当前位置：首页 > web >正文

Pattern解说

web 2025/8/21 0:29:41

1. 模式的类型

根据其范围和目的，模式可以分为以下几类：

a. 创建型模式（Creational Patterns）

目的：处理对象的创建机制，尝试以适合情境的方式创建对象。
示例：
- 单例模式（Singleton）：确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。
- 工厂方法模式（Factory Method）：定义一个用于创建对象的接口，但让子类决定实例化哪一个类。
- 抽象工厂模式（Abstract Factory）：提供一个接口，用于创建一系列相关或依赖的对象，而无需指定它们的具体类。
- 建造者模式（Builder）：将复杂对象的构造与其表示分离，使得相同的构造过程可以创建不同的表示。
- 原型模式（Prototype）：使用一个原型实例指定要创建的对象种类，并通过复制这个原型来创建新对象。

b. 结构型模式（Structural Patterns）

目的：关注类与对象的组合方式，以形成更大的结构。
示例：
- 适配器模式（Adapter）：将一个类的接口转换为客户期望的另一个接口，使得原本不兼容的类可以协同工作。
- 装饰器模式（Decorator）：动态地给一个对象添加或覆盖行为。
- 组合模式（Composite）：将对象组合成树形结构，以表示部分-整体层次结构。
- 外观模式（Facade）：为大型代码体（如类库）提供一个简化的接口。
- 代理模式（Proxy）：为其他对象提供一个代理或占位符，以控制对该对象的访问。
- 桥接模式（Bridge）：将抽象与其实现解耦，使两者可以独立变化。
- 享元模式（Flyweight）：通过共享高效地支持大量细粒度对象。

c. 行为型模式（Behavioral Patterns）

目的：关注对象之间的通信，即对象之间发生了什么以及它们如何协同工作。
示例：
- 观察者模式（Observer）：定义对象之间的一对多依赖关系，当一个对象的状态发生变化时，所有依赖它的对象都会得到通知并自动更新。
- 策略模式（Strategy）：定义一个算法家族，分别封装起来，并使它们可以互换。
- 命令模式（Command）：将请求封装为一个对象，从而使你可以用不同的请求对客户进行参数化，对请求排队或记录请求日志，以及支持可撤销的操作。
- 责任链模式（Chain of Responsibility）：避免请求的发送者与接收者之间的耦合，让多个对象都有机会处理请求。
- 状态模式（State）：允许一个对象在其内部状态改变时改变其行为。
- 模板方法模式（Template Method）：定义一个操作中的算法的骨架，而将一些步骤延迟到子类中。
- 访问者模式（Visitor）：表示一个作用于某对象结构中的各元素的操作。
- 迭代器模式（Iterator）：提供一种顺序访问聚合对象中各个元素的方法，而不暴露该对象的内部表示。

d. 并发模式（Concurrency Patterns）

目的：处理多线程编程和同步问题。
示例：
- 生产者-消费者模式（Producer-Consumer）：在多线程环境中协调项目的生产和消费。
- 读者-写者模式（Readers-Writers）：管理多个线程对共享资源的访问，其中一些线程读取，另一些线程写入。
- 线程池模式（Thread Pool）：管理一组工作线程以异步执行任务。
- 锁模式（Lock）：控制多个线程对共享资源的访问，确保互斥。

2. 使用模式的好处

可重用性：模式提供了可重用的解决方案，可以应用于不同的问题和情境。
沟通：它们为开发者提供了一种共同的语言，使得设计决策的沟通更加容易。
可维护性：使用模式设计的系统更易于维护和扩展。
可扩展性：模式通常促进可扩展和灵活的架构。
最佳实践：它们封装了最佳实践和经过验证的解决方案，减少了出错的可能性。

3. 示例：单例模式（Singleton Pattern）

单例模式确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。

Java中的实现

public class Singleton {// 类的私有静态实例private static Singleton instance;// 私有构造函数以防止实例化private Singleton() {}// 提供访问实例的公共方法public static synchronized Singleton getInstance() {if (instance == null) {instance = new Singleton();}return instance;}
}

使用

public class Main {public static void main(String[] args) {Singleton singleton = Singleton.getInstance();// 所有对getInstance()的调用都返回相同的实例}
}

4. 示例：观察者模式（Observer Pattern）

观察者模式定义对象之间的一对多依赖关系，当一个对象的状态发生变化时，所有依赖它的对象都会得到通知并自动更新。

Java中的实现

// 主题接口
public interface Subject {void registerObserver(Observer o);void removeObserver(Observer o);void notifyObservers();
}// 观察者接口
public interface Observer {void update(float temp, float humidity, float pressure);
}// 具体主题
public class WeatherData implements Subject {private List<Observer> observers;private float temperature;private float humidity;private float pressure;public WeatherData() {observers = new ArrayList<>();}public void setMeasurements(float temperature, float humidity, float pressure) {this.temperature = temperature;this.humidity = humidity;this.pressure = pressure;notifyObservers();}@Overridepublic void registerObserver(Observer o) {observers.add(o);}@Overridepublic void removeObserver(Observer o) {observers.remove(o);}@Overridepublic void notifyObservers() {for (Observer observer : observers) {observer.update(temperature, humidity, pressure);}}
}// 具体观察者
public class CurrentConditionsDisplay implements Observer {private float temperature;private float humidity;@Overridepublic void update(float temperature, float humidity, float pressure) {this.temperature = temperature;this.humidity = humidity;display();}public void display() {System.out.println("当前条件: " + temperature + "华氏度, " + humidity + "%湿度");}
}

使用

public class Main {public static void main(String[] args) {WeatherData weatherData = new WeatherData();CurrentConditionsDisplay currentDisplay = new CurrentConditionsDisplay();weatherData.registerObserver(currentDisplay);weatherData.setMeasurements(80, 65, 30.4f);weatherData.setMeasurements(82, 70, 29.2f);}
}