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设计模式六大原则：
设计模式：
单例（Singleton）模式：某个类只能生成一个实例，该类提供了一个全局访问点供外部获取该实例，其拓展是有限多例模式。
原型（Prototype）模式：将一个对象作为原型，通过对其进行复制而克隆出多个和原型类似的新实例。
工厂方法（Factory Method）模式：定义一个用于创建产品的接口，由子类决定生产什么产品。
抽象工厂（AbstractFactory）模式：提供一个创建产品族的接口，其每个子类可以生产一系列相关的产品。（当一个类别的产品还有多个系列分区时，为了按系列生产商品，使用抽象工厂分区，例如将苹果工厂和苹果包装工厂合并为一个苹果工厂）
建造者（Builder）模式（工厂模式）：将一个复杂对象分解成多个相对简单的部分，然后根据不同需要分别创建它们，最后构建成该复杂对象。目标是给 导演使用；按照固定的模板调用方法；
代理（Proxy）模式：为某对象提供一种代理以控制对该对象的访问。即客户端通过代理间接地访问该对象，从而限制、增强或修改该对象的一些特性。
适配器（Adapter）模式：将一个类的接口转换成客户希望的另外一个接口，使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的那些类能一起工作。
桥接（Bridge）模式：将抽象与实现分离，使它们可以独立变化。它是用组合关系代替继承关系来实现，从而降低了抽象和实现这两个可变维度的耦合度。
装饰器（Decorator）模式：动态的给对象增加一些职责，即增加其额外的功能。
外观（Facade）模式：为多个复杂的子系统提供一个一致的接口，使这些子系统更加容易被访问。
享元（Flyweight）模式：运用共享技术来有效地支持大量细粒度对象的复用。
组合（Composite）模式：将对象组合成树状层次结构，使用户对单个对象和组合对象具有一致的访问性。
模板方法（TemplateMethod）模式：定义一个操作中的算法骨架，而将算法的一些步骤延迟到子类中，使得子类可以不改变该算法结构的情况下重定义该算法的某些特定步骤。
策略（Strategy）模式：定义了一系列算法，并将每个算法封装起来，使它们可以相互替换，且算法的改变不会影响使用算法的客户。
命令（Command）模式：将一个请求封装为一个对象，使发出请求的责任和执行请求的责任分割开。
职责链（Chain of Responsibility）模式：把请求从链中的一个对象传到下一个对象，直到请求被响应为止。通过这种方式去除对象之间的耦合。
状态（State）模式：允许一个对象在其内部状态发生改变时改变其行为能力。
观察者（Observer）模式：多个对象间存在一对多关系，当一个对象发生改变时，把这种改变通知给其他多个对象，从而影响其他对象的行为。
中介者（Mediator）模式：定义一个中介对象来简化原有对象之间的交互关系，降低系统中对象间的耦合度，使原有对象之间不必相互了解。
迭代器（Iterator）模式：提供一种方法来顺序访问聚合对象中的一系列数据，而不暴露聚合对象的内部表示。
访问者（Visitor）模式：在不改变集合元素的前提下，为一个集合中的每个元素提供多种访问方式，即每个元素有多个访问者对象访问。
备忘录（Memento）模式：在不破坏封装性的前提下，获取并保存一个对象的内部状态，以便以后恢复它。
解释器（Interpreter）模式：提供如何定义语言的文法，以及对语言句子的解释方法，即解释器。
类、接口和类图
类之间的关系
设计模式六大原则：
1. 单一职责原则：一个类只负责一项职责；
2. 里氏替换原则：子类可以扩展父类（继承）的功能，但不改变父类原有的功能（尽量少重写）；
3.依赖倒置原则：面向接口编程（接口抽象，实现类可能会变）；
4.接口隔离原则：设计接口功能尽可能细粒度，最小功能单元；
5.迪米特法则：降低耦合，局部变量 不要引入新的类；
6. 开闭原则：对扩展开发，对修改关闭；
设计模式：
单例（Singleton）模式：某个类只能生成一个实例，该类提供了一个全局访问点供外部获取该实例，其拓展是有限多例模式。
- 为防止实例创建多个，将构造函数限制为private；
- 建一个类静态变量，持有一个自己的实例；
- 通过静态方式对外提供这一实例；
- 对静态实例的初始化，由两种方式：饿汉式和懒汉式；
private static SessionCount instance = new SessionCount(); //饿汉式 //获取唯一可用的对象 public static SessionCount getInstance(){ return instance; } private static synchronized SessionCount instance; //懒汉式 public static SessionCount getInstance(){ if(instance == null){ synchronized(SessionCount.class){ if(instance == null){ //双重校验锁 instance = new SessionCount(); } } } return instance; }
原型（Prototype）模式：将一个对象作为原型，通过对其进行复制而克隆出多个和原型类似的新实例。
工厂方法（Factory Method）模式：定义一个用于创建产品的接口，由子类决定生产什么产品。
抽象工厂（AbstractFactory）模式：提供一个创建产品族的接口，其每个子类可以生产一系列相关的产品。（当一个类别的产品还有多个系列分区时，为了按系列生产商品，使用抽象工厂分区，例如将苹果工厂和苹果包装工厂合并为一个苹果工厂）
