本章是关于设计模式的最后一讲,会讲到第三种设计模式——行为型模式,共11种:策略模式、模板方法模式、观察者模式、迭代子模式、责任链模式、命令模式、备忘录模式、状态模式、访问者模式、中介者模式、解释器模式。这段时间一直在写关于设计模式的东西,终于写到一半了,写博文是个很费时间的东西,因为我得为读者负责,不论是图还是代码还是表述,都希望能尽量写清楚,以便读者理解,我想不论是我还是读者,都希望看到高质量的博文出来,从我本人出发,我会一直坚持下去,不断更新,源源动力来自于读者朋友们的不断支持,我会尽自己的努力,写好每一篇文章!希望大家能不断给出意见和建议,共同打造完美的博文!


先来张图,看看这11中模式的关系:

第一类:通过父类与子类的关系进行实现。第二类:两个类之间。第三类:类的状态。第四类:通过中间类


设计模式全解(三)_System

13、策略模式(strategy)

策略模式定义了一系列算法,并将每个算法封装起来,使他们可以相互替换,且算法的变化不会影响到使用算法的客户。需要设计一个接口,为一系列实现类提供统一的方法,多个实现类实现该接口,设计一个抽象类(可有可无,属于辅助类),提供辅助函数,关系图如下:


设计模式全解(三)_ide_02

图中ICalculator提供同意的方法,
AbstractCalculator是辅助类,提供辅助方法,接下来,依次实现下每个类:

首先统一接口:


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1. public interface ICalculator {  
2. public int calculate(String exp);  
3. }

辅助类:


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1. public abstract class AbstractCalculator {  
2.       
3. public int[] split(String exp,String opt){  
4.         String array[] = exp.split(opt);  
5. int arrayInt[] = new int[2];  
6. 0] = Integer.parseInt(array[0]);  
7. 1] = Integer.parseInt(array[1]);  
8. return arrayInt;  
9.     }  
10. }


三个实现类:


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1. public class Plus extends AbstractCalculator implements ICalculator {  
2.   
3. @Override  
4. public int calculate(String exp) {  
5. int arrayInt[] = split(exp,"\\+");  
6. return arrayInt[0]+arrayInt[1];  
7.     }  
8. }


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1. public class Minus extends AbstractCalculator implements ICalculator {  
2.   
3. @Override  
4. public int calculate(String exp) {  
5. int arrayInt[] = split(exp,"-");  
6. return arrayInt[0]-arrayInt[1];  
7.     }  
8.   
9. }


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1. public class Multiply extends AbstractCalculator implements ICalculator {  
2.   
3. @Override  
4. public int calculate(String exp) {  
5. int arrayInt[] = split(exp,"\\*");  
6. return arrayInt[0]*arrayInt[1];  
7.     }  
8. }


简单的测试类:


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1. public class StrategyTest {  
2.   
3. public static void main(String[] args) {  
4. "2+8";  
5. new Plus();  
6. int result = cal.calculate(exp);  
7.         System.out.println(result);  
8.     }  
9. }


输出:10

策略模式的决定权在用户,系统本身提供不同算法的实现,新增或者删除算法,对各种算法做封装。因此,策略模式多用在算法决策系统中,外部用户只需要决定用哪个算法即可。

14、模板方法模式(Template Method)

解释一下模板方法模式,就是指:一个抽象类中,有一个主方法,再定义1...n个方法,可以是抽象的,也可以是实际的方法,定义一个类,继承该抽象类,重写抽象方法,通过调用抽象类,实现对子类的调用,先看个关系图:


设计模式全解(三)_System_03

就是在AbstractCalculator类中定义一个主方法calculate,calculate()调用spilt()等,Plus和Minus分别继承AbstractCalculator类,通过对AbstractCalculator的调用实现对子类的调用,看下面的例子:


