設計模式分類

總體來說設計模式分為三大類：
1、 創(chuàng)建型模式，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
2、 結構型模式，共七種：適配器模式，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
3、 行為型模式，共十一種：策略模式，模板方法模式，觀察者模式，迭代子模式，責任鏈模式，狀態(tài)模式，訪問者模式，中介者模式，解釋器模式
4、另外兩類：并發(fā)型模式和線程池模式。

用圖片描述一下整體關系，大致過一眼

設計模式整體關系圖.jpg

設計模式的六大原則

總原則：開閉原則（open close principle）

• 開閉原則就是說對擴展開放，對修改關閉。在程序需要進行拓展的時候，不能去修改原有的代碼，而是要擴展原有代碼，實現(xiàn)一個熱插拔的效果。所以一句話概括就是：為了使程序的擴展性好，易于維護和升級。想要達到這樣的效果，我們需要使用接口和抽象類等，后面的具體設計中我們會提到這點。

1、單一職責原則

• 不要存在多于一個導致類變更的原因，也就是說每個類應該實現(xiàn)單一的職責，如若不然，就應該把類拆分。

2、里氏替換原則

• 里氏代換原則(Liskov Substitution Principle LSP)面向對象設計的基本原則之一。 里氏代換原則中說，任何基類可以出現(xiàn)的地方，子類一定可以出現(xiàn)。 LSP是繼承復用的基石，只有當衍生類可以替換掉基類，軟件單位的功能不受到影響時，基類才能真正被復用，而衍生類也能夠在基類的基礎上增加新的行為。里氏代換原則是對“開-閉”原則的補充。實現(xiàn)“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現(xiàn)，所以里氏代換原則是對實現(xiàn)抽象化的具體步驟的規(guī)范?！?From Baidu 百科

• 歷史替換原則中，子類對父類的方法盡量不要重寫和重載。因為父類代表了定義好的結構，通過這個規(guī)范的接口與外界交互，子類不應該隨便破壞它。

3、依賴倒轉原則

• 這個是開閉原則的基礎，具體內容：面向接口編程，依賴于抽象而不依賴于具體。寫代碼時用到具體類時，不與具體類交互，而與具體類的上層接口交互。

4、接口隔離原則

• 這個原則的意思是：每個接口中不存在子類用不到卻必須實現(xiàn)的方法，如果不然，就要將接口拆分。使用多個隔離的接口，比使用單個接口（多個接口方法集合到一個的接口）要好。

5、迪米特法則（最少知道原則）

• 就是說：一個類對自己依賴的類知道的越少越好。也就是說無論被依賴的類多么復雜，都應該將邏輯封裝在方法的內部，通過public方法提供給外部。這樣當被依賴的類變化時，才能最小的影響該類。

• 最少知道原則的另一個表達方式是：只與直接的朋友通信。類之間只要有耦合關系，就叫朋友關系。耦合分為依賴、關聯(lián)、聚合、組合等。我們稱出現(xiàn)為成員變量、方法參數(shù)、方法返回值中的類為直接朋友。局部變量、臨時變量則不是直接的朋友。我們要求陌生的類不要作為局部變量出現(xiàn)在類中。

6、合成復用原則

• 原則是盡量首先使用合成/聚合的方式，而不是使用繼承。

java的23中設計模式

A、創(chuàng)建模式

創(chuàng)建型模式，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

0、簡單工廠模式

簡單工廠模式不屬于23中涉及模式，簡單工廠一般分為：普通簡單工廠、多方法簡單工廠、靜態(tài)方法簡單工廠。
簡單工廠模式分為三種：

01、普通

就是建立一個工廠類，對實現(xiàn)了同一接口的一些類進行實例的創(chuàng)建。首先看下關系圖：

簡單工廠模式.png

代碼示例：

1、創(chuàng)建二者共同接口

public interface Sender {
    public void Send();
}

2、創(chuàng)建實現(xiàn)類：
EmainSender.java

public class EmailSender implements Sender{
    public void send() {
        System.out.println("Email Sender");
    }
}

SmsSender.java

public class SmsSender implements Sender{
    public void send() {
        System.out.println("Sms Sender");
    }
}

3、創(chuàng)建一個工廠
SenderFactory.java

public class SenderFactory {
    public Sender produce(String type){
        if("main".equals(type)){
            return new EmainSender();
        }else if ("sms".equals(type)){
            return new SmsSender();
        }else
            return null;
    }
}

4、測試

public class FactoryTest {
    public static void main(String[] args) {
        SenderFactory factory = new SenderFactory ();
        Sender sender = factory.produce("sms");
        sender.Send();
    }
}

02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，如果傳遞的字符串出錯，則不能正確創(chuàng)建對象，而多個工廠方法模式是提供多個工廠方法，分別創(chuàng)建對象。關系圖：

多工廠方法模式.png

代碼示例：

修改剛才的Factory

public class SendFactory {
    public Sender produceMail(){
        return new MailSender();
    }
    public Sender produceSms(){
        return new SmsSender();
    }
}

修改測試類：

    public class FactoryTest {
        public static void main(String[] args) {
            SendFactory factory = new SendFactory();
            Sender sender = factory.produceMail();
            sender.Send();
        }
    }

03靜態(tài)工廠模式

將上面的多個工廠方法模式里的方法置為靜態(tài)的，不需要創(chuàng)建實例，直接調用即可。

代碼示例：

修改剛才的工廠

public class SendFactory {
    public static Sender produceMail(){
        return new MailSender();
    }
    public static Sender produceSms(){
        return new SmsSender();
    }
}

修改測試類：

    public class FactoryTest {
        public static void main(String[] args) {    
            Sender sender = SendFactory.produceMail();
            sender.Send();
        }
    }

總結：

總體來說，工廠模式適合：凡是出現(xiàn)了大量的產(chǎn)品需要創(chuàng)建，并且具有共同的接口時，可以通過工廠方法模式進行創(chuàng)建。在以上的三種模式中，第一種如果傳入的字符串有誤，不能正確創(chuàng)建對象，第三種相對于第二種，不需要實例化工廠類，所以，大多數(shù)情況下，我們會選用第三種——靜態(tài)工廠方法模式。