建造者（Builder）模式（工厂模式）：将一个复杂对象分解成多个相对简单的部分，然后根据不同需要分别创建它们，最后构建成该复杂对象。目标是给 导演使用；按照固定的模板调用方法；
工厂模式总结：
- 原则
- 解耦：把对象的创建和使用过程分开；
- 工厂负责对象的创建，包括init方法的调用，黑河创建过程；
- 面向接口编程：使用者只管使用，只知其接口而不知其实现类；
- 对比：
- 静态工程：把所有对象的创建逻辑集中到一个（专业）类处理；
- 工厂方法模式：一个工厂负责创建一个产品类的创建；
- 将一个系列的产品的工厂合并成一个工厂，负责生产这个系列的产品
- 对象的创建比较复杂时，按步骤一块块创建，让创建过程模板化；
代理（Proxy）模式：为某对象提供一种代理以控制对该对象的访问。即客户端通过代理间接地访问该对象，从而限制、增强或修改该对象的一些特性。
一个类代表另一个类的功能
public class ProxyOrder implements OrderService{ //真实的订单服务 private OrderService orderService = new OutOrderServiceImpl(); @Override public int saveOrder(){ //开始下海外订单 return orderService.saveOrder(); } }
适配器（Adapter）模式：将一个类的接口转换成客户希望的另外一个接口，使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的那些类能一起工作。
- 结构型模式：
- 适配器模式：
//orange的适配器类，将orangeBag 适配成 orangeBag public class OrangeBagAdapter extends OrangeBag{ private AppleBag appleBag; public OrangeBagAdapter(AppleBag appleBag){ this.appleBag = appleBag;} @Override public void pack(){ appleBag.pack(); } } private static OrangeBag getBag2(){ //准备用苹果盒代替 AppleBag appleBag = bew AppleBag(); //把苹果盒适配成桔子包装盒 OrangeBag orangeBag = new OrangeBagAdapter(appleBag); return orangeBag; }
桥接（Bridge）模式：将抽象与实现分离，使它们可以独立变化。它是用组合关系代替继承关系来实现，从而降低了抽象和实现这两个可变维度的耦合度。
桥接模式表达采摘袋：
1.采摘袋有两个属性：大小与材质；
2.取舍采摘袋的主要属性：大小；附属属性是材质；
3.剥离掉附属属性材质，放入到一个扩展实体中去；
将两个维度变化的功能组合起来，为的是独立变化：
public class BridgeClient{ public static void main(String[] args){ //袋子型号 BagAbstraction bag = new BigBag(); //袋子材质 Material material = new Plastic(); bag.setMaterial(material); //开始采摘 bag.pick(); } } public abstract class BagAbstraction{ protected Material material; public void setMaterial(Material material){this.material = material;} public abstract void pick(); }
装饰器（Decorator）模式：动态的给对象增加一些职责，即增加其额外的功能。
动态地给一个对象增加一些额外的职责，为的是 功能增强；
public class BagDecorator implements Bag{ private Bag bag; //维持一个对抽象构建对象的引用 public BagDecorator(Bag bag){ //注入一个抽象构建类型的对象 this.bag = bag; } public void pack(){ bag.pack(); } } public class CheckedBagDecorator extends BagDecorator{ public CheckedBagDecorator (Bag bag) { super(bag); } public void pack(){ super.pack(); //调用原有业务方法 checked(); //打印防伪标识 } //增加防伪标识 public void checked(){ // — - 打印防伪标识 - - - } } //使用 public static void sendFruit(){ AbstractFactory factory = new AppleFactory(); Fruit fruit = factory.getFruit(); fruit.draw(); Bag bag = factory.getBag(); bag = new CheckedBagDecorator(bag); //更多装饰器 bag = new ReforceBagDecorator(bag);//加固 bag = new SpeedBagDecorator(bag);//加急 bag.pack(); }