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1. public abstract class AbstractCalculator {  
2.       
3. /*主方法,实现对本类其它方法的调用*/  
4. public final int calculate(String exp,String opt){  
5. int array[] = split(exp,opt);  
6. return calculate(array[0],array[1]);  
7.     }  
8.       
9. /*被子类重写的方法*/  
10. abstract public int calculate(int num1,int num2);  
11.       
12. public int[] split(String exp,String opt){  
13.         String array[] = exp.split(opt);  
14. int arrayInt[] = new int[2];  
15. 0] = Integer.parseInt(array[0]);  
16. 1] = Integer.parseInt(array[1]);  
17. return arrayInt;  
18.     }  
19. }

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1. public class Plus extends AbstractCalculator {  
2.   
3. @Override  
4. public int calculate(int num1,int num2) {  
5. return num1 + num2;  
6.     }  
7. }


测试类:


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1. public class StrategyTest {  
2.   
3. public static void main(String[] args) {  
4. "8+8";  
5. new Plus();  
6. int result = cal.calculate(exp, "\\+");  
7.         System.out.println(result);  
8.     }  
9. }

我跟踪下这个小程序的执行过程:首先将exp和"\\+"做参数,调用AbstractCalculator类里的calculate(String,String)方法,在calculate(String,String)里调用同类的split(),之后再调用calculate(int ,int)方法,从这个方法进入到子类中,执行完return num1 + num2后,将值返回到AbstractCalculator类,赋给result,打印出来。正好验证了我们开头的思路。

15、观察者模式(Observer)

包括这个模式在内的接下来的四个模式,都是类和类之间的关系,不涉及到继承,学的时候应该 记得归纳,记得本文最开始的那个图。观察者模式很好理解,类似于邮件订阅和RSS订阅,当我们浏览一些博客或wiki时,经常会看到RSS图标,就这的意思是,当你订阅了该文章,如果后续有更新,会及时通知你。其实,简单来讲就一句话:当一个对象变化时,其它依赖该对象的对象都会收到通知,并且随着变化!对象之间是一种一对多的关系。先来看看关系图:


设计模式全解(三)_System_04

我解释下这些类的作用:MySubject类就是我们的主对象,Observer1和Observer2是依赖于MySubject的对象,当MySubject变化时,Observer1和Observer2必然变化。AbstractSubject类中定义着需要监控的对象列表,可以对其进行修改:增加或删除被监控对象,且当MySubject变化时,负责通知在列表内存在的对象。我们看实现代码:

一个Observer接口:


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1. public interface Observer {  
2. public void update();  
3. }


两个实现类:


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1. public class Observer1 implements Observer {  
2.   
3. @Override  
4. public void update() {  
5. "observer1 has received!");  
6.     }  
7. }


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1. public class Observer2 implements Observer {  
2.   
3. @Override  
4. public void update() {  
5. "observer2 has received!");  
6.     }  
7.   
8. }


Subject接口及实现类:


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1. public interface Subject {  
2.       
3. /*增加观察者*/  
4. public void add(Observer observer);  
5.       
6. /*删除观察者*/  
7. public void del(Observer observer);  
8.       
9. /*通知所有的观察者*/  
10. public void notifyObservers();  
11.       
12. /*自身的操作*/  
13. public void operation();  
14. }

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1. public abstract class AbstractSubject implements Subject {  
2.   
3. private Vector<Observer> vector = new Vector<Observer>();  
4. @Override  
5. public void add(Observer observer) {  
6.         vector.add(observer);  
7.     }  
8.   
9. @Override  
10. public void del(Observer observer) {  
11.         vector.remove(observer);  
12.     }  
13.   
14. @Override  
15. public void notifyObservers() {  
16.         Enumeration<Observer> enumo = vector.elements();  
17. while(enumo.hasMoreElements()){  
18.             enumo.nextElement().update();  
19.         }  
20.     }  
21. }

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1. public class MySubject extends AbstractSubject {  
2.   
3. @Override  
4. public void operation() {  
5. "update self!");  
6.         notifyObservers();  
7.     }  
8.   
9. }



测试类:


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1. public class ObserverTest {  
2.   
3. public static void main(String[] args) {  
4. new MySubject();  
5. new Observer1());  
6. new Observer2());  
7.           
8.         sub.operation();  
9.     }  
10.   
11. }


输出:

update self!
observer1 has received!
observer2 has received!

