）

政策模式定義了一系列算法，并将每個算法封裝起來，使他們可以互相替換，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，為一系列實作類提供統一的方法，多個實作類實作該接口，設計一個抽象類（可有可無，屬于輔助類），提供輔助函數，關系圖如下：

圖中ICalculator提供同意的方法，

AbstractCalculator是輔助類，提供輔助方法，接下來，依次實作下每個類：

首先統一接口：

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1. public interface ICalculator {  
2.     public int calculate(String exp);  
3. }  

輔助類：

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1. public abstract class AbstractCalculator {  
2.     public int[] split(String exp,String opt){  
3.         String array[] = exp.split(opt);  
4.         int arrayInt[] = new int[2];  
5.         arrayInt[0] = Integer.parseInt(array[0]);  
6.         arrayInt[1] = Integer.parseInt(array[1]);  
7.         return arrayInt;  
8.     }  
9. }  

三個實作類：

[java]  view plain copy

1. public class Plus extends AbstractCalculator implements ICalculator {  
2.     @Override  
3.     public int calculate(String exp) {  
4.         int arrayInt[] = split(exp,"\\+");  
5.         return arrayInt[0]+arrayInt[1];  
6.     }  
7. }  

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1. public class Minus extends AbstractCalculator implements ICalculator {  
2.     @Override  
3.     public int calculate(String exp) {  
4.         int arrayInt[] = split(exp,"-");  
5.         return arrayInt[0]-arrayInt[1];  
6.     }  
7. }  

[java]  view plain copy

1. public class Multiply extends AbstractCalculator implements ICalculator {  
2.     @Override  
3.     public int calculate(String exp) {  
4.         int arrayInt[] = split(exp,"\\*");  
5.         return arrayInt[0]*arrayInt[1];  
6.     }  
7. }  

簡單的測試類：

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1. public class StrategyTest {  
2.     public static void main(String[] args) {  
3.         String exp = "2+8";  
4.         ICalculator cal = new Plus();  
5.         int result = cal.calculate(exp);  
6.         System.out.println(result);  
7.     }  
8. }  

輸出：10

政策模式的決定權在使用者，系統本身提供不同算法的實作，新增或者删除算法，對各種算法做封裝。是以，政策模式多用在算法決策系統中，外部使用者隻需要決定用哪個算法即可。

14、模闆方法模式（Template Method）

解釋一下模闆方法模式，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，實作對子類的調用，先看個關系圖：

就是在AbstractCalculator類中定義一個主方法calculate，calculate()調用spilt()等，Plus和Minus分别繼承AbstractCalculator類，通過對AbstractCalculator的調用實作對子類的調用，看下面的例子：

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1. public abstract class AbstractCalculator {  
2.     public final int calculate(String exp,String opt){  
3.         int array[] = split(exp,opt);  
4.         return calculate(array[0],array[1]);  
5.     }  
6.     abstract public int calculate(int num1,int num2);  
7.     public int[] split(String exp,String opt){  
8.         String array[] = exp.split(opt);  
9.         int arrayInt[] = new int[2];  
10.         arrayInt[0] = Integer.parseInt(array[0]);  
11.         arrayInt[1] = Integer.parseInt(array[1]);  
12.         return arrayInt;  
13.     }  
14. }  

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1. public class Plus extends AbstractCalculator {  
2.     @Override  
3.     public int calculate(int num1,int num2) {  
4.         return num1 + num2;  
5.     }  
6. }  

測試類：

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1. public class StrategyTest {  
2.     public static void main(String[] args) {  
3.         String exp = "8+8";  
4.         AbstractCalculator cal = new Plus();  
5.         int result = cal.calculate(exp, "\\+");  
6.         System.out.println(result);  
7.     }  
8. }  

我跟蹤下這個小程式的執行過程：首先将exp和"\\+"做參數，調用AbstractCalculator類裡的calculate(String,String)方法，在calculate(String,String)裡調用同類的split()，之後再調用calculate(int ,int)方法，從這個方法進入到子類中，執行完return num1 + num2後，将值傳回到AbstractCalculator類，賦給result，列印出來。正好驗證了我們開頭的思路。

15、觀察者模式（Observer）

包括這個模式在内的接下來的四個模式，都是類和類之間的關系，不涉及到繼承，學的時候應該 記得歸納，記得本文最開始的那個圖。觀察者模式很好了解，類似于郵件訂閱和RSS訂閱，當我們浏覽一些部落格或wiki時，經常會看到RSS圖示，就這的意思是，當你訂閱了該文章，如果後續有更新，會及時通知你。其實，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，并且随着變化！對象之間是一種一對多的關系。先來看看關系圖：