1、抽象工廠模式

工廠方法模式有一個問題就是，類的創(chuàng)建依賴工廠類，也就是說，如果想要拓展程序，必須對工廠類進行修改，這違背了閉包原則，所以，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，創(chuàng)建多個工廠類，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理解，我們先看看圖，然后就和代碼，就比較容易理解。

抽象工廠類.png

代碼示例：

建立一個工廠的抽象方法類
Provider.java

public interface Provider {
    public Sender produce();
}

建立兩個工廠類，生產(chǎn)不同的對象
SendMailFactory.java

public class SendMailFactory  implements Provider{
    public Sender produce() {
        return new EmainSender();
    }
}

SendSmsFactory.java

public class SendSmsFactory implements Provider{
    public Sender produce() {
        return new SmsSender();
    }
}

總結：

抽象工廠和工廠模式區(qū)別：
工廠方法模式：
一個抽象產(chǎn)品類，可以派生出多個具體產(chǎn)品類。
一個抽象工廠類，可以派生出多個具體工廠類。
每個具體工廠類只能創(chuàng)建一個具體產(chǎn)品類的實例。

抽象工廠模式：
多個抽象產(chǎn)品類，每個抽象產(chǎn)品類可以派生出多個具體產(chǎn)品類。
一個抽象工廠類，可以派生出多個具體工廠類。
每個具體工廠類可以創(chuàng)建多個具體產(chǎn)品類的實例，也就是創(chuàng)建的是一個產(chǎn)品線下的多個產(chǎn)品。

區(qū)別：
工廠方法模式只有一個抽象產(chǎn)品類，而抽象工廠模式有多個。
工廠方法模式的具體工廠類只能創(chuàng)建一個具體產(chǎn)品類的實例，而抽象工廠模式可以創(chuàng)建多個。

工廠方法創(chuàng)建 "一種" 產(chǎn)品，他的著重點在于"怎么創(chuàng)建"，也就是說如果你開發(fā)，你的大量代碼很可能圍繞著這種產(chǎn)品的構造，初始化這些細節(jié)上面。也因為如此，類似的產(chǎn)品之間有很多可以復用的特征，所以會和模版方法相隨。

抽象工廠需要創(chuàng)建一些列產(chǎn)品，著重點在于"創(chuàng)建哪些"產(chǎn)品上，也就是說，如果你開發(fā)，你的主要任務是劃分不同差異的產(chǎn)品線，并且盡量保持每條產(chǎn)品線接口一致，從而可以從同一個抽象工廠繼承。

2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，該對象只有一個實例存在。這樣的模式有幾個好處：

1、某些類創(chuàng)建比較頻繁，對于一些大型的對象，這是一筆很大的系統(tǒng)開銷。

2、省去了new操作符，降低了系統(tǒng)內存的使用頻率，減輕GC壓力。

3、有些類如交易所的核心交易引擎，控制著交易流程，如果該類可以創(chuàng)建多個的話，系統(tǒng)完全亂了。（比如一個軍隊出現(xiàn)了多個司令員同時指揮，肯定會亂成一團），所以只有使用單例模式，才能保證核心交易服務器獨立控制整個流程。

首先我們寫一個簡單的單例類：

public class Singleton {

    // 持有私有靜態(tài)實例，防止被引用，此處賦值為null，目的是實現(xiàn)延遲加載  
    private static  Singleton instance =  null ;

    //  私有構造方法，防止被實例化  
    private  Singleton() {
    }

    //  靜態(tài)工程方法，創(chuàng)建實例  
    public static  Singleton getInstance() {
        if (instance ==   null  ) {
            instance =   new   Singleton();
        }
           return   instance;
    }  

    //如果該對象被用于序列化，可以保證對象在序列化前后保持一致
    public   Object readResolve() {
        return   instance;
    }  
 } 

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(huán)境下，肯定就會出現(xiàn)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：

public static synchronized Singleton getInstance() {
    if (instance == null) {
        instance = new Singleton();
    }
    return instance;
}

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，只有在第一次創(chuàng)建對象的時候需要加鎖，之后就不需要了，所以，這個地方需要改進。我們改成下面這個：

public static Singleton getInstance() {
    if (instance == null) {
        synchronized (instance) {
            if (instance == null) {
                instance = new Singleton();
            }
        }
    }
    return instance;
}

似乎解決了之前提到的問題，將synchronized關鍵字加在了內部，也就是說當調用的時候是不需要加鎖的，只有在instance為null，并創(chuàng)建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指令中創(chuàng)建對象和賦值操作是分開進行的，也就是說instance = new Singleton();語句是分兩步執(zhí)行的。但是JVM并不保證這兩個操作的先后順序，也就是說有可能JVM會為新的Singleton實例分配空間，然后直接賦值給instance成員，然后再去初始化這個Singleton實例。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，所以它執(zhí)行instance = new Singleton();

c>由于JVM內部的優(yōu)化機制，JVM先畫出了一些分配給Singleton實例的空白內存，并賦值給instance成員（注意此時JVM沒有開始初始化這個實例），然后A離開了synchronized塊。

d>B進入synchronized塊，由于instance此時不是null，因此它馬上離開了synchronized塊并將結果返回給調用該方法的程序。

e>此時B線程打算使用Singleton實例，卻發(fā)現(xiàn)它沒有被初始化，于是錯誤發(fā)生了。

所以程序還是有可能發(fā)生錯誤，其實程序在運行過程是很復雜的，從這點我們就可以看出，尤其是在寫多線程環(huán)境下的程序更有難度，有挑戰(zhàn)性。我們對該程序做進一步優(yōu)化：

public static Singleton getInstance() {
    return SingletonFactory.instance;
}
private static class SingletonFactory {
    private static Singleton instance = new Singleton();
}