 这些东西,其实不难,只是有些抽象,不太容易整体理解,建议读者:根据关系图,新建项目,自己写代码(或者参考我的代码),按照总体思路走一遍,这样才能体会它的思想,理解起来容易!

16、迭代子模式(Iterator)

顾名思义,迭代器模式就是顺序访问聚集中的对象,一般来说,集合中非常常见,如果对集合类比较熟悉的话,理解本模式会十分轻松。这句话包含两层意思:一是需要遍历的对象,即聚集对象,二是迭代器对象,用于对聚集对象进行遍历访问。我们看下关系图:

 

设计模式全解(三)_System_05

这个思路和我们常用的一模一样,MyCollection中定义了集合的一些操作,MyIterator中定义了一系列迭代操作,且持有Collection实例,我们来看看实现代码:

两个接口:


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1. public interface Collection {  
2.       
3. public Iterator iterator();  
4.       
5. /*取得集合元素*/  
6. public Object get(int i);  
7.       
8. /*取得集合大小*/  
9. public int size();  
10. }


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1. public interface Iterator {  
2. //前移  
3. public Object previous();  
4.       
5. //后移  
6. public Object next();  
7. public boolean hasNext();  
8.       
9. //取得第一个元素  
10. public Object first();  
11. }


两个实现:


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1. public class MyCollection implements Collection {  
2.   
3. public String string[] = {"A","B","C","D","E"};  
4. @Override  
5. public Iterator iterator() {  
6. return new MyIterator(this);  
7.     }  
8.   
9. @Override  
10. public Object get(int i) {  
11. return string[i];  
12.     }  
13.   
14. @Override  
15. public int size() {  
16. return string.length;  
17.     }  
18. }


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1. public class MyIterator implements Iterator {  
2.   
3. private Collection collection;  
4. private int pos = -1;  
5.       
6. public MyIterator(Collection collection){  
7. this.collection = collection;  
8.     }  
9.       
10. @Override  
11. public Object previous() {  
12. if(pos > 0){  
13.             pos--;  
14.         }  
15. return collection.get(pos);  
16.     }  
17.   
18. @Override  
19. public Object next() {  
20. if(pos<collection.size()-1){  
21.             pos++;  
22.         }  
23. return collection.get(pos);  
24.     }  
25.   
26. @Override  
27. public boolean hasNext() {  
28. if(pos<collection.size()-1){  
29. return true;  
30. else{  
31. return false;  
32.         }  
33.     }  
34.   
35. @Override  
36. public Object first() {  
37. 0;  
38. return collection.get(pos);  
39.     }  
40.   
41. }

测试类:


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1. public class Test {  
2.   
3. public static void main(String[] args) {  
4. new MyCollection();  
5.         Iterator it = collection.iterator();  
6.           
7. while(it.hasNext()){  
8.             System.out.println(it.next());  
9.         }  
10.     }  
11. }

输出:A B C D E

此处我们貌似模拟了一个集合类的过程,感觉是不是很爽?其实JDK中各个类也都是这些基本的东西,加一些设计模式,再加一些优化放到一起的,只要我们把这些东西学会了,掌握好了,我们也可以写出自己的集合类,甚至框架!

