图说设计模式笔记#1

前言

之前自己也学习过设计模式，但是学了之后大部分设计模式没怎么在实际场景中使用过，导致知识点遗忘的差不多了。偶然间发现了me115/design_patterns 这个开源项目，趁此机会打算再系统得学习巩固一下设计模式知识。

图说设计模式：本书使用图形和代码结合的方式来解析设计模式

UML图形符号

关系	说明	符号说明	plantuml写法
实现关系	继承抽象类	带空心三角箭头的虚线	<\|…
泛化关系	继承非抽象类	带空心三角箭头的实线	<\|--
组合关系	是一种强依赖的特殊聚合关系，如果整体不存在了，则部分也不存在了	带实心菱形箭头的实线	*--
聚合关系	整体由部分构成，整体与部分不是强依赖，即使整体不存在了，部分依然存在	带空心菱形箭头的实线	o--
关联关系	描述不同类的对象之间的结构关系，是一种静态关系，与运行状态无关，是一种强关联的关系，默认不强调方向，表示对象间互相知道，如果A–>B 表示A知道B，B不知道A。在代码中通常以成员变量的形式实现。	实线	--
依赖关系	描述一个对象在运行期间会用到另一个对象的关系，与关联关系不同的是，它是一种临时性的关系，在运行间产生。在代码中表现为类构造方法及类方法的传入参数	带箭头的虚线	<…

设计模式按类型区分

创建型模式
- 简单工厂模式（Simple Factory）
- 工厂方法模式（Factory Method）
- 抽象工厂模式（Abstract Factory）
- 建造者模式（Builder）
- 原型模式（Prototype）
- 单例模式（Singleton）
结构型模式
- 适配器模式（Adapter）
- 桥接模式（Bridge）
- 组合模式（Composite）
- 装饰模式（Decorator）
- 外观模式（Facade）
- 享元模式（Flyweight）
- 代理模式（Proxy）
行为型模式
- 职责链模式（Chain of Responsibility）
- 命令模式（Command）
- 解释器模式（Interpreter）
- 迭代器模式（Iterator）
- 中介者模式（Mediator）
- 备忘录模式（Memento）
- 观察者模式（Observer）
- 状态模式（State）
- 策略模式（Strategy）
- 模板方法模式（Template Method）
- 访问者模式（Visitor）

什么是创建型模式

创建型模式对类的实例化过程进行了抽象，将对象的创建和使用过程分离。使得外界只需要知道它们共同的接口，而不清楚具体的实线细节，使系统符合单一职责原则。

简单工厂模式

模式动机

提供一个方法，传入不同的参数来返回需要的对象。

模式定义

在简单工厂模式中，可以根据参数的不同返回不同类的实例。简单工厂模式专门定义一个类来负责创建其他类的实例，被创建的实例通常都具有共同的父类。

模式结构

Factory：工厂角色，实现创建实例的逻辑
Product：抽象产品角色，工厂创建的所有对象的父类，负责描述所有实例的公共接口
ConcreteProduct：具体产品角色，最终创建的目标

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时序图

代码实现

public class SimpleFactory {

    public static Product createProduct(String type) {
        Product product = null;
        switch (type) {
            case "A":
                product = new ProductA();
                break;
            case "B":
                product = new ProductB();
            default:
                break;
        }
        return product;
    }

}

简单工厂模式优缺点

优点
- 工厂类包含判断逻辑，客户端没有创建产品的责任，只需要消费产品；通过此方式实现了对责任的分割
- 客户端需要知道所创建具体产品的类名，只需要知道创建产品的参数即可，对于复杂类名，通过简单工厂模式可以减少使用者的记忆量
- 通过引入配置文件，可以在不修改任何客户端代码的情况下更换和增加新的具体产品类，在一定程度上提高了系统的灵活性
缺点
- 工厂类集中了所有产品的创建逻辑，一旦出问题，整个系统都要受影响
- 使用简单工厂模式会增加系统类的个数，在一定程度上增加了系统的复杂度和理解难度
- 系统拓展困难，添加新产品就不得不修改工厂类，产品数量增多后可能会造成工厂逻辑变复杂，不利于系统拓展和维护
- 由于使用了静态工厂方法，造成工厂角色无法形成基于继承的等级结构