實際情況是，單例模式使用內部類來維護單例的實現(xiàn)，JVM內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只被創(chuàng)建一次，并且會保證把賦值給instance的內存初始化完畢，這樣我們就不用擔心上面的問題。同時該方法也只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：

private static class ObjectClass {
}
public class Singleton {
    /* 私有構造方法，防止被實例化 */
    private Singleton() {
    }
    /* 獲取實例 */
    public static Singleton getInstance() {
        return SingletonFactory.instance;
    }
    /* 如果該對象被用于序列化，可以保證對象在序列化前后保持一致 */
    public Object readResolve() {
        return getInstance();
    }
    /* 此處使用一個內部類來維護單例 */
    private static class SingletonFactory {
        private static Singleton instance = new Singleton();
    }
}

其實說它完美，也不一定，如果在構造函數(shù)中拋出異常，實例將永遠得不到創(chuàng)建，也會出錯。所以說，十分完美的東西是沒有的，我們只能根據(jù)實際情況，選擇最適合自己應用場景的實現(xiàn)方法。也有人這樣實現(xiàn)：因為我們只需要在創(chuàng)建類的時候進行同步，所以只要將創(chuàng)建和getInstance()分開，單獨為創(chuàng)建加synchronized關鍵字，也是可以的：

public class SingletonTest {
    private static SingletonTest instance = null;
    private SingletonTest() {
    }
    private static synchronized void syncInit() {
        if (instance == null) {
            instance = new SingletonTest();
        }
    }
    public static SingletonTest getInstance() {
        if (instance == null) {
            syncInit();
        }
        return instance;
    }
}

考慮性能的話，整個程序只需創(chuàng)建一次實例，所以性能也不會有什么影響。

補充：采用"影子實例"的辦法為單例對象的屬性同步更新

public class SingletonTest {
    private static SingletonTest instance = null;
    private Vector properties = null;
    private SingletonTest() {
    }
    private static synchronized void syncInit() {
        if (instance == null) {
            instance = new SingletonTest();
        }
    }
    public static SingletonTest getInstance() {
        if (instance == null) {
            syncInit();
        }
        return instance;
    }
    public Vector getProperties() {
        return properties;
    }
    public void updateProperties() {
        SingletonTest shadow = new SingletonTest();
        properties = shadow.getProperties();
    }
}

通過單例模式的學習告訴我們：

1、單例模式理解起來簡單，但是具體實現(xiàn)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?shù)牡胤绞褂茫ㄗ⒁庑枰褂面i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(jīng)講完了，結尾處，筆者突然想到另一個問題，就是采用類的靜態(tài)方法，實現(xiàn)單例模式的效果，也是可行的，此處二者有什么不同？

首先，靜態(tài)類不能實現(xiàn)接口。（從類的角度說是可以的，但是那樣就破壞了靜態(tài)了。因為接口中不允許有static修飾的方法，所以即使實現(xiàn)了也是非靜態(tài)的）

其次，單例可以被延遲初始化，靜態(tài)類一般在第一次加載是初始化。之所以延遲加載，是因為有些類比較龐大，所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。但是靜態(tài)類內部方法都是static，無法被覆寫。

最后一點，單例類比較靈活，畢竟從實現(xiàn)上只是一個普通的Java類，只要滿足單例的基本需求，你可以在里面隨心所欲的實現(xiàn)一些其它功能，但是靜態(tài)類不行。從上面這些概括中，基本可以看出二者的區(qū)別，但是，從另一方面講，我們上面最后實現(xiàn)的那個單例模式，內部就是用一個靜態(tài)類來實現(xiàn)的，所以，二者有很大的關聯(lián)，只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(shù)組+鏈表來實現(xiàn)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(yōu)點也有缺點，最完美的方法是，結合各個方法的優(yōu)點，才能最好的解決問題！

4、建造者模式（Builder）

5、原型模式（Prototype）

原型模式雖然是創(chuàng)建型的模式，但是與工程模式?jīng)]有關系，從名字即可看出，該模式的思想就是將一個對象作為原型，對其進行復制、克隆，產(chǎn)生一個和原對象類似的新對象。本小結會通過對象的復制，進行講解。在Java中，復制對象是通過clone()實現(xiàn)的，先創(chuàng)建一個原型類：

public class Prototype implements Cloneable {
    public Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        Prototype proto = (Prototype) super.clone();
        return proto;
    }
}

很簡單，一個原型類，只需要實現(xiàn)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，你可以任意定義實現(xiàn)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，具體怎么實現(xiàn)，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，我將結合對象的淺復制和深復制來說一下，首先需要了解對象深、淺復制的概念：

淺復制：將一個對象復制后，基本數(shù)據(jù)類型的變量都會重新創(chuàng)建，而引用類型，指向的還是原對象所指向的。

深復制：將一個對象復制后，不論是基本數(shù)據(jù)類型還有引用類型，都是重新創(chuàng)建的。簡單來說，就是深復制進行了完全徹底的復制，而淺復制不徹底。

此處，寫一個深淺復制的例子：

public class Prototype implements Cloneable, Serializable {
    private static final long serialVersionUID = 1L;
    private String string;
    private SerializableObject obj;
    /* 淺復制 */
    public Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        Prototype proto = (Prototype) super.clone();
        return proto;
    }
    /* 深復制 */
    public Object deepClone() throws IOException, ClassNotFoundException {  
  
        /* 寫入當前對象的二進制流 */
        ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos);
        oos.writeObject(this);  
  
        /* 讀出二進制流產(chǎn)生的新對象 */
        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;
}

要實現(xiàn)深復制，需要采用流的形式讀入當前對象的二進制輸入，再寫出二進制數(shù)據(jù)對應的對象。

B、結構模式（7種）

我們接著討論設計模式，上篇文章我講完了5種創(chuàng)建型模式，這章開始，我將講下7種結構型模式：適配器模式、裝飾模式、代理模式、外觀模式、橋接模式、組合模式、享元模式。其中對象的適配器模式是各種模式的起源，我們看下面的圖：

e28698b9-994e-3fa8-8810-16f30e7cf3e3.jpg

6、適配器模式

適配器模式將某個類的接口轉換成客戶端期望的另一個接口表示，目的是消除由于接口不匹配所造成的類的兼容性問題。主要分為三類：類的適配器模式、對象的適配器模式、接口的適配器模式。

01、類的適配器模式

6b2d13aa-7cc7-3e98-9764-bdcb2c64f795.jpg

核心思想就是：有一個Source類，擁有一個方法，待適配，目標接口是Targetable，通過Adapter類，將Source的功能擴展到Targetable里，看代碼：

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

public interface Targetable {
    /* 與原類中的方法相同 */
    public void method1();
    /* 新類的方法 */
    public void method2();
}

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

Adapter類繼承Source類，實現(xiàn)Targetable接口，下面是測試類：

public class AdapterTest {
    public static void main(String[] args) {
        Targetable target = new Adapter();
        target.method1();
        target.method2();
    }
}

輸出：

this is original method!
this is the targetable method!

