常见的设计模式与原则

六大原则

1、单一职责原则

通俗的说：即一个类只负责一项职责

2、里氏替换原则

通俗的说：当使用继承时。类B继承类A时，除添加新增功能P2外，尽量不要重写父类A的方法，也尽量不要重载父类A的方法。如果子类对这些非抽象方法任意修改，就会对整个继承体系造成破坏。子类可以拓展父类的功能，但不能改变父类原有的功能

3、依赖倒置原则

通俗的说：在 java 中，抽象指的是接口或者抽象类，细节就是具体的实现类，使用接口或者抽象类的目的是制定好规范和契约，而不去涉及任何具体的操作，把展现细节的任务交给他们的实现类去完成。依赖倒置原则的核心思想是面向接口编程.

4、接口隔离原则

通俗的说:建立单一接口，不要建立庞大臃肿的接口，尽量细化接口，接口中的方法尽量少。也就是说，我们要为各个类建立专用的接口，而不要试图去建立一个很庞大的接口供所有依赖它的类去调用。

5、迪米特原则：

通俗的说:尽量降低类与类之间的耦合。

6、开闭原则：

通俗的说:用抽象构建框架，用实现扩展细节。因为抽象灵活性好，适应性广，只要抽象的合理，可以基本保持软件架构的稳定。而软件中易变的细节，我们用从抽象派生的实现类来进行扩展，当软件需要发生变化时，我们只需要根据需求重新派生一个实现类来扩展就可以了。

七个常见设计模式

创建型

单例设计模式

饿汉式

public class Singleton {
// 直接创建对象
private static Singleton instance = new Singleton();
// 私有化构造函数
private Singleton() {
}
// 返回对象实例
public static Singleton getInstance() {
return instance;
}
}

懒汉式

public class Singleton {
// 声明变量
private static volatile Singleton singleton = null;
// 私有构造函数
private Singleton() {
}
// 提供对外方法
public static Singleton getInstance() {
if (singleton == null) {
synchronized (Singleton.class) {
if (singleton == null) {
singleton = new Singleton();
}
}
}
return singleton;
}
}

适用场景

• 需要频繁实例化然后销毁的对象。
• 创建对象时耗时过多或者耗资源过多，但又经常用到的对象。
• 有状态的工具类对象。
• 频繁访问数据库或文件的对象。
• 所有要求只有一个对象的场景。

工厂设计模式

工厂模式分为工厂方法模式和抽象工厂模式。

工厂方法模式

工厂方法模式分为三种
1. 普通工厂模式，就是建立一个工厂类，对实现了同一接口的一些类进行实例的创建。
2. 多个工厂方法模式， 是对普通工厂方法模式的改进， 在普通工厂方法模式中， 如果传递的字符串出错，则不能正确创建对象，而多个工厂方法模式是提供多个工厂方法，分别创建对象。
3. 静态工厂方法模式，将上面的多个工厂方法模式里的方法置为静态的，不需要创建实例，直接调用即可。

普通工厂模式

public interface Sender {
public void Send();
}
public class MailSender implements Sender {
@Override
public void Send() {
System.out.println("this is mail sender!");
}
}
public class SmsSender implements Sender {
@Override
public void Send() {
System.out.println("this is sms sender!");
}
}
public class SendFactory {
public Sender produce(String type) {
if ("mail".equals(type)) {
return new MailSender();
} else if ("sms".equals(type)) {
return new SmsSender();
} else {
System.out.println("请输入正确的类型!");
return null;
}
}
}

多个工厂方法模式
该模式是对普通工厂方法模式的改进，在普通工厂方法模式中，如果传递的字符串出错，则不能正确创建对象，而多个工厂方法模式是提供多个工厂方法，分别创建对象。

public class SendFactory {
public Sender produceMail(){
return new MailSender();
}
public Sender produceSms(){
return new SmsSender();
}
}
public class FactoryTest {
public static void main(String[] args) {
SendFactory factory = new SendFactory();
Sender sender = factory.produceMail();
sender.send();
}
}

静态工厂方法模式，将上面的多个工厂方法模式里的方法置为静态的，不需要创建实例，直接调用即可

public class SendFactory {
public static Sender produceMail(){
return new MailSender();
}
public static Sender produceSms(){
return new SmsSender();
}
}
public class FactoryTest {
public static void main(String[] args) {
Sender sender = SendFactory.produceMail();
sender.send();
}
}

抽象工厂模式

工厂方法模式有一个问题就是，类的创建依赖工厂类，也就是说，如果想要拓展程序，必须对工厂类进行修改，这违背了闭包原则，所以，从设计角度考虑，有一定的问题，如何解决？就用到抽象工厂模式，创建多个工厂类，这样一旦需要增加新的功能，直接增加新的工厂类就可以了，不需要修
改之前的代码。

public interface Provider {
public Sender produce();
}
public interface Sender {
public void send();
}
public class MailSender implements Sender {
@Override
public void send() {
System.out.println("this is mail sender!");
}
}
public class SmsSender implements Sender {
@Override
public void send() {
System.out.println("this is sms sender!");
}
}
public class SendSmsFactory implements Provider {
@Override
public Sender produce() {
return new SmsSender();
}
}
public class SendMailFactory implements Provider {
@Override
public Sender produce() {
return new MailSender();
}
}
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Provider provider = new SendMailFactory();
Sender sender = provider.produce();
sender.send();
}
}

