Java的23种设计模式（二） 有更新！

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（五）原型模式（Prototype）

原型模式虽然是创建型的模式，但是与工程模式没有关系，从名字即可看出，该模式的思想就是将一个对象作为原型，对其进行复制、克隆，产生一个和原对象类似的新对象。本小结会通过对象的复制，进行讲解。复制分为浅复制与深复制。

1. 浅复制

将一个对象复制后，基本数据类型的变量都会重新创建，而引用类型，指向的还是原对象所指向的。clone()就是浅复制。

2. 深复制

将一个对象复制后，不论是基本数据类型还有引用类型，都是重新创建的。简单来说，就是深复制进行了完全彻底的复制，而浅复制不彻底。要实现深复制，需要采用流的形式读入当前对象的二进制输入，再写出二进制数据对应的对象。

3. 实例

在Java中，复制对象是通过clone()实现的，先创建一个原型类：

public class Prototype implements Cloneable, Serializable {  

  

    private static final long serialVersionUID = 1L;  

    private String string;  

  

    private SerializableObject obj;  

  

    /* 浅复制 */  

    public Object clone() throws CloneNotSupportedException {  

        Prototype proto = (Prototype) super.clone();  

        return proto;  

    }  

  

    /* 深复制 */  

    public Object deepClone() throws IOException, ClassNotFoundException {  

  

        /* 写入当前对象的二进制流 */  

        ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();  

        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos);  

        oos.writeObject(this);  

  

        /* 读出二进制流产生的新对象 */  

        ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());  

        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bis);  

        return ois.readObject();  

    }  

  

    public String getString() {  

        return string;  

    }  

  

    public void setString(String string) {  

        this.string = string;  

    }  

  

    public SerializableObject getObj() {  

        return obj;  

    }  

  

    public void setObj(SerializableObject obj) {  

        this.obj = obj;  

    }  

  

}  

  

class SerializableObject implements Serializable {  

    private static final long serialVersionUID = 1L;  

} 

public class Test {

 

public static void main(String[] args) {

SerializableObject pObject = new SerializableObject();

System.out.println(pObject);

Prototype obj = new Prototype();

obj.setObj(pObject);

try {

Prototype obj2 = (Prototype) obj.clone();

System.out.println(obj2.getObj());

Prototype obj3 = (Prototype) obj.deepClone();

System.out.println(obj3.getObj());

 

} catch (CloneNotSupportedException e) {

e.printStackTrace();

} catch (ClassNotFoundException e) {

// TODO Auto-generated catch block

e.printStackTrace();

} catch (IOException e) {

// TODO Auto-generated catch block

e.printStackTrace();

}

}

 

}

com.bomo.designpattern.prototype.SerializableObject@7700b3c2

com.bomo.designpattern.prototype.SerializableObject@7700b3c2

com.bomo.designpattern.prototype.SerializableObject@6909037d

 

（六）适配器模式（Adpter）

适配器模式将某个类的接口转换成客户端期望的另一个接口表示，目的是消除由于接口不匹配所造成的类的兼容性问题。主要分为三类：类的适配器模式、对象的适配器模式、接口的适配器模式。

1. 类的适配器模式

首先，我们来看看类的适配器模式，先看类图：

核心思想就是：有一个Source类，拥有一个方法，待适配，目标接口是Targetable，通过Adapter类，将Source的功能扩展到Targetable里，看代码：

public class Source {

public void method1() {

System.out.println("this is original method!");

}

}

 

public interface Targetable {

 

    /* 与原类中的方法相同 */  

    public void method1();  

    /* 新类的方法 */  

    public void method2(); 

}

 

public class Adapter extends Source implements Targetable {  

  

    @Override  

    public void method2() {  

        System.out.println("this is the targetable method!");  

    }  

} 

public class AdapterTest {  

  

    public static void main(String[] args) {  

        Targetable target = new Adapter();  

        target.method1();  

        target.method2();  

    }  

} 

这样Targetable接口的实现类就具有了Source类的功能。

2. 对象的适配器模式

基本思路和类的适配器模式相同，只是将Adapter类作修改，这次不继承Source类，而是持有Source类的实例，以达到解决兼容性的问题。看图：

 

只需要修改Adapter类的源码即可：

public class Wrapper implements Targetable {

 

private Source source;

public Wrapper(Source source){

super();

this.source = source;