這樣Targetable接口的實現(xiàn)類就具有了Source類的功能。

02、對象的適配器模式

基本思路和類的適配器模式相同，只是將Adapter類作修改，這次不繼承Source類，而是持有Source類的實例，以達到解決兼容性的問題。看圖：

0aabe35b-5b79-3ead-838f-9d4b6fbd774d.jpg

只需要修改Adapter類的源碼即可：

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();
    }
}

測試類：

public class AdapterTest {
    public static void main(String[] args) {
        Source source = new Source();
        Targetable target = new Wrapper(source);
        target.method1();
        target.method2();
    }
}

輸出與第一種一樣，只是適配的方法不同而已。

03、接口的適配器模式

第三種適配器模式是接口的適配器模式，接口的適配器是這樣的：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現(xiàn)類時，必須實現(xiàn)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，有時只需要某一些，此處為了解決這個問題，我們引入了接口的適配器模式，借助于一個抽象類，該抽象類實現(xiàn)了該接口，實現(xiàn)了所有的方法，而我們不和原始的接口打交道，只和該抽象類取得聯(lián)系，所以我們寫一個類，繼承該抽象類，重寫我們需要的方法就行?？匆幌骂悎D：

a604fca8-e0c6-3e4e-b00a-49da21595b4e.jpg

這個很好理解，在實際開發(fā)中，我們也常會遇到這種接口中定義了太多的方法，以致于有時我們在一些實現(xiàn)類中并不是都需要?？创a：

public interface Sourceable {
    public void method1();
    public void method2();
}

抽象類Wrapper2：

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();
    }
}

測試輸出：

the sourceable interface's first Sub1!
the sourceable interface's second Sub2!

達到了我們的效果！

講了這么多，總結一下三種適配器模式的應用場景：

類的適配器模式：當希望將一個類轉換成滿足另一個新接口的類時，可以使用類的適配器模式，創(chuàng)建一個新類，繼承原有的類，實現(xiàn)新的接口即可。

對象的適配器模式：當希望將一個對象轉換成滿足另一個新接口的對象時，可以創(chuàng)建一個Wrapper類，持有原類的一個實例，在Wrapper類的方法中，調用實例的方法就行。

接口的適配器模式：當不希望實現(xiàn)一個接口中所有的方法時，可以創(chuàng)建一個抽象類Wrapper，實現(xiàn)所有方法，我們寫別的類的時候，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，而且是動態(tài)的，要求裝飾對象和被裝飾對象實現(xiàn)同一個接口，裝飾對象持有被裝飾對象的實例，關系圖如下：

e1b8b6a3-0150-31ae-8f77-7c3d888b6f80.jpg

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

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();
    }
}

輸出：

before decorator!
the original method!
after decorator!

裝飾器模式的應用場景：

1、需要擴展一個類的功能。

2、動態(tài)的為一個對象增加功能，而且還能動態(tài)撤銷。（繼承不能做到這一點，繼承的功能是靜態(tài)的，不能動態(tài)增刪。）

缺點：產(chǎn)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，為什么呢？因為你對該地區(qū)房屋的信息掌握的不夠全面，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：

ea094ad9-efc5-337d-a8e8-ce9223511144.jpg

根據(jù)上文的闡述，代理模式就比較容易的理解了，我們看下代碼：

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!");
    }
}

測試類：

public class ProxyTest {
    public static void main(String[] args) {
        Sourceable source = new Proxy();
        source.method();
    }
}

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、修改原有的方法來適應。這樣違反了“對擴展開放，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，且對產(chǎn)生的結果進行控制。這種方法就是代理模式。

使用代理模式，可以將功能劃分的更加清晰，有助于后期維護！

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，可以將類和類之間的關系配置到配置文件中，而外觀模式就是將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）
我們先看下實現(xiàn)類：

 public class CPU {
    public void startup(){
        System.out.println("cpu startup!");
    }
    public void shutdown(){
        System.out.println("cpu shutdown!");
    }
}
public class Memory {
    public void startup(){
        System.out.println("memory startup!");
    }
    public void shutdown(){
        System.out.println("memory shutdown!");
    }
}
public class Disk {
    public void startup(){
        System.out.println("disk startup!");
    }
    public void shutdown(){
        System.out.println("disk 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!");
    }
}

User類如下：

public class User {
    public static void main(String[] args) {
        Computer computer = new Computer();
        computer.startup();
        computer.shutdown();
    }
}

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，那么，CPU、Memory、Disk他們之間將會相互持有實例，產(chǎn)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類里，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現(xiàn)分開，使他們可以各自獨立的變化。橋接的用意是：將抽象化與實現(xiàn)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進行連接數(shù)據(jù)庫的時候，在各個數(shù)據(jù)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(tǒng)一接口，每個數(shù)據(jù)庫提供各自的實現(xiàn)，用一個叫做數(shù)據(jù)庫驅動的程序來橋接就行了。我們來看看關系圖：

35f0b172-b976-3757-bb51-c65d5c9ce68e.jpg

實現(xiàn)代碼：

先定義接口：

 public interface Sourceable {
    public void method();
}

分別定義兩個實現(xiàn)類：

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!");
    }
}

定義一個橋，持有Sourceable的一個實例：

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();
    }
}

測試類：

public class BridgeTest {
    public static void main(String[] args) {
        Bridge bridge = new MyBridge();
        /*調用第一個對象*/
        Sourceable source1 = new SourceSub1();
        bridge.setSource(source1);
        bridge.method();
        /*調用第二個對象*/
        Sourceable source2 = new SourceSub2();
        bridge.setSource(source2);
        bridge.method();
    }
}

輸出：

this is the first sub!
this is the second sub!