我解釋下這些類的作用：MySubject類就是我們的主對象，Observer1和Observer2是依賴于MySubject的對象，當MySubject變化時，Observer1和Observer2必然變化。AbstractSubject類中定義着需要監控的對象清單，可以對其進行修改：增加或删除被監控對象，且當MySubject變化時，負責通知在清單記憶體在的對象。我們看實作代碼：

一個Observer接口：

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1. public interface Observer {  
2.     public void update();  
3. }  

兩個實作類：

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1. public class Observer1 implements Observer {  
2.     @Override  
3.     public void update() {  
4.         System.out.println("observer1 has received!");  
5.     }  
6. }  

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1. public class Observer2 implements Observer {  
2.     @Override  
3.     public void update() {  
4.         System.out.println("observer2 has received!");  
5.     }  
6. }  

Subject接口及實作類：

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1. public interface Subject {  
2.     public void add(Observer observer);  
3.     public void del(Observer observer);  
4.     public void notifyObservers();  
5.     public void operation();  
6. }  

[java]  view plain copy

1. public abstract class AbstractSubject implements Subject {  
2.     private Vector<Observer> vector = new Vector<Observer>();  
3.     @Override  
4.     public void add(Observer observer) {  
5.         vector.add(observer);  
6.     }  
7.     @Override  
8.     public void del(Observer observer) {  
9.         vector.remove(observer);  
10.     }  
11.     @Override  
12.     public void notifyObservers() {  
13.         Enumeration<Observer> enumo = vector.elements();  
14.         while(enumo.hasMoreElements()){  
15.             enumo.nextElement().update();  
16.         }  
17.     }  
18. }  

[java]  view plain copy

1. public class MySubject extends AbstractSubject {  
2.     @Override  
3.     public void operation() {  
4.         System.out.println("update self!");  
5.         notifyObservers();  
6.     }  
7. }  

測試類：

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1. public class ObserverTest {  
2.     public static void main(String[] args) {  
3.         Subject sub = new MySubject();  
4.         sub.add(new Observer1());  
5.         sub.add(new Observer2());  
6.         sub.operation();  
7.     }  
8. }  

輸出：

update self!

observer1 has received!

observer2 has received!

 這些東西，其實不難，隻是有些抽象，不太容易整體了解，建議讀者：根據關系圖，建立項目，自己寫代碼（或者參考我的代碼）,按照總體思路走一遍，這樣才能體會它的思想，了解起來容易！ 

16、疊代子模式（Iterator）

顧名思義，疊代器模式就是順序通路聚集中的對象，一般來說，集合中非常常見，如果對集合類比較熟悉的話，了解本模式會十分輕松。這句話包含兩層意思：一是需要周遊的對象，即聚集對象，二是疊代器對象，用于對聚集對象進行周遊通路。我們看下關系圖：

這個思路和我們常用的一模一樣，MyCollection中定義了集合的一些操作，MyIterator中定義了一系列疊代操作，且持有Collection執行個體，我們來看看實作代碼：

兩個接口：

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1. public interface Collection {  
2.     public Iterator iterator();  
3.     public Object get(int i);  
4.     public int size();  
5. }  

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1. public interface Iterator {  
2.     //前移  
3.     public Object previous();  
4.     //後移  
5.     public Object next();  
6.     public boolean hasNext();  
7.     //取得第一個元素  
8.     public Object first();  
9. }  

兩個實作：

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1. public class MyCollection implements Collection {  
2.     public String string[] = {"A","B","C","D","E"};  
3.     @Override  
4.     public Iterator iterator() {  
5.         return new MyIterator(this);  
6.     }  
7.     @Override  
8.     public Object get(int i) {  
9.         return string[i];  
10.     }  
11.     @Override  
12.     public int size() {  
13.         return string.length;  
14.     }  
15. }  