外观（Facade）模式：为多个复杂的子系统提供一个一致的接口，使这些子系统更加容易被访问。
客户一条龙服务
糅合功能，对外只提供一个入口；
场景：当访问流程较复杂时，将流程封闭成一个接口，供外部使用；
享元（Flyweight）模式：运用共享技术来有效地支持大量细粒度对象的复用。
组合（Composite）模式：将对象组合成树状层次结构，使用户对单个对象和组合对象具有一致的访问性。
把一组相似的对象当作一个单一的对象，为的是减少数据类型；
1. 定义一个抽象对象，它可以标识两种或多种实际类型的对象；
2.在对象内部，聚合一个抽象类型对象；
3.构造时，递归这种联系；
4.适合构造树形结构的对象关系；
public class DistrictNode extends Node{ private List<Node> children = new ArrayList<>(); public DistrictNode(String name){super(name);} @Override public List<Node> getChildren() {return children;} public void addChild(Node node){ children.add(node); } public void delChild(int i){ children.remove(i); } } public abstract class Node{ private String name; public Node(String name) {this.name = name;} public abstract List<Node> getChildren(); public String getName(){ return name; } }
模板方法（TemplateMethod）模式：定义一个操作中的算法骨架，而将算法的一些步骤延迟到子类中，使得子类可以不改变该算法结构的情况下重定义该算法的某些特定步骤。
不断扩展结算方式，希望不影响购物流程；
（开闭原则）将支付方式，延迟到子类去完成；
在父类中编排主流程，将步骤实现延迟到子类中去完成；
1.现将主流程框架逻辑（庆典商品、计算价目、结算、送货上门）设计完成；
2.再实现各模块小步骤；
3.不能确实的的步骤，作为虚拟方法，甩锅给子类实现；
4.子类只需要聚焦自己的小步骤逻辑；
策略（Strategy）模式：定义了一系列算法，并将每个算法封装起来，使它们可以相互替换，且算法的改变不会影响使用算法的客户。
每个订单可选一张优惠券(只能使用一张优惠券)
通过选择策略类，来执行不同算法分支，核心是通过注入对象，改变行为；
1.将每一种优惠策略，单独成一个组件对象，独出来；
2.使用方，通过选择不同的组件，达到不同的行为。
此模式，其实就是springIOC 思想；
public abstract class ShoppingCart{ private Discount discount; public void setDiscount(Discount discount){this.discount = discount} //提交订单主流程 public void submitOrder(){ //计算商品金额 int money = balance(); System.out.println("商品总金额为："+money+"元"); //优惠减免 money = discount.calculate(money); //支付 pay(money); //送货上门 sendHome(); } } /** * 满减优惠组件 */ public class FuuDiscount implements Discount{ @Override public int calculate(int money){ if(money >= 200){ return money - 20; } return money; } } //做购物车结算过程使用时 private static Map<String,Discount> discounts = new HashMap(); static{ discount.put("full",new FullDiscunt()); discount.put("other",new OtherDiscunt()); } shoppingCart cart = new PayShoppingCart(products); //注入优惠方案 //cart.setDiscount(new FullDisocunt()); cart.setDiscount(discounts.get("full")); cart.submitOrder();
命令（Command）模式：将一个请求封装为一个对象，使发出请求的责任和执行请求的责任分割开。
首页展示列表的商品，不断有新内容更新；直接请求，依赖关系太强。Handler类的改变，需要修改ListView；
命令模式：
1.执行对象Handler没有抽象接口，ListView直接使用Handler耦合性太大；
2.增加一个command层，抽象出一个command接口，由子类包装Handler实体；
3.ListView对Command接口编程，选择调用command子类，从而发出不同的请求；
通过增加command抽象命令类，将不符合抽象编程的Handler调用，转为抽象编程；
类图：
职责链（Chain of Responsibility）模式：把请求从链中的一个对象传到下一个对象，直到请求被响应为止。通过这种方式去除对象之间的耦合。
每个订单，多张优惠券可以叠加使用，需要遍历多张优惠券；
