Java：一篇学好设计模式

什么是设计模式

简单理解，设计模式是前人多年写代码踩坑总结出来的优秀代码攻略，目的是减少大量无用代码，让项目更好维护

七大设计原则

接下来要讲的23种设计模式，但遵循下面的七大原则：

1. 单一职责原则
   
   2、接口隔离原则
2. 依赖倒置原则
   
   4、里氏替换原则
3. 开闭原则
4. 迪米特原则
5. 合成复用原则

单一职责原则

单一职责原则，目的是每个类履行一种职责。好比一个人是医生，就好好干医生份内事，无需插手护士、保洁等和医生职责无关事

反例

比如说一个Person类，有工作work的方法：

public class Person{
	public void work(String person){
		System.out.println("职位为："+ person + "的人正在工作");
	}
}

这个Person，根据传的person能做各种职位的事，破坏了单一职责

正例

public interface Person{
	public void work();
}

public class Doctor implement Person{
	public void work(){
	}
}

public class Teacher implement Person{
	public void work(){
	}
}

接口隔离原则

这个原则有点难讲，总结就是把接口拆成最简。

反例

有一个Person，有 fight打人、eat吃饭、work工作三个方法

public interface Person{
	public void fight();
	public void eat();
	public void work();
}

现在有两个类：PersonA 和 PersonB 都实现了Person接口，实际上PersonA根本不需要打人，PersonB不需要工作。

正例

public interface Person1{
	public void eat();
}

public interface Person2 extend Person1{
	public void fight();
}

public interface Person3 extend Person1{
	public void work();
}

拆成3个接口。如此一来，PersonA只需要实现Person3，PersonAB实现Person2

依赖倒置原则

依赖倒置原则，核心在于面向接口编程，传细节，定抽象。

反例

有个Person类，有send方法。

public class Person{
	public void send(Email mail){
		System.out.println(mail.getInfo());
	}
}

这方法只能发邮件，那我发短信啥的就不行了

正例

定义3个接口

public interface Receiver{
	public void getInfo();
}

public class Email implement Receiver{
	public void getInfo(){

	}
}

public class WeiXin  implement Receiver{
	public void getInfo(){

	}
}

结果：

public class Person{
	public void send(Receiver r){
		System.out.println(mail.getInfo());
	}
}

里氏替换原则

里氏替换原则，他的核心在于：尽量子类不用去重写父类的方法。

开闭原则

开闭原则，核心在于：对外允许拓展，对内拒绝修改。

什么意思呢？比如现在我给你了空的羽毛球圆筒，对外只需要装合适的羽毛球即可，对内是不拒绝像把羽毛球筒硬搞成方的

再举个例子，一些配置文件有些参数是固定好的，比如 server.port。对内可以编写自己的参数，对内是不允许修改server.port的参数名

迪米特原则

迪米特原则，被依赖的类尽量让依赖类知道的内部实现细节尽量少，总结就是降低耦合

合成复用原则

合成复用原则，当使用另一个类的方法时，尽量使用聚合的方式，减少使用继承。

这个比较好理解，现在有A类有个A1方法，B想要使用A1。不好的做法就是B去继承A，然后就有A1方法。推荐是B里引入A，然后调用A去用A1

设计模式

设计模式可分为3种类型，下面列举需要重点掌握的设计模式

创建型模式：单例模式，工厂模式，原型模式，建造者模式

结构型模式：适配器模式，装饰模式，代理模式

行为型模式：观察者模式

单例模式

单例模式，要求在整个应用中一个类只有一个对象实例。

刚开始此模式，懒汉和饿汉式的单例代码比较经典，大家有空去看下。

然后在spring最常见的单例就是我们的组件，默认都是单例的，也是单例的体现。

工厂模式

简单工厂模式

比如车有很多品牌：奥迪、宝马、保时捷...如果我要一辆宝马，那我得手动new，要一辆保时捷还是得new。那简单工厂模式，在这里可以定义一个创建车工厂类，传入参数拿到不同品牌车。如：

Car car = CarFactory.getCar(String brand);

抽象工厂模式

抽象工厂模式是简单工厂模式的升级版。简单工厂模式从一个工厂拿不同牌子的车，那如果某个牌子中细分有车型，颜色....那单个工厂显然不够用了

利用抽象工厂模式，可以从工厂方法A中拿到某个牌子的工厂B，再根据B拿到具体的车，如下：

BrandCarFactory brandCarFactory = CarFactory.getBrandCarFactory(String brand);

Car car = brandCarFactory.getCar(String color,String size....)