适用环境

工厂类负责创建的对象比较少，逻辑不太复杂
客户端只知道工厂类的参数，对创建对象的细节不关心

模式应用

java.text.DateFormat

public final static DateFormat getDateInstance();
public final static DateFormat getDateInstance(int style);
public final static DateFormat getDateInstance(int style,Locale
locale);

java加密技术

1	`KeyGenerator keyGen=KeyGenerator.getInstance("DESede");`

工厂方法模式

模式动机

创建过程交给专门的工厂子类去完成。每当出现一个新的产品，只需要为新产品创建一个具体的工厂类就可以，这一特点使得工厂方法模式具有超越简单工厂模式的优越性，更加符合开闭原则。

模式定义

工厂方法模式又被称为工厂模式，也叫虚拟构造器模式或者多态模式。在工厂模式中，工厂父类负责定义创建产品对象的公共接口，而工厂子类负责生成具体的产品对象。

模式结构

Product：抽象产品
ConcreteProduct：具体产品
Factory：抽象工厂
ConcreteFactory：具体工厂

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代码实现

父类工厂

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public abstract class FactoryMethod {
    public abstract Product createProduct();
}

工厂子类

public class ProductAFactory extends FactoryMethod {
    @Override
    public Product createProduct() {
        return new ProductA();
    }
}

使用

@Test
public void testFactoryMethod() {
    FactoryMethod factory = new ProductAFactory();
    Product product = factory.createProduct();
    Assert.assertEquals(product.doSomething(), ProductA.class.getName());
}

模式分析

使用了面向对象的多态性。核心工厂类不再负责所有产品的创建，而是将具体创建的工作交给子类，核心类仅仅负责子类必须实现的接口，不负责哪个产品被实例化的细节，使得允许系统在不修改工厂角色的情况下引进新产品

使用场景

日志记录器

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工厂方法模式优缺点

优点
- 用户只需要关心所需产品对应的工厂，无须关心创建细节
- 基于工厂角色和产品角色的多态性设计是工厂方法模式的关键，使得工厂子类可以自己决定创建何种产品，自己实现创建逻辑
- 系统中加入新产品时，只要添加一个具体工厂和具体产品就可以，系统的扩展性就变得非常好，完全符合开闭原则
缺点
- 新增产品时需要编写新的具体产品类，也要提供与之对应的具体工厂类，系统中的类数量成对增加，一定程度上增加了系统的复杂度，以及增加系统编译运行的开销
- 增加抽象层的定义，增加了系统的抽象性和理解难度

适用环境

一个类不知道它所需要的对象的类，但要知道创建这个对象的具体工厂类
一个类用过其子类来指定创建哪个对象
将创建对象的任务委托个多个工厂子类中的某一个，客户端在使用时可以无须关心是哪一个工厂子类创建产品子类，需要时在动态指定，可将具体工厂类名存储在配置文件或数据库中

模式应用

JDBC中的工厂方法

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Connection conn=DriverManager.getConnection("jdbc:microsoft:sqlserver://localhost:1433;DatabaseName=DB;user=sa;password=");
Statement statement=conn.createStatement();
ResultSet rs=statement.executeQuery("select * from UserInfo");

模式拓展

在抽象工厂角色可以中定义多个工厂方法
产品对象的重复使用：工厂对象将已经创建过的产品保存到一个集合中，然后根据客户对产品的请求，再对集合进行查询

学习笔记

#笔记 #设计模式

图说设计模式笔记#1

https://blog.kedr.cc/posts/3935682145/

作者

zhuweitung

发布于

2022年6月25日

许可协议

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