}

@Override

public void method2() {

System.out.println("this is the targetable method!");

}

 

@Override

public void method1() {

source.method1();

}

}

public class AdapterTest {

 

public static void main(String[] args) {

Source source = new Source();

Targetable target = new Wrapper(source);

target.method1();

target.method2();

}

}

 

输出与第一种一样，只是适配的方法不同而已。

3. 接口的适配器模式

第三种适配器模式是接口的适配器模式，接口的适配器是这样的：有时我们写的一个接口中有多个抽象方法，当我们写该接口的实现类时，必须实现该接口的所有方法，这明显有时比较浪费，因为并不是所有的方法都是我们需要的，有时只需要某一些，此处为了解决这个问题，我们引入了接口的适配器模式，借助于一个抽象类，该抽象类实现了该接口，实现了所有的方法，而我们不和原始的接口打交道，只和该抽象类取得联系，所以我们写一个类，继承该抽象类，重写我们需要的方法就行。看一下类图：

这个很好理解，在实际开发中，我们也常会遇到这种接口中定义了太多的方法，以致于有时我们在一些实现类中并不是都需要。看代码：

public interface Sourceable {

public void method1();

public void method2();

}

public abstract class Wrapper2 implements Sourceable{

public void method1(){}

public void method2(){}

}

 

public class SourceSub1 extends Wrapper2 {

public void method1(){

System.out.println("the sourceable interface's first Sub1!");

}

}

public class SourceSub2 extends Wrapper2 {

public void method2(){

System.out.println("the sourceable interface's second Sub2!");

}

}

public class WrapperTest {

 

public static void main(String[] args) {

Sourceable source1 = new SourceSub1();

Sourceable source2 = new SourceSub2();

source1.method1();

source1.method2();

source2.method1();

source2.method2();

}

}

the sourceable interface's first Sub1!

the sourceable interface's second Sub2!

达到了我们的效果！

4. 应用场景

  总结一下三种适配器模式的：

类的适配器模式：当希望将一个类转换成满足另一个新接口的类时，可以使用类的适配器模式，创建一个新类，继承原有的类，实现新的接口即可。

对象的适配器模式：当希望将一个对象转换成满足另一个新接口的对象时，可以创建一个Wrapper类，持有原类的一个实例，在Wrapper类的方法中，调用实例的方法就行。

接口的适配器模式：当不希望实现一个接口中所有的方法时，可以创建一个抽象类Wrapper，实现所有方法，我们写别的类的时候，继承抽象类即可。

（七）装饰模式（Decorator）

顾名思义，装饰模式就是给一个对象增加一些新的功能，而且是动态的，要求装饰对象和被装饰对象实现同一个接口，装饰对象持有被装饰对象的实例，关系图如下：

Source类是被装饰类，Decorator类是一个装饰类，可以为Source类动态的添加一些功能，代码如下：

public interface Sourceable {

public void method();

}

 

public class Source implements Sourceable {

 

@Override

public void method() {

System.out.println("the original method!");

}

}

public class Decorator implements Sourceable {

 

private Sourceable source;

public Decorator(Sourceable source){

super();

this.source = source;

}

@Override

public void method() {

System.out.println("before decorator!");

source.method();

System.out.println("after decorator!");

}

}

public class DecoratorTest {

 

public static void main(String[] args) {

Sourceable source = new Source();

Sourceable obj = new Decorator(source);

obj.method();

}

}

before decorator!

the original method!

after decorator!

装饰器模式的应用场景：

1、需要扩展一个类的功能。

2、动态的为一个对象增加功能，而且还能动态撤销。（继承不能做到这一点，继承的功能是静态的，不能动态增删。）

缺点：产生过多相似的对象，不易排错！

（八）代理模式（Proxy）

其实每个模式名称就表明了该模式的作用，代理模式就是多一个代理类出来，替原对象进行一些操作，比如我们在租房子的时候回去找中介，为什么呢？因为你对该地区房屋的信息掌握的不够全面，希望找一个更熟悉的人去帮你做，此处的代理就是这个意思。再如我们有的时候打官司，我们需要请律师，因为律师在法律方面有专长，可以替我们进行操作，表达我们的想法。先来看看关系图：

根据上文的阐述，代理模式就比较容易的理解了，我们看下代码：

public interface Sourceable {

public void method();

}

public class Source implements Sourceable {

 

@Override

public void method() {

System.out.println("the original method!");

}

}

public class Proxy implements Sourceable {

 

private Source source;

public Proxy(){

super();

this.source = new Source();

}

@Override

public void method() {

before();

source.method();

atfer();

}

private void atfer() {

System.out.println("after proxy!");

}

private void before() {

System.out.println("before proxy!");

}

}

public class ProxyTest {

 

public static void main(String[] args) {

Sourceable source = new Proxy();

source.method();

}

}

before proxy!

the original method!

after proxy!