原型模式

原型模式，通过原型对象构建出和他属性一样的实例。比如说创建10只羊，每次羊都叫喜羊羊，18岁。当第一只创建后，第二只的创建属性都从第一支获取

spring的bean配置为多例时，利用到的就是原型模式。

建造者模式

建造者模式，和工厂模式有点类似。说起来有点难讲，还是看下例子：

1. 执行入口：

public class Demo{
	public static void main(String[] args) {
        HouseDiretor dir = new HouseDiretor(new HightHouse());
		House house = dir.buildHouse();
    }
}

1. 各个类：

//房子构造者
public abstract class HouseBuilder{
	private House house = new House();

	public void buildA();
	public void buildB();
	public void buildC();

	public void buildHouse(){
		return house;
	}
}

//高楼
public class HightHouse extends HouseBuilder{
	public void buildA(){
	...
	}
	public void buildB(){
	...
	}
	public void buildC(){
	....
	}

}

//指挥者
public class HouseDiretor{
	private HouseBuilder builder;

	public HouseDiretor(HouseBuilder builder){
		this.builder = builder;
	}

	public void buildHouse(){
		builder.buildA();
		builder.buildB();
		builder.buildC();
		return builder.buildHouse();
	}
}

适配器模式

适配器模式，就很好理解了。

平时大家见过的转接头就是适配器，比如你笔记本只有USB接口，但插口是HIDM，这就需要一个HIDM转USB的转换器充当连接。

类适配器模式

下面以充电器将220V转5V电压作为适配器来编写例子：

5V接口：

public interface Inter5V{
	public int output5V();
}

220V实现类

public class Impl220V {
	public int output220V(){
		return 220;
	}
}

适配器类

public class Impl5V extends Impl220V implement Inter5V{
	public int output5V(){
		return output220V()/24
	}
}

比如现在手机要充电

public class Phone{
	public void charging(Inter5V inter5V){
		if(inter5V.output5V == 5){
		 //可以充电了
		}else{
			//不能充电
		}
	}
}

    public static void main(String[] args) {
        Phone phone = new Phone();
		phone.charging(new Impl55V)
    }

对象适配器模式

类适配器模式在于继承，这种方式有局限性。

而对象适配器模式在于聚合，没有继承关系限制。还是按上面的例子，但是某些类发生变化：

适配器类

public class Impl5V implement Inter5V{
	private Impl220V impl220V;;

	public Impl20V(Impl220V impl220V){
		this.impl220V = impl220V;
	}
	public int output5V(){
		return impl220V.output220V()/24
	}
}

充电入口：

public static void main(String[] args) {
        Phone phone = new Phone();
		phone.charging(new Impl55V(new Impl220V()))
 }

接口适配器模式

接口适配器模式，和上面两种不太一样。他解决是这样一个问题：接口的方法不想全部实现，只实现自己要用的即可

接口适配器往往会定义抽一个抽象类，去实现A接口的所有方法，但是方法体全为空。然后我们再去继承抽象类，选择性重写自己的方法即可。

装饰者模式

装饰者模式，在于解决银排列组合问题。就比如说牛肉面，排骨面...这些都是固定死的，理想状态是一碗面，想加啥自己加。

在Java在装饰罩的体现，有个很重要的前提，就是被装饰着和装饰者都会实现或继承相同的父类，具体参考如下：

https://blog.csdn.net/m0_47944994/article/details/127901010

装饰者A a = new 装饰者A(new 被装饰者)

装饰者B b = new 装饰者B(new 被装饰者)

