基于Java的設(shè)計(jì)模式理解與實(shí)現(xiàn)

鄭苗

摘要：軟件開發(fā)中，最重要的不是后期的編碼，而是前期的設(shè)計(jì)，甚至可以毫不夸張地說，一個軟件的好壞就取決于設(shè)計(jì)，因?yàn)榍捌诘脑O(shè)計(jì)會直接影響后期的開發(fā)以及維護(hù)。從中，我們就可以知道設(shè)計(jì)是多么重要，這樣一來，理解并學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)模式就顯得很有必要了。而在目前市面上出現(xiàn)的多種編程語言中，Java的熱度是最高的。因此該文將通過Java來闡述對目前較流行的幾種設(shè)計(jì)模式的理解與實(shí)現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：軟件開發(fā)；實(shí)現(xiàn)；Java；設(shè)計(jì)模式

中圖分類號：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2017）32-0115-02

1 概述

總體而言，設(shè)計(jì)模式（Design pattern）是一種設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)。它是經(jīng)過前人理解、深挖、設(shè)計(jì)、廣泛使用之后，總結(jié)出來的。其目的是為了讓代碼擁有更強(qiáng)的可讀性、更容易被開發(fā)者理解、可被重復(fù)利用、更可靠。毫無夸張地說，對于開發(fā)者以及系統(tǒng)本身，設(shè)計(jì)模式都是很有利的，設(shè)計(jì)模式，可以使編程更加地充滿樂趣，使代碼更加地規(guī)范。如果把一個系統(tǒng)比作海洋中航行的巨輪的話，那么設(shè)計(jì)模式就是這艘巨輪中的鋼架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，合理地使用設(shè)計(jì)模式，可以使這艘巨輪更加牢固，能夠抵抗住各種考驗(yàn)，解決面臨的問題，也有利于后期的升級改造，會讓它走得更穩(wěn)更遠(yuǎn)。

2 設(shè)計(jì)模式的分類

2.1 創(chuàng)建型模式

原型模式、建造者模式、工廠方法模式、單例模式、抽象工廠模式。

2.2 結(jié)構(gòu)型模式

裝飾器模式、適配器模式、外觀模式、代理模式、享元模式、組合模式、橋接模式。

2.3 行為型模式

解釋器模式、策略模式、模版方法模式、觀察者模式、責(zé)任鏈模式、命令模式、迭代子模式、備忘錄模式、狀態(tài)模式、中介者模式、訪問者模式。

3 設(shè)計(jì)模式的六大原則

3.1 開閉原則

什么叫開閉原則呢？其實(shí)意思就是對修改是關(guān)閉的，但是對擴(kuò)展是開放的。當(dāng)我們的系統(tǒng)在面臨升級，需要對它做一些擴(kuò)展，這個時候，對于之前的那些代碼，我們最好是不要去做修改。用比較專業(yè)的術(shù)語來說就是：想要讓我們的系統(tǒng)更好地升級和維護(hù)，擁有更好的擴(kuò)展性，需要我們?nèi)ナ褂贸橄箢惡徒涌凇?/p>

3.2 里氏代換原則

什么叫里氏代換原則呢？面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)對于開發(fā)者而言，應(yīng)該是耳熟能詳?shù)?，而這個里氏代換原則就是面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的基本原則之一。簡單來說，里氏代換原則是指，子類可以出現(xiàn)在任何基類可以出現(xiàn)的地方。作為繼承復(fù)用的基礎(chǔ)，里氏代換原則中，基類被復(fù)用有一個前提，那就是軟件單位的功能不會因?yàn)樽宇愄鎿Q掉基類的而受到影響，從而，子類也可以基于基類增加新的功能。其實(shí)這個原則也可以說是對上面“開閉原則”的補(bǔ)充?！伴_閉原則”的實(shí)現(xiàn)，很重要的一步就是做抽象化處理。而子類與基類之間的繼承關(guān)系也具體實(shí)現(xiàn)了抽象化，因此，換言之，里氏代換原則規(guī)范了實(shí)現(xiàn)抽象化的具體步驟。

3.3 依賴倒轉(zhuǎn)原則

這個原則是作為開閉原則的基礎(chǔ)，它的意思是指，當(dāng)我們面向接口編程的時候，我們是需要依賴抽象，但是不依賴具體的。

3.4 接口隔離原則

接口隔離原則是指：使用單個接口不會比使用多個隔離的接口要好。就是松耦合的意思，我們從這兒不難看出，設(shè)計(jì)模式其實(shí)就是作為軟件的設(shè)計(jì)思想，它是從軟件架構(gòu)著手的，目的是為了維護(hù)容易和升級。

3.5 迪米特法則

這個也叫做最少知道原則，為什么叫這個呢？ 意思是：實(shí)體之間需要盡可能少的相互作用，這樣就可以使系統(tǒng)各個功能模塊看起來是相對獨(dú)立的，也能便于維護(hù)。