[java]  view plain copy

1. public class MyIterator implements Iterator {  
2.     private Collection collection;  
3.     private int pos = -1;  
4.     public MyIterator(Collection collection){  
5.         this.collection = collection;  
6.     }  
7.     @Override  
8.     public Object previous() {  
9.         if(pos > 0){  
10.             pos--;  
11.         }  
12.         return collection.get(pos);  
13.     }  
14.     @Override  
15.     public Object next() {  
16.         if(pos<collection.size()-1){  
17.             pos++;  
18.         }  
19.         return collection.get(pos);  
20.     }  
21.     @Override  
22.     public boolean hasNext() {  
23.         if(pos<collection.size()-1){  
24.             return true;  
25.         }else{  
26.             return false;  
27.         }  
28.     }  
29.     @Override  
30.     public Object first() {  
31.         pos = 0;  
32.         return collection.get(pos);  
33.     }  
34. }  

測試類：

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1. public class Test {  
2.     public static void main(String[] args) {  
3.         Collection collection = new MyCollection();  
4.         Iterator it = collection.iterator();  
5.         while(it.hasNext()){  
6.             System.out.println(it.next());  
7.         }  
8.     }  
9. }  

輸出：A B C D E

此處我們貌似模拟了一個集合類的過程，感覺是不是很爽？其實JDK中各個類也都是這些基本的東西，加一些設計模式，再加一些優化放到一起的，隻要我們把這些東西學會了，掌握好了，我們也可以寫出自己的集合類，甚至架構！

17、責任鍊模式（Chain of Responsibility）

接下來我們将要談談責任鍊模式，有多個對象，每個對象持有對下一個對象的引用，這樣就會形成一條鍊，請求在這條鍊上傳遞，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，是以，責任鍊模式可以實作，在隐瞞用戶端的情況下，對系統進行動态的調整。先看看關系圖：

Abstracthandler類提供了get和set方法，友善MyHandle類設定和修改引用對象，MyHandle類是核心，執行個體化後生成一系列互相持有的對象，構成一條鍊。

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1. public interface Handler {  
2.     public void operator();  
3. }  

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1. public abstract class AbstractHandler {  
2.     private Handler handler;  
3.     public Handler getHandler() {  
4.         return handler;  
5.     }  
6.     public void setHandler(Handler handler) {  
7.         this.handler = handler;  
8.     }  
9. }  

[java]  view plain copy

1. public class MyHandler extends AbstractHandler implements Handler {  
2.     private String name;  
3.     public MyHandler(String name) {  
4.         this.name = name;  
5.     }  
6.     @Override  
7.     public void operator() {  
8.         System.out.println(name+"deal!");  
9.         if(getHandler()!=null){  
10.             getHandler().operator();  
11.         }  
12.     }  
13. }  

[java]  view plain copy

1. public class Test {  
2.     public static void main(String[] args) {  
3.         MyHandler h1 = new MyHandler("h1");  
4.         MyHandler h2 = new MyHandler("h2");  
5.         MyHandler h3 = new MyHandler("h3");  
6.         h1.setHandler(h2);  
7.         h2.setHandler(h3);  
8.         h1.operator();  
9.     }  
10. }  

輸出：

h1deal!

h2deal!

h3deal!

此處強調一點就是，連結上的請求可以是一條鍊，可以是一個樹，還可以是一個環，模式本身不限制這個，需要我們自己去實作，同時，在一個時刻，指令隻允許由一個對象傳給另一個對象，而不允許傳給多個對象。

 18、指令模式（Command）

指令模式很好了解，舉個例子，司令員下令讓士兵去幹件事情，從整個事情的角度來考慮，司令員的作用是，發出密碼，密碼經過傳遞，傳到了士兵耳朵裡，士兵去執行。這個過程好在，三者互相解耦，任何一方都不用去依賴其他人，隻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麼實作的。我們看看關系圖：

Invoker是調用者（司令員），Receiver是被調用者（士兵），MyCommand是指令，實作了Command接口，持有接收對象，看實作代碼：

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1. public interface Command {  
2.     public void exe();  
3. }  

[java]  view plain copy

1. public class MyCommand implements Command {  
2.     private Receiver receiver;  
3.     public MyCommand(Receiver receiver) {  
4.         this.receiver = receiver;  
5.     }  
6.     @Override  
7.     public void exe() {  
8.         receiver.action();  
9.     }  
10. }  

[java]  view plain copy

1. public class Receiver {  
2.     public void action(){  
3.         System.out.println("command received!");  
4.     }  
5. }  

[java]  view plain copy

1. public class Invoker {  
2.     private Command command;  
3.     public Invoker(Command command) {  
4.         this.command = command;  
5.     }  
6.     public void action(){  
7.         command.exe();  
8.     }  
9. }  

[java]  view plain copy

1. public class Test {  
2.     public static void main(String[] args) {  
3.         Receiver receiver = new Receiver();  
4.         Command cmd = new MyCommand(receiver);  
5.         Invoker invoker = new Invoker(cmd);  
6.         invoker.action();  
7.     }  
8. }  

輸出：command received!

