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Java中的23中设计模式-三

本文转自:http://blog.csdn.net/zhangerqing

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:

  1. 通过父类与子类的关系进行实现。
  2. 两个类之间。
  3. 类的状态。
  4. 通过中间类

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:

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

辅助类:

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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;
}
}

三个实现类:

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public class Plus extends AbstractCalculator implements ICalculator {  

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

@Override
public int calculate(String exp) {
int arrayInt[] = split(exp,"-");
return arrayInt[0]-arrayInt[1];
}

}
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public class Multiply extends AbstractCalculator implements ICalculator {  

@Override
public int calculate(String exp) {
int arrayInt[] = split(exp,"\\*");
return arrayInt[0]*arrayInt[1];
}
}

简单的测试类:

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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);
}
}

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:

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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public abstract class AbstractCalculator {  

/*主方法,实现对本类其它方法的调用*/
public final int calculate(String exp,String opt){
int array[] = split(exp,opt);
return calculate(array[0],array[1]);
}

/*被子类重写的方法*/
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;
}
}
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public class Plus extends AbstractCalculator {  

@Override
public int calculate(int num1,int num2) {
return num1 + num2;
}
}

测试类:

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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
calculate(String,String)方法,在calculate(String,String)里调用同类
split(),之后再调用calculate(int ,int)方法,从这个方法进入到子类中,执行
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:

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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public interface Observer {  
public void update();
}

两个实现类:

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public class Observer1 implements Observer {  

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

@Override
public void update() {
System.out.println("observer2 has received!");
}

}

Subject接口及实现类:

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public interface Subject {  

/*增加观察者*/
public void add(Observer observer);

/*删除观察者*/
public void del(Observer observer);

/*通知所有的观察者*/
public void notifyObservers();

/*自身的操作*/
public void operation();
}
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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();
}
}
}
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public class MySubject extends AbstractSubject {  

@Override
public void operation() {
System.out.println("update self!");
notifyObservers();
}

}

测试类:

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public class ObserverTest {  

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

sub.operation();
}

}

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:

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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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();
}
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public interface Iterator {  
//前移
public Object previous();

//后移
public Object next();
public boolean hasNext();

//取得第一个元素
public Object first();
}

两个实现:

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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;
}
}
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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);
}

}

测试类:

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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());
}
}
}

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:

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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public interface Handler {  
public void operator();
}
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public abstract class AbstractHandler {  

private Handler handler;

public Handler getHandler() {
return handler;
}

public void setHandler(Handler handler) {
this.handler = handler;
}

}
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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();
}
}
}
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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();
}
}

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:

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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public interface Command {  
public void exe();
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public class MyCommand implements Command {  

private Receiver receiver;

public MyCommand(Receiver receiver) {
this.receiver = receiver;
}

@Override
public void exe() {
receiver.action();
}
}
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public class Receiver {  
public void action(){
System.out.println("command received!");
}
}
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public class Invoker {  

private Command command;

public Invoker(Command command) {
this.command = command;
}

public void action(){
command.exe();
}
}
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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();
}
}

输出: command received!
这个很好理解,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!