這樣，就通過對Bridge類的調用，實現(xiàn)了對接口Sourceable的實現(xiàn)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連接的原理，有數(shù)據(jù)庫學習基礎的，一結合就都懂了。

6f713d07-1409-3312-99c9-fa6b0909f0b2.jpg

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方便，看看關系圖：

09cab656-5ff9-380e-9df1-326339ac3509.jpg

public class TreeNode {
    private String name;
    private TreeNode parent;
    private Vector<TreeNode> children = new Vector<TreeNode>();
    public TreeNode(String name){
        this.name = name;
    }
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    public TreeNode getParent() {
        return parent;
    }
    public void setParent(TreeNode parent) {
        this.parent = parent;
    }
    //添加孩子節(jié)點  
    public void add(TreeNode node){
        children.add(node);
    }
    //刪除孩子節(jié)點  
    public void remove(TreeNode node){
        children.remove(node);
    }
    //取得孩子節(jié)點  
    public Enumeration<TreeNode> getChildren(){
        return children.elements();
    }
}  

public class Tree {
    TreeNode root = null;
    public Tree(String name) {
        root = new TreeNode(name);
    }
    public static void main(String[] args) {
        Tree tree = new Tree("A");
        TreeNode nodeB = new TreeNode("B");
        TreeNode nodeC = new TreeNode("C");
        nodeB.add(nodeC);
        tree.root.add(nodeB);
        System.out.println("build the tree finished!");
    }
}

使用場景：將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(shù)等。

12、享元模式（Flyweight）

享元模式的主要目的是實現(xiàn)對象的共享，即共享池，當系統(tǒng)中對象多的時候可以減少內存的開銷，通常與工廠模式一起使用。
缺少圖片

FlyWeightFactory負責創(chuàng)建和管理享元單元，當一個客戶端請求時，工廠需要檢查當前對象池中是否有符合條件的對象，如果有，就返回已經(jīng)存在的對象，如果沒有，則創(chuàng)建一個新對象，F(xiàn)lyWeight是超類。一提到共享池，我們很容易聯(lián)想到Java里面的JDBC連接池，想想每個連接的特點，我們不難總結出：適用于作共享的一些個對象，他們有一些共有的屬性，就拿數(shù)據(jù)庫連接池來說，url、driverClassName、username、password及dbname，這些屬性對于每個連接來說都是一樣的，所以就適合用享元模式來處理，建一個工廠類，將上述類似屬性作為內部數(shù)據(jù)，其它的作為外部數(shù)據(jù)，在方法調用時，當做參數(shù)傳進來，這樣就節(jié)省了空間，減少了實例的數(shù)量。

看個例子：//TODO

public class ConnectionPool {
    private Vector<Connection> pool;
    /*公有屬性*/
    private String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/test";
    private String username = "root";
    private String password = "root";
    private String driverClassName = "com.mysql.jdbc.Driver";
    private int poolSize = 100;
    private static ConnectionPool instance = null;
    Connection conn = null;
    /*構造方法，做一些初始化工作*/
    private ConnectionPool() {
        pool = new Vector<Connection>(poolSize);
        for (int i = 0; i < poolSize; i++) {
            try {
                Class.forName(driverClassName);
                conn = DriverManager.getConnection(url, username, password);
                pool.add(conn);
            } catch (ClassNotFoundException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (SQLException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
    /* 返回連接到連接池 */
    public synchronized void release() {
        pool.add(conn);
    }
    /* 返回連接池中的一個數(shù)據(jù)庫連接 */
    public synchronized Connection getConnection() {
        if (pool.size() > 0) {
            Connection conn = pool.get(0);
            pool.remove(conn);
            return conn;
        } else {
            return null;
        }
    }
}

通過連接池的管理，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫連接的共享，不需要每一次都重新創(chuàng)建連接，節(jié)省了數(shù)據(jù)庫重新創(chuàng)建的開銷，提升了系統(tǒng)的性能！

C、關系模式（11種）

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現(xiàn)。

第二類：兩個類之間。

第三類：類的狀態(tài)。

第四類：通過中間類

//TODO

父類與子類關系

13、策略模式（strategy）

策略模式定義了一系列算法，并將每個算法封裝起來，使他們可以相互替換，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，為一系列實現(xiàn)類提供統(tǒng)一的方法，多個實現(xiàn)類實現(xiàn)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(shù)，關系圖如下：
//TODO

圖中ICalculator提供同意的方法，
AbstractCalculator是輔助類，提供輔助方法，接下來，依次實現(xiàn)下每個類：

首先統(tǒng)一接口：

public interface ICalculator {
    public int calculate(String exp);
}

輔助類：

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

三個實現(xiàn)類：

public class Plus extends AbstractCalculator implements ICalculator {
    @Override
    public int calculate(String exp) {
        int arrayInt[] = split(exp,"\\+");
        return arrayInt[0]+arrayInt[1];
    }
}
public class Minus extends AbstractCalculator implements ICalculator {
    @Override
    public int calculate(String exp) {
        int arrayInt[] = split(exp,"-");
        return arrayInt[0]-arrayInt[1];
    }
}
public class Multiply extends AbstractCalculator implements ICalculator {
    @Override
    public int calculate(String exp) {
        int arrayInt[] = split(exp,"\\*");
        return arrayInt[0]*arrayInt[1];
    }
}

簡單的測試類：

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

輸出：10

策略模式的決定權在用戶，系統(tǒng)本身提供不同算法的實現(xiàn)，新增或者刪除算法，對各種算法做封裝。因此，策略模式多用在算法決策系統(tǒng)中，外部用戶只需要決定用哪個算法即可。

14、模板方法模式（Template Method）

解釋一下模板方法模式，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，實現(xiàn)對子類的調用，先看個關系圖：