建造者模式（Builder）

工厂类模式提供的是创建单个类的模式，而建造者模式则是将各种产品集中起来进行管理，用来创建复合对象， 所谓复合对象就是指某个类具有不同的属性，其实建造者模式就是前面抽象工厂模式和最后的 Test 结合起来得到的

public class Builder {
private List<Sender> list = new ArrayList<Sender>();
public void produceMailSender(int count) {
for (int i = 0; i < count; i++) {
list.add(new MailSender());
}
}
public void produceSmsSender(int count) {
for (int i = 0; i < count; i++) {
list.add(new SmsSender());
}
}
}
public class TestBuilder {
public static void main(String[] args) {
Builder builder = new Builder();
builder.produceMailSender(10);
}
}

结构型模型

适配器设计模式

适配器模式将某个类的接口转换成客户端期望的另一个接口表示，目的是消除由于接口不匹配所造成的类的兼容性问题。 主要分为三类： 类的适配器模式、 对象的适配器模式、 接口的适配器模式。

类的适配器模式

public class Source {
public void method1() {
System.out.println("this is original method!");
}
}
public interface Targetable {
/* 与原类中的方法相同 */
public void method1();
/* 新类的方法 */
public void method2();
}
public class Adapter extends Source implements Targetable {
@Override
public void method2() {
System.out.println("this is the targetable method!");
}
}
public class AdapterTest {
public static void main(String[] args) {
Targetable target = new Adapter();
target.method1();
target.method2();
}
}

对象的适配器模式

基本思路和类的适配器模式相同，只是将 Adapter 类作修改，这次不继承 Source 类，而是持有Source 类的实例，以达到解决兼容性的问题。

public class Wrapper implements Targetable {
private Source source;
public Wrapper(Source source) {
super();
this.source = source;
}
@Override
public void method2() {
System.out.println("this is the targetable method!");
}
@Override
public void method1() {
source.method1();
}
}
public class AdapterTest {
public static void main(String[] args) {
Source source = new Source();
Targetable target = new Wrapper(source);
target.method1();
target.method2();
}
}

接口的适配器模式

接口的适配器是这样的： 有时我们写的一个接口中有多个抽象方法， 当我们写该接口的实现类时，必须实现该接口的所有方法，这明显有时比较浪费，因为并不是所有的方法都是我们需要的，有时只需要某一些，此处为了解决这个问题，我们引入了接口的适配器模式，借助于一个抽象类，该抽象类实现了该接口，实现了所有的方法，而我们不和原始的接口打交道，只和该抽象类取得联系，所以我们写一个类，继承该抽象类，重写我们需要的方法就行。

装饰模式（Decorator）

顾名思义，装饰模式就是给一个对象增加一些新的功能，而且是动态的，要求装饰对象和被装饰对象实现同一个接口，装饰对象持有被装饰对象的实例。

public interface Sourceable {
public void method();
}
public class Source implements Sourceable {
@Override
public void method() {
System.out.println("the original method!");
}
}
public class Decorator implements Sourceable {
private Sourceable source;
public Decorator(Sourceable source) {
super();
this.source = source;
}
@Override
public void method() {
System.out.println("before decorator!");
source.method();
System.out.println("after decorator!");
}
}
public class DecoratorTest {
public static void main(String[] args) {
Sourceable source = new Source();
Sourceable obj = new Decorator(source);
obj.method();
}
}

行为型模型

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。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。

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

使用场景

假设现在要设计一个贩卖各类书籍的电子商务网站的购物车系统。一个最简单的情况就是把所有货品的单价乘上数量，但是实际情况肯定比这要复杂。比如，本网站可能对所有的高级会员提供每本20%的促销折扣；对中级会员提供每本10%的促销折扣；对初级会员没有折扣。

根据描述，折扣是根据以下的几个算法中的一个进行的：
　　算法一：对初级会员没有折扣。
　　算法二：对中级会员提供10%的促销折扣。
　　算法三：对高级会员提供20%的促销折扣。

观察者模式（Observer）

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。

public interface Observer {
public void update();
}
public class Observer1 implements Observer {
@Override
public void update() {
System.out.println("observer1 has received!");
}
}
public class Observer2 implements Observer {
@Override
public void update() {
System.out.println("observer2 has received!");
}
}
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();
}
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();
}
}
}
public class MySubject extends AbstractSubject {
@Override
public void operation() {
System.out.println("update self!");
notifyObservers();
}
}
public class ObserverTest {
public static void main(String[] args) {
Subject sub = new MySubject();
sub.add(new Observer1());
sub.add(new Observer2());
sub.operation();
}
}

参考

武汉传智播客

最后

以上就是奋斗老师为你收集整理的常见的设计模式与原则的全部内容，希望文章能够帮你解决常见的设计模式与原则所遇到的程序开发问题。

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