17、责任链模式(Chain of Responsibility)接下来我们将要谈谈责任链模式,有多个对象,每个对象持有对下一个对象的引用,这样就会形成一条链,请求在这条链上传递,直到某一对象决定处理该请求。但是发出者并不清楚到底最终那个对象会处理该请求,所以,责任链模式可以实现,在隐瞒客户端的情况下,对系统进行动态的调整。先看看关系图:


设计模式全解(三)_System_06

Abstracthandler类提供了get和set方法,方便MyHandle类设置和修改引用对象,MyHandle类是核心,实例化后生成一系列相互持有的对象,构成一条链。


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    1. public interface Handler {  
    2. public void operator();  
    3. }


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    1. public abstract class AbstractHandler {  
    2.       
    3. private Handler handler;  
    4.   
    5. public Handler getHandler() {  
    6. return handler;  
    7.     }  
    8.   
    9. public void setHandler(Handler handler) {  
    10. this.handler = handler;  
    11.     }  
    12.       
    13. }


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    1. public class MyHandler extends AbstractHandler implements Handler {  
    2.   
    3. private String name;  
    4.   
    5. public MyHandler(String name) {  
    6. this.name = name;  
    7.     }  
    8.   
    9. @Override  
    10. public void operator() {  
    11. "deal!");  
    12. if(getHandler()!=null){  
    13.             getHandler().operator();  
    14.         }  
    15.     }  
    16. }


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      1. public class Test {  
      2.   
      3. public static void main(String[] args) {  
      4. new MyHandler("h1");  
      5. new MyHandler("h2");  
      6. new MyHandler("h3");  
      7.   
      8.         h1.setHandler(h2);  
      9.         h2.setHandler(h3);  
      10.   
      11.         h1.operator();  
      12.     }  
      13. }


      输出:

      h1deal!
      h2deal!
      h3deal!

      此处强调一点就是,链接上的请求可以是一条链,可以是一个树,还可以是一个环,模式本身不约束这个,需要我们自己去实现,同时,在一个时刻,命令只允许由一个对象传给另一个对象,而不允许传给多个对象。

       18、命令模式(Command)

      命令模式很好理解,举个例子,司令员下令让士兵去干件事情,从整个事情的角度来考虑,司令员的作用是,发出口令,口令经过传递,传到了士兵耳朵里,士兵去执行。这个过程好在,三者相互解耦,任何一方都不用去依赖其他人,只需要做好自己的事儿就行,司令员要的是结果,不会去关注到底士兵是怎么实现的。我们看看关系图:


      设计模式全解(三)_ide_07

      Invoker是调用者(司令员),Receiver是被调用者(士兵),MyCommand是命令,实现了Command接口,持有接收对象,看实现代码:


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      1. public interface Command {  
      2. public void exe();  
      3. }

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      1. public class MyCommand implements Command {  
      2.   
      3. private Receiver receiver;  
      4.       
      5. public MyCommand(Receiver receiver) {  
      6. this.receiver = receiver;  
      7.     }  
      8.   
      9. @Override  
      10. public void exe() {  
      11.         receiver.action();  
      12.     }  
      13. }


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      1. public class Receiver {  
      2. public void action(){  
      3. "command received!");  
      4.     }  
      5. }


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      1. public class Invoker {  
      2.       
      3. private Command command;  
      4.       
      5. public Invoker(Command command) {  
      6. this.command = command;  
      7.     }  
      8.   
      9. public void action(){  
      10.         command.exe();  
      11.     }  
      12. }


      [java]  view plain  copy


      1. public class Test {  
      2.   
      3. public static void main(String[] args) {  
      4. new Receiver();  
      5. new MyCommand(receiver);  
      6. new Invoker(cmd);  
      7.         invoker.action();  
      8.     }  
      9. }


      输出:command received!

      这个很哈理解,命令模式的目的就是达到命令的发出者和执行者之间解耦,实现请求和执行分开,熟悉Struts的同学应该知道,Struts其实就是一种将请求和呈现分离的技术,其中必然涉及命令模式的思想!

      本篇暂时就到这里,因为考虑到将来博文会不断的更新,不断的增加新内容,所以当前篇幅不易过长,以便大家阅读,所以接下来的放到另一篇里。敬请关注!