Java 设计模式

设计模式是对大家实际工作中写的各种代码进行高层次抽象的总结

设计模式分为 23 种经典的模式,根据用途我们又可以分为三大类。分别是创建型模式、结构型模式和行为型模式

列举几种设计原则,这几种设计原则将贯通全文:

面向接口编程,而不是面向实现。这个尤为重要,也是优雅的、可扩展的代码的第一步,这就不需要多说了吧

职责单一原则。每个类都应该只有一个单一的功能,并且该功能应该由这个类完全封装起来

对修改关闭,对扩展开放。对修改关闭是说,我们辛辛苦苦加班写出来的代码,该实现的功能和该修复的 bug 都完成了,别人可不能说改就改;对扩展开放就比较好理解了,也就是说在我们写好的代码基础上,很容易实现扩展。

创建型模式

创建型模式的作用就是创建对象,new 一个对象,然后 set 相关属性。但是,在很多场景下,我们需要给客户端提供更加友好的创建对象的方式,尤其是那种我们定义了类,但是需要提供给其他开发者用的时候。

简单工厂模式

和名字一样简单,非常简单,直接上代码吧:

public class FoodFactory { public static Food makeFood(String name) { if (name.equals("noodle")) { Food noodle = new LanZhouNoodle(); noodle.addSpicy("more"); return noodle; } else if (name.equals("chicken")) { Food chicken = new HuangMenChicken(); chicken.addCondiment("potato"); return chicken; } else { return null; } } }

其中,LanZhouNoodle 和 HuangMenChicken 都继承自 Food。

简单地说,简单工厂模式通常就是这样,一个工厂类 XxxFactory,里面有一个静态方法,根据我们不同的参数,返回不同的派生自同一个父类(或实现同一接口)的实例对象。

我们强调职责单一原则,一个类只提供一种功能,FoodFactory 的功能就是只要负责生产各种 Food。

工厂模式

简单工厂模式很简单,如果它能满足我们的需要,我觉得就不要折腾了。之所以需要引入工厂模式,是因为我们往往需要使用两个或两个以上的工厂。

public interface FoodFactory { Food makeFood(String name); } public class ChineseFoodFactory implements FoodFactory { @Override public Food makeFood(String name) { if (name.equals("A")) { return new ChineseFoodA(); } else if (name.equals("B")) { return new ChineseFoodB(); } else { return null; } } } public class AmericanFoodFactory implements FoodFactory { @Override public Food makeFood(String name) { if (name.equals("A")) { return new AmericanFoodA(); } else if (name.equals("B")) { return new AmericanFoodB(); } else { return null; } } }

其中,ChineseFoodA、ChineseFoodB、AmericanFoodA、AmericanFoodB 都派生自 Food。

客户端调用:

public class APP { public static void main(String[] args) { // 先选择一个具体的工厂 FoodFactory factory = new ChineseFoodFactory(); // 由第一步的工厂产生具体的对象,不同的工厂造出不一样的对象 Food food = factory.makeFood("A"); } }

虽然都是调用 makeFood("A") 制作 A 类食物,但是,不同的工厂生产出来的完全不一样。

第一步,我们需要选取合适的工厂,然后第二步基本上和简单工厂一样。

核心在于,我们需要在第一步选好我们需要的工厂。比如,我们有 LogFactory 接口,实现类有 FileLogFactory 和 KafkaLogFactory,分别对应将日志写入文件和写入 Kafka 中,显然,我们客户端第一步就需要决定到底要实例化 FileLogFactory 还是 KafkaLogFactory,这将决定之后的所有的操作。

虽然简单,不过我也把所有的构件都画到一张图上,这样看着比较清晰:

Java 设计模式

抽象工厂模式

当涉及到产品族的时候,就需要引入抽象工厂模式了。

一个经典的例子是造一台电脑。我们先不引入抽象工厂模式,看看怎么实现。

因为电脑是由许多的构件组成的,我们将 CPU 和主板进行抽象,然后 CPU 由 CPUFactory 生产,主板由 MainBoardFactory 生产,然后,我们再将 CPU 和主板搭配起来组合在一起,如下图:

Java 设计模式

这个时候的客户端调用是这样的:

// 得到 Intel 的 CPU CPUFactory cpuFactory = new IntelCPUFactory(); CPU cpu = intelCPUFactory.makeCPU(); // 得到 AMD 的主板 MainBoardFactory mainBoardFactory = new AmdMainBoardFactory(); MainBoard mainBoard = mainBoardFactory.make(); // 组装 CPU 和主板 Computer computer = new Computer(cpu, mainBoard);

单独看 CPU 工厂和主板工厂,它们分别是前面我们说的工厂模式。这种方式也容易扩展,因为要给电脑加硬盘的话,只需要加一个 HardDiskFactory 和相应的实现即可,不需要修改现有的工厂。

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