//TODO
就是在AbstractCalculator類中定義一個主方法calculate，calculate()調用spilt()等，Plus和Minus分別繼承AbstractCalculator類，通過對AbstractCalculator的調用實現(xiàn)對子類的調用，看下面的例子：

public abstract class AbstractCalculator {
    /*主方法，實現(xiàn)對本類其它方法的調用*/
    public final int calculate(String exp,String opt){
        int array[] = split(exp,opt);
        return calculate(array[0],array[1]);
    }
    /*被子類重寫的方法*/
    abstract public int calculate(int num1,int num2);
    public int[] split(String exp,String opt){
        String array[] = exp.split(opt);
        int arrayInt[] = new int[2];
        arrayInt[0] = Integer.parseInt(array[0]);
        arrayInt[1] = Integer.parseInt(array[1]);
        return arrayInt;
    }
}  
public class Plus extends AbstractCalculator {
    @Override
    public int calculate(int num1,int num2) {
        return num1 + num2;
    }
}

測試類：

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

我跟蹤下這個小程序的執(zhí)行過程：首先將exp和"\+"做參數(shù)，調用AbstractCalculator類里的calculate(String,String)方法，在calculate(String,String)里調用同類的split()，之后再調用calculate(int ,int)方法，從這個方法進入到子類中，執(zhí)行完return num1 + num2后，將值返回到AbstractCalculator類，賦給result，打印出來。正好驗證了我們開頭的思路。

類之間的關系

15、觀察者模式（Observer）

包括這個模式在內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。觀察者模式很好理解，類似于郵件訂閱和RSS訂閱，當我們?yōu)g覽一些博客或wiki時，經(jīng)常會看到RSS圖標，就這的意思是，當你訂閱了該文章，如果后續(xù)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，并且隨著變化！對象之間是一種一對多的關系。先來看看關系圖
//TODO
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類中定義著需要監(jiān)控的對象列表，可以對其進行修改：增加或刪除被監(jiān)控對象，且當MySubject變化時，負責通知在列表內存在的對象。我們看實現(xiàn)代碼：

一個Observer接口：

public interface Observer {
    public void update();
}

兩個實現(xiàn)類：

public class Observer1 implements Observer {
    @Override
    public void update() {
        System.out.println("observer1 has received!");
    }
}
public class Observer2 implements Observer {
    @Override
    public void update() {
        System.out.println("observer2 has received!");
    }
}

Subject接口及實現(xiàn)類：

public interface Subject {
    /*增加觀察者*/
    public void add(Observer observer);
    /*刪除觀察者*/
    public void del(Observer observer);
    /*通知所有的觀察者*/
    public void notifyObservers();
    /*自身的操作*/
    public void operation();
}
public abstract class AbstractSubject implements Subject {
    private Vector<Observer> vector = new Vector<Observer>();
    @Override
    public void add(Observer observer) {
        vector.add(observer);
    }
    @Override
    public void del(Observer observer) {
        vector.remove(observer);
    }
    @Override
    public void notifyObservers() {
        Enumeration<Observer> enumo = vector.elements();
        while(enumo.hasMoreElements()){
            enumo.nextElement().update();
        }
    }
}
public class MySubject extends AbstractSubject {
    @Override
    public void operation() {
        System.out.println("update self!");
        notifyObservers();
    }
}

測試類：

public class ObserverTest {
    public static void main(String[] args) {
        Subject sub = new MySubject();
        sub.add(new Observer1());
        sub.add(new Observer2());
        sub.operation();
    }
}

輸出：

update self!
observer1 has received!
observer2 has received!

這些東西，其實不難，只是有些抽象，不太容易整體理解，建議讀者：根據(jù)關系圖，新建項目，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，理解起來容易！

16、迭代子模式（Iterator）

顧名思義，迭代器模式就是順序訪問聚集中的對象，一般來說，集合中非常常見，如果對集合類比較熟悉的話，理解本模式會十分輕松。這句話包含兩層意思：一是需要遍歷的對象，即聚集對象，二是迭代器對象，用于對聚集對象進行遍歷訪問。我們看下關系圖：

//TODO

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中定義了一系列迭代操作，且持有Collection實例，我們來看看實現(xiàn)代碼：

兩個接口：

public interface Collection {
    public Iterator iterator();
    /*取得集合元素*/
    public Object get(int i);
    /*取得集合大小*/
    public int size();
}
public interface Iterator {
    //前移
    public Object previous();
    //后移
    public Object next();
    public boolean hasNext();
    //取得第一個元素
    public Object first();
}

兩個實現(xiàn)：

public class MyCollection implements Collection {
    public String string[] = {"A","B","C","D","E"};
    @Override
    public Iterator iterator() {
        return new MyIterator(this);
    }
    @Override
    public Object get(int i) {
        return string[i];
    }
    @Override
    public int size() {
        return string.length;
    }
}
public class MyIterator implements Iterator {
    private Collection collection;
    private int pos = -1;
    public MyIterator(Collection collection){
        this.collection = collection;
    }
    @Override
    public Object previous() {
        if(pos > 0){
            pos--;
        }
        return collection.get(pos);
    }
    @Override
    public Object next() {
        if(pos<collection.size()-1){
            pos++;
        }
        return collection.get(pos);
    }
    @Override
    public boolean hasNext() {
        if(pos<collection.size()-1){
            return true;
        }else{
            return false;
        }
    }
    @Override
    public Object first() {
        pos = 0;
        return collection.get(pos);
    }
}

測試類：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Collection collection = new MyCollection();
        Iterator it = collection.iterator();
        while(it.hasNext()){
            System.out.println(it.next());
        }
    }
}

輸出：A B C D E
此處我們貌似模擬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(yōu)化放到一起的，只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，甚至框架！

17、責任鏈模式（Chain of Responsibility）

接下來我們將要談談責任鏈模式，有多個對象，每個對象持有對下一個對象的引用，這樣就會形成一條鏈，請求在這條鏈上傳遞，直到某一對象決定處理該請求。但是發(fā)出者并不清楚到底最終那個對象會處理該請求，所以，責任鏈模式可以實現(xiàn)，在隱瞞客戶端的情況下，對系統(tǒng)進行動態(tài)的調整。先看看關系圖：

//TODO
Abstracthandler類提供了get和set方法，方便MyHandle類設置和修改引用對象，MyHandle類是核心，實例化后生成一系列相互持有的對象，構成一條鏈。

public interface Handler {
    public void operator();
}
public abstract class AbstractHandler {
    private Handler handler;
    public Handler getHandler() {
        return handler;
    }
    public void setHandler(Handler handler) {
        this.handler = handler;
    }
}
public class MyHandler extends AbstractHandler implements Handler {
    private String name;
    public MyHandler(String name) {
        this.name = name;
    }
    @Override
    public void operator() {
        System.out.println(name+"deal!");
        if(getHandler()!=null){
            getHandler().operator();
        }
    }
}
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        MyHandler h1 = new MyHandler("h1");
        MyHandler h2 = new MyHandler("h2");
        MyHandler h3 = new MyHandler("h3");
        h1.setHandler(h2);
        h2.setHandler(h3);
        h1.operator();
    }
}

輸出：

h1deal!
h2deal!
h3deal!