這個很哈了解，指令模式的目的就是達到指令的發出者和執行者之間解耦，實作請求和執行分開，熟悉Struts的同學應該知道，Struts其實就是一種将請求和呈現分離的技術，其中必然涉及指令模式的思想！

其實每個設計模式都是很重要的一種思想，看上去很熟，其實是因為我們在學到的東西中都有涉及，盡管有時我們并不知道，其實在Java本身的設計之中處處都有展現，像AWT、JDBC、集合類、IO管道或者是Web架構，裡面設計模式無處不在。因為我們篇幅有限，很難講每一個設計模式都講的很詳細，不過我會盡我所能，盡量在有限的空間和篇幅内，把意思寫清楚了，更好讓大家明白。本章不出意外的話，應該是設計模式最後一講了，首先還是上一下上篇開頭的那個圖：

本章講講第三類和第四類。

19、備忘錄模式（Memento）

主要目的是儲存一個對象的某個狀态，以便在适當的時候恢複對象，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的一些内部狀态，類C呢，就是一個用來存儲備忘錄的，且隻能存儲，不能修改等操作。做個圖來分析一下：

Original類是原始類，裡面有需要儲存的屬性value及建立一個備忘錄類，用來儲存value值。Memento類是備忘錄類，Storage類是存儲備忘錄的類，持有Memento類的執行個體，該模式很好了解。直接看源碼：

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1. public class Original {  
2.     private String value;  
3.     public String getValue() {  
4.         return value;  
5.     }  
6.     public void setValue(String value) {  
7.         this.value = value;  
8.     }  
9.     public Original(String value) {  
10.         this.value = value;  
11.     }  
12.     public Memento createMemento(){  
13.         return new Memento(value);  
14.     }  
15.     public void restoreMemento(Memento memento){  
16.         this.value = memento.getValue();  
17.     }  
18. }  

[java]  view plain copy

1. public class Memento {  
2.     private String value;  
3.     public Memento(String value) {  
4.         this.value = value;  
5.     }  
6.     public String getValue() {  
7.         return value;  
8.     }  
9.     public void setValue(String value) {  
10.         this.value = value;  
11.     }  
12. }  

[java]  view plain copy

1. public class Storage {  
2.     private Memento memento;  
3.     public Storage(Memento memento) {  
4.         this.memento = memento;  
5.     }  
6.     public Memento getMemento() {  
7.         return memento;  
8.     }  
9.     public void setMemento(Memento memento) {  
10.         this.memento = memento;  
11.     }  
12. }  

測試類：

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1. public class Test {  
2.     public static void main(String[] args) {  
3.         // 建立原始類  
4.         Original origi = new Original("egg");  
5.         // 建立備忘錄  
6.         Storage storage = new Storage(origi.createMemento());  
7.         // 修改原始類的狀态  
8.         System.out.println("初始化狀态為：" + origi.getValue());  
9.         origi.setValue("niu");  
10.         System.out.println("修改後的狀态為：" + origi.getValue());  
11.         // 回複原始類的狀态  
12.         origi.restoreMemento(storage.getMemento());  
13.         System.out.println("恢複後的狀态為：" + origi.getValue());  
14.     }  
15. }  

輸出：

初始化狀态為：egg

修改後的狀态為：niu

恢複後的狀态為：egg

簡單描述下：建立原始類時，value被初始化為egg，後經過修改，将value的值置為niu，最後倒數第二行進行恢複狀态，結果成功恢複了。其實我覺得這個模式叫“備份-恢複”模式最形象。

20、狀态模式（State）

核心思想就是：當對象的狀态改變時，同時改變其行為，很好了解！就拿QQ來說，有幾種狀态，線上、隐身、忙碌等，每個狀态對應不同的操作，而且你的好友也能看到你的狀态，是以，狀态模式就兩點：1、可以通過改變狀态來獲得不同的行為。2、你的好友能同時看到你的變化。看圖：