将请求传给一个接收者链，由链接将请求流转给 目标对象；
1. Calculate 方法内，判断next节点不为null，则继续调用next.calculate()
2.客户端调用时，负责初始化整个责任链；
当出现多个对象可以处理同一个请求时，适合责任链模式；
public abstract class MultyDiscount implements Discount{ protected MultyDiscount nextMultyDiscount; public MultyDiscount(MultyDiscount nextMultyDiscount){ this.nextMultyDiscount = nextMultyDiscount; } //public abstract int calculate(int money); public int calculate(int money){ if(this.nextMultyDiscount != null){ return this.nextMultyDiscount.calculate(money); } return money; }; } //满减 public class FullMultyDiscount extends MultyDiscount{ public FullMultyDiscount(MultyDiscount nextMultyDiscount){ super(nextMultyDiscount); } @Override public int calculate(int money){ if(money > 200){ money = money - 20; } //if(this.nextMultyDiscount != null){ // return this.nextMultyDiscount.calculate(money); //} //return money; return super.calculate(money); } } //初始化优惠券,执行链条 private static MultyDisocunt multyDiscount = new FullMultyDiscount(null); static{ multyDiscount = new NewerMultyDiscount(multyDiscount ); multyDiscount = new SecondMultyDiscount(multyDiscount ); multyDiscount = new HolidayMultyDiscount(multyDiscount ); }
状态（State）模式：允许一个对象在其内部状态发生改变时改变其行为能力。
观察者（Observer）模式：多个对象间存在一对多关系，当一个对象发生改变时，把这种改变通知给其他多个对象，从而影响其他对象的行为。
一个对象状态改变时，通知其他对象；
public class MangoAttention extends Attentions{ @Override public void notifyObservers(){ //遍历观察者集合，调用每一个顾客的购买方法 for(Observer obs : observers){ obs.update(); } } //芒果货到了 public void perform(){ this.notifyObservers(); } }
JDK对观察者模式的支持
public class Customer implements Observer{ private String name; public Customer(String name) {this.name = name;} @Override public void update(Observer o,Object arg){ System.out.println(name + "购买青芒"); } } public class extends Observable(){ private String name; public Mango(String name) { this.name = name;} public void perform(){ this.setChanged();//改变change状态 this.notifyObservers(); //发送通知 } } Mango attentions = new Mango("芒果"); attentions.addObserver(new Customer("张三")); attentions.addObserver(new Customer("李四")); attentions.perform();//芒果到货了
中介者（Mediator）模式：定义一个中介对象来简化原有对象之间的交互关系，降低系统中对象间的耦合度，使原有对象之间不必相互了解。
迭代器（Iterator）模式：提供一种方法来顺序访问聚合对象中的一系列数据，而不暴露聚合对象的内部表示。
访问者（Visitor）模式：在不改变集合元素的前提下，为一个集合中的每个元素提供多种访问方式，即每个元素有多个访问者对象访问。
双重分派：绕开多态方法，不能识别真实的方法类型；
访问者模式：利用双重分派机制，弥补Java多态中的方法重载是静态化的不足；
适用场景：
1. 集合中有不同类型的对象，通过方法重载（形参），无法识别他们具体的类型；
2. 通过双重分派，可以实现遍历识别，达成目标；
备忘录（Memento）模式：在不破坏封装性的前提下，获取并保存一个对象的内部状态，以便以后恢复它。
解释器（Interpreter）模式：提供如何定义语言的文法，以及对语言句子的解释方法，即解释器。