此處強調一點就是，鏈接上的請求可以是一條鏈，可以是一個樹，還可以是一個環(huán)，模式本身不約束這個，需要我們自己去實現(xiàn)，同時，在一個時刻，命令只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、命令模式（Command）

命令模式很好理解，舉個例子，司令員下令讓士兵去干件事情，從整個事情的角度來考慮，司令員的作用是，發(fā)出口令，口令經(jīng)過傳遞，傳到了士兵耳朵里，士兵去執(zhí)行。這個過程好在，三者相互解耦，任何一方都不用去依賴其他人，只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么實現(xiàn)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是命令，實現(xiàn)了Command接口，持有接收對象，看實現(xiàn)代碼：

public interface Command {
    public void exe();
}
public class MyCommand implements Command {
    private Receiver receiver;
    public MyCommand(Receiver receiver) {
        this.receiver = receiver;
    }
    @Override
    public void exe() {
        receiver.action();
    }
}
public class Receiver {
    public void action(){
        System.out.println("command received!");
    }
}
public class Invoker {
    private Command command;
    public Invoker(Command command) {
        this.command = command;
    }
    public void action(){
        command.exe();
    }
}
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Receiver receiver = new Receiver();
        Command cmd = new MyCommand(receiver);
        Invoker invoker = new Invoker(cmd);
        invoker.action();
    }
}

輸出：command received!

  這個很哈理解，命令模式的目的就是達到命令的發(fā)出者和執(zhí)行者之間解耦，實現(xiàn)請求和執(zhí)行分開，熟悉Struts的同學應該知道，Struts其實就是一種將請求和呈現(xiàn)分離的技術，其中必然涉及命令模式的思想！

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體現(xiàn)，像AWT、JDBC、集合類、IO管道或者是Web框架，里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內，把意思寫清楚了，更好讓大家明白。本章不出意外的話，應該是設計模式最后一講了，首先還是上一下上篇開頭的那個圖：

//TODO
本章講講第三類和第四類。
類的狀態(tài)

19、備忘錄模式（Memento）

主要目的是保存一個對象的某個狀態(tài)，以便在適當?shù)臅r候恢復對象，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的一些內部狀態(tài)，類C呢，就是一個用來存儲備忘錄的，且只能存儲，不能修改等操作。做個圖來分析一下：
//TODO
Original類是原始類，里面有需要保存的屬性value及創(chuàng)建一個備忘錄類，用來保存value值。Memento類是備忘錄類，Storage類是存儲備忘錄的類，持有Memento類的實例，該模式很好理解。直接看源碼：

public class Original {
    private String value;
    public String getValue() {
        return value;
    }
    public void setValue(String value) {
        this.value = value;
    }
    public Original(String value) {
        this.value = value;
    }
    public Memento createMemento(){
        return new Memento(value);
    }
    public void restoreMemento(Memento memento){
        this.value = memento.getValue();
    }
}
public class Memento {
    private String value;
    public Memento(String value) {
        this.value = value;
    }
    public String getValue() {
        return value;
    }
    public void setValue(String value) {
        this.value = value;
    }
}
public class Storage {
    private Memento memento;
    public Storage(Memento memento) {
        this.memento = memento;
    }
    public Memento getMemento() {
        return memento;
    }
    public void setMemento(Memento memento) {
        this.memento = memento;
    }
}

測試類：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // 創(chuàng)建原始類
        Original origi = new Original("egg");
        // 創(chuàng)建備忘錄
        Storage storage = new Storage(origi.createMemento());
        // 修改原始類的狀態(tài)
        System.out.println("初始化狀態(tài)為：" + origi.getValue());
        origi.setValue("niu");
        System.out.println("修改后的狀態(tài)為：" + origi.getValue());
        // 回復原始類的狀態(tài)
        origi.restoreMemento(storage.getMemento());
        System.out.println("恢復后的狀態(tài)為：" + origi.getValue());
    }
}

輸出：

    初始化狀態(tài)為：egg
    修改后的狀態(tài)為：niu
    恢復后的狀態(tài)為：egg

簡單描述下：新建原始類時，value被初始化為egg，后經(jīng)過修改，將value的值置為niu，最后倒數(shù)第二行進行恢復狀態(tài)，結果成功恢復了。其實我覺得這個模式叫“備份-恢復”模式最形象。

20、狀態(tài)模式（State）

核心思想就是：當對象的狀態(tài)改變時，同時改變其行為，很好理解！就拿QQ來說，有幾種狀態(tài)，在線、隱身、忙碌等，每個狀態(tài)對應不同的操作，而且你的好友也能看到你的狀態(tài)，所以，狀態(tài)模式就兩點：1、可以通過改變狀態(tài)來獲得不同的行為。2、你的好友能同時看到你的變化?？磮D：

State類是個狀態(tài)類，Context類可以實現(xiàn)切換，我們來看看代碼：

package com.xtfggef.dp.state;
/**
 * 狀態(tài)類的核心類
 * 2012-12-1
 * @author erqing
 *
 */
public class State {
    private String value;
    public String getValue() {
        return value;
    }
    public void setValue(String value) {
        this.value = value;
    }
    public void method1(){
        System.out.println("execute the first opt!");
    }
    public void method2(){
        System.out.println("execute the second opt!");
    }
}
package com.xtfggef.dp.state;
/**
 * 狀態(tài)模式的切換類   2012-12-1
 * @author erqing
 *
 */
public class Context {
    private State state;
    public Context(State state) {
        this.state = state;
    }
    public State getState() {
        return state;
    }
    public void setState(State state) {
        this.state = state;
    }
    public void method() {
        if (state.getValue().equals("state1")) {
            state.method1();
        } else if (state.getValue().equals("state2")) {
            state.method2();
        }
    }
}

測試類：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        State state = new State();
        Context context = new Context(state);
        //設置第一種狀態(tài)
        state.setValue("state1");
        context.method();
        //設置第二種狀態(tài)
        state.setValue("state2");
        context.method();
    }
}

輸出：

execute the first opt!
execute the second opt!

