设计模式

设计模式¶

四个基本要素¶

模式名
问题
解决方案
效果

设计模式分类¶

创建型（工厂方法下的抽象工厂、单例模式）
结构型
行为型（如模板方法下的观察者模式、策略模式）

单例模式¶

实现单例模式的三种方法：

饿汉式
- 类的构造方法变为私有
- 在类初始化的时候就加载对象
- 客户只能通过调用getInstance方法来访问类的唯一实例
- 无需同步，执行效率高

public class Singleton{
    private static singleton = new Singleton();
    private Singleton(){}
    public static Singleton getInstance(){
        return singleton;
    }
}

懒汉式
- 类的构造方法变为私有
- 在定义的getInstance方法中判断对象是否已经被创建

public class Singleton{
    private static singleton;
    private Singleton(){}
    public static Singleton getInstance(){
        if(singleton == null){
            singleton = new Singleton();
        }
        return singleton;
    }
}

线程锁

在多线程情况下，同时访问getInstance方法可能会导致创建多个实例
使用sychronized修饰getInstance方法，强制线程访问该方法时，必须等待其他线程离开该方法后，才可以访问

虽然保证了线程安全，但是执行效率较低

public class Singleton{
    private static singleton;
    private Singleton(){}
    public static synchronized Singleton getInstance(){
        if(singleton == null){
            singleton = new Singleton();
        }
        return singleton;
    }
}

简单工厂模式¶

例：用程序模拟一家披萨店，在orderPizza方法中进行创建pizza，交付pizza的过程

public class PizzaStore{
    public Pizza orderPizza(type){
        Pizza pizza;
        if(type.equal(pizza1)){
            pizza = new Pizza1();
        }else if(type.equal(pizza1)){
            pizza = new Pizza2();
        }else{
            ...
        }

        pizza.prepare();
        pizza.bake();
        pizza.box();

        return pizza;
    }
}

在上面的代码中，不难发现：如果在之后的运营中要上架新的pizza或者下架过气的pizza，需要对if-else语句进行修改，违反了OCP原则；同时，上面的代码将订购pizza和制作pizza的逻辑全部放在一个方法内实现，我们需要将创建pizza的逻辑从orderPizza内分离

定义一个新的类PizzaFactory去创建pizza

public class PizzaFactory{
    public Pizza createPizza(type){
        Pizza pizza = null;
        if(type.equal(pizza1)){
            pizza = new Pizza1();
        }else if(type.equal(pizza1)){
            pizza = new Pizza2();
        }else{
            ...
        }

        return pizza;
    }
}

与此同时，修改PizzaStore类，使用factory的createPizza方法代替new来创建pizza对象

public class PizzaStore{
    private PizzaFactory factory;
    public PizzaStore(PizzaFactory factory){
        this.factory = factory;
    }
    public Pizza orderPizza(type){
        Pizza pizza;

        pizza = factory.createPizza(type);

        pizza.prepare();
        pizza.bake();
        pizza.box();

        return pizza;
    }
}

简单工厂模式并非是一个真正的设计模式，因为它违背了开闭原则（如果有复杂的产品结构或者增加新产品，工厂类的产品创建的逻辑就不得不被修改），但是工厂方法模式是在此基础上建立的。

工厂方法模式¶

如何避免修改创建pizza方法的逻辑？

将创建pizza的方法放回PizzaStore类，将PizzaStore设置为抽象类，该方法设置为抽象方法，让每个不同的PizzaStore去实现对应的创建pizza的方法。实际上就是把创建对象的行为放到子类中，让不同子类去实现不同的创建逻辑

抽象工厂模式¶

有手机和路由器两种产品，有A和B两种品牌，两种品牌都可以生产手机和路由器

有两个产品，所以定义两个创建产品的接口

接着将工厂类进行抽象，其中包含了创建两个产品的方法，返回的是产品的接口类

客户端调用时，直接用工厂接口类创建需要的工厂，拿到对应的产品

抽象工厂的产品族扩展十分容易（如加入新的品牌C），但是产品等级扩展十分困难（需要修改抽象工厂的代码，还要修改具体实现类里的代码）