代理模式

代理模式，在不改动A方法的基础上，代理类(增强类)对A方法进行前后的增强。

代理模式可以分为三种：静态代理，动态代理（JDK代理，接口代理），cglib代理

静态代理

静态代理，有个重要的前提是：代理类和被代理类都要实现同一接口，直接上例子：

同一接口：

public interface ITeateacher{
	public void teach();
}

被代理类：

public class Teacher implments ITeateacher{
	public void teach(){
		System.out.println("教学生");
	}
}

代理类：

public class TeacherProxy implments ITeateacher{
	public ITeateacher teacher;

	public TeacherProxy(ITeateacher teacher){
		this.teacher = teacher;
	}
	public void teach(){
		System.out.println("备课");
		teacher.teacher();
		System.out.println("下课");
	}
}

使用:

public static void main(String[] args) {
	ITeateacher teacher = new TeacherProxy(nwe Teacher());
	teacher.teach()
}

好处就不说了，就是方法增强了。但缺点是实现同一接口，后面接口方法进行拓展不好维护

动态代理

动态代理也被叫JDK代理，因为代理对象是依赖JDK的API来生成的，不需要我们去创建代理类。

前提要求是目标类是要实现接口的，并且是对接口的所有方法进行增强，实例如下：

目标类接口：

public interface ITeacherDao {
    public String teach(String person);
}

目标类：

public class TeacherDao implements ITeacherDao{
    @Override
    public String teach(String person) {
        return person + "在教书";
    }
}

代理工厂类，我们编写用于获取代理对象：

public class ProxyFactory {
	public ProxyFactory(Object targetObj){
        this.targetObj = targetObj;
    }

	public Object getProxyIntance(){
        	return Proxy.newProxyInstance(targetObj.getClass().getClassLoader(), targetObj.getClass().getInterfaces()
                , new InvocationHandler() {
                    @Override
                    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
                        System.out.println("增强前代码");
                        Object returnValue = method.invoke(targetObj, args);
                        System.out.println(returnValue);
                        System.out.println("增强后代码");
                        return returnValue;
                    }
                });
    }
}

使用：

public static void main(String[] args) {
        ProxyFactory proxyFactory = new ProxyFactory(new TeacherDao());

        //获取代理对象(JDK帮我们生成的)
        ITeacherDao proxyIntance = (ITeacherDao) proxyFactory.getProxyIntance();

        proxyIntance.teach("张三");
    }

动态代理生成代理对象其实也实现了接口，和静态一样。不一样是代理对象是JDK帮我们做了而已

cglib代理

cglib代理，如果说目标类是不需要实现任何接口的，那么就用不了动态代理，但是cglib代理可以解决

注意cglib是一个框架包，需要咨询引入使用。下面直接上代码：

目标类：

public class TeacherDao{

    public String teach(String person) {
        return person + "在教书";
    }
}

代理工厂类：

public class ProxyFactory implements MethodInterceptor {
    private Object targetObj;

    public ProxyFactory(Object targetObj){
        this.targetObj = targetObj;
    }

    public Object getProxyIntance(){
        Enhancer enhancer = new Enhancer();
        enhancer.setSuperclass(targetObj.getClass());//设置父类，cglib原理就是通过继承目标类来生成子类(代理类)
        enhancer.setCallback(this);
        return enhancer.create();
    }

    @Override
    public Object intercept(Object o, Method method, Object[] args, MethodProxy methodProxy) throws Throwable {
        System.out.println("cglib增强，增强前----");
        Object returnValue = method.invoke(targetObj, args);
        System.out.println(returnValue);
        System.out.println("cglib增强，增强后----");
        return returnValue;
    }
}

使用

    public static void main(String[] args) {
        ProxyFactory proxyFactory = new ProxyFactory(new TeacherDao());

        //获取代理对象(JDK帮我们生成的)
        TeacherDao proxyIntance = (TeacherDao) proxyFactory.getProxyIntance();

        proxyIntance.teach("张三");
    }

模板模式

模板模式很简单，就是定义了一套流程所需的接口和并且子类实现。比如RedisTemplate，JdbcTemplate