State類是個狀态類，Context類可以實作切換，我們來看看代碼：

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1. package com.xtfggef.dp.state;  
2. public class State {  
3.     private String value;  
4.     public String getValue() {  
5.         return value;  
6.     }  
7.     public void setValue(String value) {  
8.         this.value = value;  
9.     }  
10.     public void method1(){  
11.         System.out.println("execute the first opt!");  
12.     }  
13.     public void method2(){  
14.         System.out.println("execute the second opt!");  
15.     }  
16. }  

[java]  view plain copy

1. package com.xtfggef.dp.state;  
2. public class Context {  
3.     private State state;  
4.     public Context(State state) {  
5.         this.state = state;  
6.     }  
7.     public State getState() {  
8.         return state;  
9.     }  
10.     public void setState(State state) {  
11.         this.state = state;  
12.     }  
13.     public void method() {  
14.         if (state.getValue().equals("state1")) {  
15.             state.method1();  
16.         } else if (state.getValue().equals("state2")) {  
17.             state.method2();  
18.         }  
19.     }  
20. }  

測試類：

[java]  view plain copy

1. public class Test {  
2.     public static void main(String[] args) {  
3.         State state = new State();  
4.         Context context = new Context(state);  
5.         //設定第一種狀态  
6.         state.setValue("state1");  
7.         context.method();  
8.         //設定第二種狀态  
9.         state.setValue("state2");  
10.         context.method();  
11.     }  
12. }  

輸出：

execute the first opt!

execute the second opt!

根據這個特性，狀态模式在日常開發中用的挺多的，尤其是做網站的時候，我們有時希望根據對象的某一屬性，差別開他們的一些功能，比如說簡單的權限控制等。

21、通路者模式（Visitor）

通路者模式把資料結構和作用于結構上的操作解耦合，使得操作集合可相對自由地演化。通路者模式适用于資料結構相對穩定算法又易變化的系統。因為通路者模式使得算法操作增加變得容易。若系統資料結構對象易于變化，經常有新的資料對象增加進來，則不适合使用通路者模式。通路者模式的優點是增加操作很容易，因為增加操作意味着增加新的通路者。通路者模式将有關行為集中到一個通路者對象中，其改變不影響系統資料結構。其缺點就是增加新的資料結構很困難。—— From 百科

簡單來說，通路者模式就是一種分離對象資料結構與行為的方法，通過這種分離，可達到為一個被通路者動态添加新的操作而無需做其它的修改的效果。簡單關系圖：

來看看原碼：一個Visitor類，存放要通路的對象，

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1. public interface Visitor {  
2.     public void visit(Subject sub);  
3. }  

[java]  view plain copy

1. public class MyVisitor implements Visitor {  
2.     @Override  
3.     public void visit(Subject sub) {  
4.         System.out.println("visit the subject："+sub.getSubject());  
5.     }  
6. }  

Subject類，accept方法，接受将要通路它的對象，getSubject()擷取将要被通路的屬性，

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1. public interface Subject {  
2.     public void accept(Visitor visitor);  
3.     public String getSubject();  
4. }  

[java]  view plain copy

1. public class MySubject implements Subject {  
2.     @Override  
3.     public void accept(Visitor visitor) {  
4.         visitor.visit(this);  
5.     }  
6.     @Override  
7.     public String getSubject() {  
8.         return "love";  
9.     }  
10. }  

測試：

[java]  view plain copy

1. public class Test {  
2.     public static void main(String[] args) {  
3.         Visitor visitor = new MyVisitor();  
4.         Subject sub = new MySubject();  
5.         sub.accept(visitor);      
6.     }  
7. }  

輸出：visit the subject：love

該模式适用場景：如果我們想為一個現有的類增加新功能，不得不考慮幾個事情：1、新功能會不會與現有功能出現相容性問題？2、以後會不會再需要添加？3、如果類不允許修改代碼怎麼辦？面對這些問題，最好的解決方法就是使用通路者模式，通路者模式适用于資料結構相對穩定的系統，把資料結構和算法解耦，

22、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，因為隻要修改一個對象，其它關聯的對象都得進行修改。如果使用中介者模式，隻需關心和Mediator類的關系，具體類類之間的關系及排程交給Mediator就行，這有點像spring容器的作用。先看看圖：

User類統一接口，User1和User2分别是不同的對象，二者之間有關聯，如果不采用中介者模式，則需要二者互相持有引用，這樣二者的耦合度很高，為了解耦，引入了Mediator類，提供統一接口，MyMediator為其實作類，裡面持有User1和User2的執行個體，用來實作對User1和User2的控制。這樣User1和User2兩個對象互相獨立，他們隻需要保持好和Mediator之間的關系就行，剩下的全由MyMediator類來維護！基本實作：