类、接口和类图
统一建模语言（Unified Modeling Language，UML）是用来设计软件蓝图的可视化建模语言。它的特点是简单、统一、图形化、能表达软件设计中的动态与静态信息。
1. 类
类（Class）是指具有相同属性、方法和关系的对象的抽象，它封装了数据和行为，是面向对象程序设计（OOP）的基础，具有封装性、继承性和多态性等三大特性。在 UML 中，类使用包含类名、属性和操作且带有分隔线的矩形来表示。
(1) 类名（Name）是一个字符串，例如，Student。
(2) 属性（Attribute）是指类的特性，即类的成员变量。UML 按以下格式表示：
[可见性]属性名:类型[=默认值]例如：-name:String
注意：“可见性”表示该属性对类外的元素是否可见，包括公有（Public）、私有（Private）、受保护（Protected）和朋友（Friendly）4 种，在类图中分别用符号+、-、#、~表示。
(3) 操作（Operations）是类的任意一个实例对象都可以使用的行为，是类的成员方法。UML 按以下格式表示：
[可见性]名称(参数列表)[:返回类型]例如：+display():void。
图 1 所示是学生类的 UML 表示。
图1 Student 类
2. 接口
接口（Interface）是一种特殊的类，它具有类的结构但不可被实例化，只可以被子类实现。它包含抽象操作，但不包含属性。它描述了类或组件对外可见的动作。在 UML 中，接口使用一个带有名称的小圆圈来进行表示。
图 2 所示是图形类接口的 UMDL 表示。
图2 Graph 接口
3. 类图
类图（ClassDiagram）是用来显示系统中的类、接口、协作以及它们之间的静态结构和关系的一种静态模型。它主要用于描述软件系统的结构化设计，帮助人们简化对软件系统的理解，它是系统分析与设计阶段的重要产物，也是系统编码与测试的重要模型依据。
类图中的类可以通过某种编程 语言直接实现。类图在软件系统开发的整个生命周期都是有效的，它是面向对象系统的建模中最常见的图。图 3 所示是“计算长方形和圆形的周长与面积”的类图，图形接口有计算面积和周长的抽象方法，长方形和圆形实现这两个方法供访问类调用。
图3 “计算长方形和圆形的周长与面积”的类图
类之间的关系
在软件系统中，类不是孤立存在的，类与类之间存在各种关系。根据类与类之间的耦合度从弱到强排列，UML 中的类图有以下几种关系：依赖关系、关联关系、聚合关系、组合关系、泛化关系和实现关系。其中泛化和实现的耦合度相等，它们是最强的。
1. 依赖关系
依赖（Dependency）关系是一种使用关系，它是对象之间耦合度最弱的一种关联方式，是临时性的关联。在代码中，某个类的方法通过局部变量、方法的参数或者对静态方法的调用来访问另一个类（被依赖类）中的某些方法来完成一些职责。
在 UML 类图中，依赖关系使用带箭头的虚线来表示，箭头从使用类指向被依赖的类。图 4 所示是人与手机的关系图，人通过手机的语音传送方法打电话。
图4 依赖关系的实例
2. 关联关系
关联（Association）关系是对象之间的一种引用关系，用于表示一类对象与另一类对象之间的联系，如老师和学生、师傅和徒弟、丈夫和妻子等。关联关系是类与类之间最常用的一种关系，分为一般关联关系、聚合关系和组合关系。我们先介绍一般关联。
关联可以是双向的，也可以是单向的。在 UML 类图中，双向的关联可以用带两个箭头或者没有箭头的实线来表示，单向的关联用带一个箭头的实线来表示，箭头从使用类指向被关联的类。也可以在关联线的两端标注角色名，代表两种不同的角色。
在代码中通常将一个类的对象作为另一个类的成员变量来实现关联关系。图 5 所示是老师和学生的关系图，每个老师可以教多个学生，每个学生也可向多个老师学，他们是双向关联。
图5 关联关系的实例
3. 聚合关系
聚合（Aggregation）关系是关联关系的一种，是强关联关系，是整体和部分之间的关系，是 has-a 的关系。
聚合关系也是通过成员对象来实现的，其中成员对象是整体对象的一部分，但是成员对象可以脱离整体对象而独立存在。例如，学校与老师的关系，学校包含老师，但如果学校停办了，老师依然存在。
在 UML 类图中，聚合关系可以用带空心菱形的实线来表示，菱形指向整体。图 6 所示是大学和教师的关系图。
图6 聚合关系的实例
4.组合关系
组合（Composition）关系也是关联关系的一种，也表示类之间的整体与部分的关系，但它是一种更强烈的聚合关系，是 cxmtains-a 关系。
在组合关系中，整体对象可以控制部分对象的生命周期，一旦整体对象不存在，部分对象也将不存在，部分对象不能脱离整体对象而存在。例如，头和嘴的关系，没有了头，嘴也就不存在了。
在 UML 类图中，组合关系用带实心菱形的实线来表示，菱形指向整体。图 7 所示是头和嘴的关系图。
图7 组合关系的实例
5.泛化关系
泛化（Generalization）关系是对象之间耦合度最大的一种关系，表示一般与特殊的关系，是父类与子类之间的关系，是一种继承关系，是 is-a 的关系。
在 UML 类图中，泛化关系用带空心三角箭头的实线来表示，箭头从子类指向父类。在代码实现时，使用面向对象的继承机制来实现泛化关系。例如，Student 类和 Teacher 类都是 Person 类的子类，其类图如图 8 所示。
图8 泛化关系的实例
6.实现关系
实现（Realization）关系是接口与实现类之间的关系。在这种关系中，类实现了接口，类中的操作实现了接口中所声明的所有的抽象操作。
在 UML 类图中，实现关系使用带空心三角箭头的虚线来表示，箭头从实现类指向接口。例如，汽车和船实现了交通工具，其类图如图 9 所示。
图9 实现关系的实例