代理模式的应用场景：

如果已有的方法在使用的时候需要对原有的方法进行改进，此时有两种办法：

1、修改原有的方法来适应。这样违反了“对扩展开放，对修改关闭”的原则。

2、就是采用一个代理类调用原有的方法，且对产生的结果进行控制。这种方法就是代理模式。

使用代理模式，可以将功能划分的更加清晰，有助于后期维护！

（九）外观模式（Facade）

外观模式是为了解决类与类之家的依赖关系的，像spring一样，可以将类和类之间的关系配置到配置文件中，而外观模式就是将他们的关系放在一个Facade类中，降低了类类之间的耦合度，该模式中没有涉及到接口，看下类图：（我们以一个计算机的启动过程为例）

我们先看下实现类：

public class CPU {

public void startup(){

System.out.println("cpu startup!");

}

public void shutdown(){

System.out.println("cpu shutdown!");

}

}

public class Disk {

public void startup(){

System.out.println("disk startup!");

}

public void shutdown(){

System.out.println("disk shutdown!");

}

}

public class Memory {

public void startup(){

System.out.println("memory startup!");

}

public void shutdown(){

System.out.println("memory shutdown!");

}

}

public class Computer {

private CPU cpu;

private Memory memory;

private Disk disk;

public Computer(){

cpu = new CPU();

memory = new Memory();

disk = new Disk();

}

public void startup(){

System.out.println("start the computer!");

cpu.startup();

memory.startup();

disk.startup();

System.out.println("start computer finished!");

}

public void shutdown(){

System.out.println("begin to close the computer!");

cpu.shutdown();

memory.shutdown();

disk.shutdown();

System.out.println("computer closed!");

}

}

public class User {

 

public static void main(String[] args) {

Computer computer = new Computer();

computer.startup();

computer.shutdown();

}

}

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!

如果我们没有Computer类，那么，CPU、Memory、Disk他们之间将会相互持有实例，产生关系，这样会造成严重的依赖，修改一个类，可能会带来其他类的修改，这不是我们想要看到的，有了Computer类，他们之间的关系被放在了Computer类里，这样就起到了解耦的作用，这，就是外观模式！

（十）桥接模式（Bridge）

桥接模式就是把事物和其具体实现分开，使他们可以各自独立的变化。桥接的用意是：将抽象化与实现化解耦，使得二者可以独立变化，像我们常用的JDBC桥DriverManager一样，JDBC进行连接数据库的时候，在各个数据库之间进行切换，基本不需要动太多的代码，甚至丝毫不用动，原因就是JDBC提供统一接口，每个数据库提供各自的实现，用一个叫做数据库驱动的程序来桥接就行了。我们来看看关系图：

实现代码：

public interface Sourceable {

public void method();

}

public class SourceSub1 implements Sourceable {

 

@Override

public void method() {

System.out.println("this is the first sub!");

}

}

public class SourceSub2 implements Sourceable {

 

@Override

public void method() {

System.out.println("this is the second sub!");

}

}

public abstract class Bridge {

private Sourceable source;

 

public void method(){

source.method();

}

public Sourceable getSource() {

return source;

}

 

public void setSource(Sourceable source) {

this.source = source;

}

}

public class MyBridge extends Bridge {

public void method(){

getSource().method();

}

}

public class BridgeTest {

public static void main(String[] args) {

Bridge bridge = new MyBridge();

Sourceable source1 = new SourceSub1();

bridge.setSource(source1);

bridge.method();

Sourceable source2 = new SourceSub2();

bridge.setSource(source2);

bridge.method();

}

}

this is the first sub!

this is the second sub!

这样，就通过对Bridge类的调用，实现了对接口Sourceable的实现类SourceSub1和SourceSub2的调用。接下来我再画个图，大家就应该明白了，因为这个图是我们JDBC连接的原理，有数据库学习基础的，一结合就都懂了。

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