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1. public interface Mediator {  
2.     public void createMediator();  
3.     public void workAll();  
4. }  

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1. public class MyMediator implements Mediator {  
2.     private User user1;  
3.     private User user2;  
4.     public User getUser1() {  
5.         return user1;  
6.     }  
7.     public User getUser2() {  
8.         return user2;  
9.     }  
10.     @Override  
11.     public void createMediator() {  
12.         user1 = new User1(this);  
13.         user2 = new User2(this);  
14.     }  
15.     @Override  
16.     public void workAll() {  
17.         user1.work();  
18.         user2.work();  
19.     }  
20. }  

[java]  view plain copy

1. public abstract class User {  
2.     private Mediator mediator;  
3.     public Mediator getMediator(){  
4.         return mediator;  
5.     }  
6.     public User(Mediator mediator) {  
7.         this.mediator = mediator;  
8.     }  
9.     public abstract void work();  
10. }  

[java]  view plain copy

1. public class User1 extends User {  
2.     public User1(Mediator mediator){  
3.         super(mediator);  
4.     }  
5.     @Override  
6.     public void work() {  
7.         System.out.println("user1 exe!");  
8.     }  
9. }  

[java]  view plain copy

1. public class User2 extends User {  
2.     public User2(Mediator mediator){  
3.         super(mediator);  
4.     }  
5.     @Override  
6.     public void work() {  
7.         System.out.println("user2 exe!");  
8.     }  
9. }  

測試類：

[java]  view plain copy

1. public class Test {  
2.     public static void main(String[] args) {  
3.         Mediator mediator = new MyMediator();  
4.         mediator.createMediator();  
5.         mediator.workAll();  
6.     }  
7. }  

輸出：

user1 exe!

user2 exe!

23、解釋器模式（Interpreter）

解釋器模式是我們暫時的最後一講，一般主要應用在OOP開發中的編譯器的開發中，是以适用面比較窄。

Context類是一個上下文環境類，Plus和Minus分别是用來計算的實作，代碼如下：

[java]  view plain copy

1. public interface Expression {  
2.     public int interpret(Context context);  
3. }  

[java]  view plain copy

1. public class Plus implements Expression {  
2.     @Override  
3.     public int interpret(Context context) {  
4.         return context.getNum1()+context.getNum2();  
5.     }  
6. }  

[java]  view plain copy

1. public class Minus implements Expression {  
2.     @Override  
3.     public int interpret(Context context) {  
4.         return context.getNum1()-context.getNum2();  
5.     }  
6. }  

[java]  view plain copy

1. public class Context {  
2.     private int num1;  
3.     private int num2;  
4.     public Context(int num1, int num2) {  
5.         this.num1 = num1;  
6.         this.num2 = num2;  
7.     }  
8.     public int getNum1() {  
9.         return num1;  
10.     }  
11.     public void setNum1(int num1) {  
12.         this.num1 = num1;  
13.     }  
14.     public int getNum2() {  
15.         return num2;  
16.     }  
17.     public void setNum2(int num2) {  
18.         this.num2 = num2;  
19.     }  
20. }  

[java]  view plain copy

1. public class Test {  
2.     public static void main(String[] args) {  
3.         // 計算9+2-8的值  
4.         int result = new Minus().interpret((new Context(new Plus()  
5.                 .interpret(new Context(9, 2)), 8)));  
6.         System.out.println(result);  
7.     }  
8. }  

最後輸出正确的結果：3。

基本就這樣，解釋器模式用來做各種各樣的解釋器，如正規表達式等的解釋器等等！

設計模式基本就這麼大概講完了，總體感覺有點簡略，的确，這麼點兒篇幅，不足以對整個23種設計模式做全面的闡述，此處讀者可将它作為一個理論基礎去學習，通過這四篇博文，先基本有個概念，雖然我講的有些簡單，但基本都能說明問題及他們的特點，如果對哪一個感興趣，可以繼續深入研究！同時我也會不斷更新，盡量補全遺漏、修正不足，歡迎廣大讀者及時提出好的建議，我們一起學習！項目中涉及到的代碼，已經放到了我的資源裡：http://download.csdn.net/detail/zhangerqing/4835830（因為我不喜歡不勞而獲，是以沒有免積分，隻設定了5個，如果有人實在沒積分又急要，那麼聯系我吧，我給你發過去）。