根據(jù)這個特性，狀態(tài)模式在日常開發(fā)中用的挺多的，尤其是做網(wǎng)站的時候，我們有時希望根據(jù)對象的某一屬性，區(qū)別開他們的一些功能，比如說簡單的權限控制等。

21、訪問者模式（Visitor）

訪問者模式把數(shù)據(jù)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。訪問者模式適用于數(shù)據(jù)結構相對穩(wěn)定算法又易變化的系統(tǒng)。因為訪問者模式使得算法操作增加變得容易。若系統(tǒng)數(shù)據(jù)結構對象易于變化，經(jīng)常有新的數(shù)據(jù)對象增加進來，則不適合使用訪問者模式。訪問者模式的優(yōu)點是增加操作很容易，因為增加操作意味著增加新的訪問者。訪問者模式將有關行為集中到一個訪問者對象中，其改變不影響系統(tǒng)數(shù)據(jù)結構。其缺點就是增加新的數(shù)據(jù)結構很困難?！?From 百科

簡單來說，訪問者模式就是一種分離對象數(shù)據(jù)結構與行為的方法，通過這種分離，可達到為一個被訪問者動態(tài)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，存放要訪問的對象，

public interface Visitor {
    public void visit(Subject sub);
}
public class MyVisitor implements Visitor {
    @Override
    public void visit(Subject sub) {
        System.out.println("visit the subject："+sub.getSubject());
    }
}

Subject類，accept方法，接受將要訪問它的對象，getSubject()獲取將要被訪問的屬性，

public interface Subject {
    public void accept(Visitor visitor);
    public String getSubject();
}
public class MySubject implements Subject {
    @Override
    public void accept(Visitor visitor) {
        visitor.visit(this);
    }
    @Override
    public String getSubject() {
        return "love";
    }
}

測試：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Visitor visitor = new MyVisitor();
        Subject sub = new MySubject();
        sub.accept(visitor);
    }
}

輸出：visit the subject：love

該模式適用場景：如果我們想為一個現(xiàn)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(xiàn)有功能出現(xiàn)兼容性問題？2、以后會不會再需要添加？3、如果類不允許修改代碼怎么辦？面對這些問題，最好的解決方法就是使用訪問者模式，訪問者模式適用于數(shù)據(jù)結構相對穩(wěn)定的系統(tǒng)，把數(shù)據(jù)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，因為只要修改一個對象，其它關聯(lián)的對象都得進行修改。如果使用中介者模式，只需關心和Mediator類的關系，具體類類之間的關系及調度交給Mediator就行，這有點像spring容器的作用。先看看圖：

User類統(tǒng)一接口，User1和User2分別是不同的對象，二者之間有關聯(lián)，如果不采用中介者模式，則需要二者相互持有引用，這樣二者的耦合度很高，為了解耦，引入了Mediator類，提供統(tǒng)一接口，MyMediator為其實現(xiàn)類，里面持有User1和User2的實例，用來實現(xiàn)對User1和User2的控制。這樣User1和User2兩個對象相互獨立，他們只需要保持好和Mediator之間的關系就行，剩下的全由MyMediator類來維護！基本實現(xiàn)：

public interface Mediator {
    public void createMediator();
    public void workAll();
}
public class MyMediator implements Mediator {
    private User user1;
    private User user2;
    public User getUser1() {
        return user1;
    }
    public User getUser2() {
        return user2;
    }
    @Override
    public void createMediator() {
        user1 = new User1(this);
        user2 = new User2(this);
    }
    @Override
    public void workAll() {
        user1.work();
        user2.work();
    }
}
public abstract class User {
    private Mediator mediator;
    public Mediator getMediator(){
        return mediator;
    }
    public User(Mediator mediator) {
        this.mediator = mediator;
    }
    public abstract void work();
}
public class User1 extends User {
    public User1(Mediator mediator){
        super(mediator);
    }
    @Override
    public void work() {
        System.out.println("user1 exe!");
    }
}
public class User2 extends User {
    public User2(Mediator mediator){
        super(mediator);
    }
    @Override
    public void work() {
        System.out.println("user2 exe!");
    }
}

測試類：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Mediator mediator = new MyMediator();
        mediator.createMediator();
        mediator.workAll();
    }
}

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后一講，一般主要應用在OOP開發(fā)中的編譯器的開發(fā)中，所以適用面比較窄。
Context類是一個上下文環(huán)境類，Plus和Minus分別是用來計算的實現(xiàn)，代碼如下：

public interface Expression {
    public int interpret(Context context);
}
public class Plus implements Expression {
    @Override
    public int interpret(Context context) {
        return context.getNum1()+context.getNum2();
    }
}
public class Minus implements Expression {
    @Override
    public int interpret(Context context) {
        return context.getNum1()-context.getNum2();
    }
}
public class Context {
    private int num1;
    private int num2;
    public Context(int num1, int num2) {
        this.num1 = num1;
        this.num2 = num2;
    }
    public int getNum1() {
        return num1;
    }
    public void setNum1(int num1) {
        this.num1 = num1;
    }
    public int getNum2() {
        return num2;
    }
    public void setNum2(int num2) {
        this.num2 = num2;
    }
}

測試類：

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

最后輸出正確的結果：3。

基本就這樣，解釋器模式用來做各種各樣的解釋器，如正則表達式等的解釋器等等！