3.6 合成復(fù)用原則

原則是不使用繼承，盡量使用合成/聚合的方式。

4 設(shè)計(jì)模式詳細(xì)實(shí)現(xiàn)

4.1 代理模式（Proxy）

顧名思義，在該種模式下，會有一種代理類的產(chǎn)生，通過該代理類，我們可以擁有原對象的一些功能，比如我們在買火車票的時候有時會去一些代售點(diǎn)而不是直接去火車站，這里的代售點(diǎn)就是代理的意思。

根據(jù)上文的闡述，代理模式就比較容易理解了，我們看下代碼實(shí)現(xiàn)：

interface Station {

int saleTicket（）； }

class BeijingStation implements Station {

@Override

int saleTicket（） {

System.out.println（"beijing station can sale tickets！"）； } }

class Xiecheng implements Station {

private Station station；

Xiecheng（）{

super（）；

this.station = new Station（）； }

@Override

int saleTicket（） {

proxyBef（）；

station.saleTicket（）；

proxyAft（）； }

int proxyAft（） {

System.out.println（" proxyafter！"）； }

int proxyBef（） {

System.out.println（"proxybefore ！"）； } }

代理模式有如下的應(yīng)用場景：

當(dāng)已有方法在使用時需要對之前的方法做一些改進(jìn)時，有兩種處理辦法：endprint

1） 通過修改之前的方法來完成我們的需求。但是這樣做的話，就違反了一個原則，那就是開閉原則。

2） 設(shè)置一個中間代理類，通過這個中間代理類來調(diào)用之前方法，并且，對這個類調(diào)用產(chǎn)生的結(jié)果做控制。

以上第2種方法就是很好地運(yùn)用了代理模式，從中，我們不難看出，代理模式能夠?qū)δ茏龀龈忧逦膭澐?，這對于后期維護(hù)是很有利的。

4.2 觀察者模式（ Observer）

這個模式講的是類和類的關(guān)系，但是它跟繼承是沒有關(guān)系的。這種模式其實(shí)是比較容易理解的，它跟RSS訂閱和郵件訂閱的關(guān)系很像，比如，我們閱讀wiki或博客時，RSS圖標(biāo)，我們會經(jīng)?？吹?，放在這來講就是，當(dāng)你關(guān)注并訂閱某篇文章，后續(xù)如果這篇文章有更新的話，它也會非常及時地通知到你。換言之：一個對象當(dāng)它發(fā)生變化的時候，依賴該對象的其他對象是都會收到相應(yīng)的通知的，而且也會做出相應(yīng)的變化。對象與對象之間是一對多的關(guān)系。如圖1所示。

這些類的作用，我來解釋下：我們的主對象就是MySubject類，MySubject類有2個依賴于它的對象，就是Observer1和Observer2，當(dāng)它發(fā)生變化的時候，依賴于它的Observer1和Observer2也必然會發(fā)生變化。而AbstractSubject類里則定義了對象列表，這些對象列表是需要被監(jiān)控的，可以對其進(jìn)行增加或刪除被監(jiān)控對象的修改，并且當(dāng)主對象發(fā)生變化時，AbstractSubject會告警在其列表中存在的對象。具體代碼如下：

定義Check接口：

interface Watch{

void change（）；

}

定義實(shí)現(xiàn)類：

class Watch1 implements Watch{

@Override

void change（） {

System.out.println（"watch1 gets！"）； } }

class Watch2 implements Watch{

@Override

void change（） {

System.out.println（"watch2 gets！"）； } }

實(shí)現(xiàn)類和AbstractSubject接口：

interface AbstractSubject{

/*觀察者增加*/

void add（Watch watch）；

/*觀察者刪除*/

void delete（Watch watch）；

/*所有的觀察者被通知*/

void tellWatchs（）；

void show（）；

}

abstract class ASubjectImpl implements AbstractSubject{

Listlist= new ArrayList（）；

@Override

void add（Watch watch） {

list.add（watch）； }

@Override

void del（Watch watch） {

list.remove（watch）； }

@Override

void tellWatchs（） {

for（int i=0；i

Watch watch = list.get（i）；

watch.change（）；} } }

class MySub extends ASubjectImpl {

@Override

void show（） {

System.out.println（"change self！"）；

tellWatchs（）； } }

觀察者模式其實(shí)不難，只是有些抽象，不太容易整體理解，但是根據(jù)關(guān)系圖以及參考我的代碼，整理邏輯梳理一遍，這樣就會比較容易理解了！

5 總結(jié)

設(shè)計(jì)模式的學(xué)習(xí)是一個長期的過程，需要幾個階段的學(xué)習(xí)，更要注重理論與實(shí)現(xiàn)的結(jié)合，大量地準(zhǔn)確地將所學(xué)的設(shè)計(jì)模式運(yùn)用到項(xiàng)目中去，充分發(fā)揮設(shè)計(jì)模式的作用，這樣才能體會到它的奧妙之處。

參考文獻(xiàn)：

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