设计模式
什么是设计模式？常用的设计模式有哪些？
什么是设计模式？常⽤的设计模式有哪些？设计模式就是经过前⼈⽆数次的实践总结出的，设计过程中可以反复使⽤的、可以解决特定问题的设计⽅法。
单例(饱汉模式、饥汉模式)1、构造⽅法私有化，让出了⾃⼰类中能创建外其他地⽅都不能创建2、在⾃⼰的类中创建⼀个单实例（饱汉模式是⼀出来就创建创建单实例，⽽饥汉模式需要的时候才创建）3、提供⼀个⽅法获取该实例对象(创建时需要进⾏⽅法同步)⼯⼚模式:Spring IOC就是使⽤了⼯⼚模式.对象的创建交给⼀个⼯⼚去创建。
代理模式:Spring AOP就是使⽤的动态代理。
单例设计模式精讲定义：保证⼀个类只有⼀个实例，并且提供⼀个全局访问点场景：线程池，数据库连接池实现⽅式： 1.懒汉模式（只有使⽤的时候，再进⾏初始化，延迟加载） 2.饿汉模式 3.静态内部类 4.反射攻击 6.序列化 7.jdk源码1.懒汉模式实现的写法public class SingletonTest {public static void main(String[] args) {new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {LazySingleton lazySingleton = LazySingleton.getInstance();System.out.println(lazySingleton);}}).start();new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {LazySingleton lazySingleton = LazySingleton.getInstance();System.out.println(lazySingleton);}}).start();//两个线程打印出来的线程实例是同⼀个，说明是单例}}//使⽤的时候才开始实例化，JVM中⼀个实例class LazySingleton {private volatile static LazySingleton instance;public static LazySingleton getInstance() {if (instance == null) {synchronized (LazySingleton.class) {if (instance == null) {instance = new LazySingleton();}}}return instance;}private LazySingleton() {}}2.饿汉模式在类加载阶段完成了实例的初始化，通过类加载机制来保证线程的安全类的加载过程1加载=》加载对应的⼆进制⽂件，并且在⽅法区创建对应的数据结构连接：a.验证 b.准备 c.解析初始化：给静态属性赋值public class HungrySingletonTest {public static void main(String[] args) {HungrySingleton hungrySingleton = HungrySingleton.getInstance();}}class HungrySingleton {private static HungrySingleton instance = new HungrySingleton();public static HungrySingleton getInstance() {return instance;}private HungrySingleton() { }}3.基于静态内部类的单例public class AntiTest {public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException,IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException{ InnerClassSingleton instance = InnerClassSingleton.getInstance();System.out.println(instance);//抛出异常，单例，不允许有多个实例Constructor<InnerClassSingleton> declaredConstructor = InnerClassSingleton.class.getDeclaredConstructor();declaredConstructor.setAccessible(true);InnerClassSingleton innerClassSingleton = declaredConstructor.newInstance();System.out.println(innerClassSingleton);}}class InnerClassSingleton{static class InnerClass{private static InnerClassSingleton instance = new InnerClassSingleton();}public static InnerClassSingleton getInstance(){return InnerClass.instance;}private InnerClassSingleton(){if ((InnerClass.instance!=null)){throw new RuntimeException("单例类，不允许多个实例！");}}}4.枚举单例public class EnumSingletonTest{public static void main(String[] args) {EnumSingleton instance = EnumSingleton.INSTANCE;EnumSingleton instance1 = EnumSingleton.INSTANCE;System.out.println(instance==instance1);//trueinstance.print();// 149928006instance1.print();// 149928006}}enum EnumSingleton {INSTANCE;public void print(){System.out.println(this.hashCode());}}。
设计模式及其应用场景
设计模式及其应用场景
设计模式是指在编写一个应用程序时，应该考虑的常见问题的可重复使用的解决方案。
它们是软件设计过程中最重要的工具，并且能够提高程序的可扩展性，可重用性和可维护性。
设计模式的应用场景包括：
1. 工厂模式：工厂模式可用于创建一组相关或依赖对象，通常是使用一个工厂类来管理操作，以避免将创建代码集成到应用程序中。
2. 抽象工厂模式：抽象工厂模式是工厂模式的进一步抽象，它用于创建一组抽象产品对象，而不需要明确指定具体的产品类。
3. 单例模式：单例模式是一种将一个类的实例限制为一个的设计模式，它可以保证一个类只有一个实例，并且该实例易于访问，以满足特定需求。
4. 命令模式：命令模式是一种将动作封装到对象中的设计模式，它将请求、动作（action）和接收者（receiver）分离，从而使得发送者和接收者之间形成解耦。
5. 观察者模式：观察者模式是一种行为设计模式，它允许一个对象（观察者）注册另一个对象（主题）的更改，以便在主题更改时收到通知。
23种设计模式详解ppt课件
眼睛是心灵的窗户，是人体中最宝贵 的感觉 器官， 可很多 孩子对 眼睛的 重要性 不重视 。在每 学期的 视力测 查中情 况都不 容乐观
设计模式分类
Creational patterns 帮助我们更好地组织创建 对象的代码。增强弹性，以应付在不同情况下 创建和初始化对象的代码变更。 Structural patterns 增强代码重用，优化对象结 构，使其职责分明、粒度合适，以松耦合的体 系结构来减低代码的rippling效应。 Behavioral patterns 更好地定义对象间的协作 关系，使复杂的程序流程变得清晰。
由上述我们不难引出Abstract Factory的定义，就是 用于创建Factory的Factory。其设计思想和Factory的完 全一致，不过是一种特殊的Factory而已。
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实际上，EJB容器将所有资源（JMS Factory、EJB Home等）的Factory全绑定到了目录服务中，使用这 些Factory的时候都是由目录服务获取，因此目录服务 是所有资源Factory的Abstract Factory。
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其核心思想是将可重用的解决方案总 结出来，并分门别类。从而指导设计，减 少代码重复和优化体系结构。
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采用设计模式的益处
重用，避免代码重复冗余 优化体系结构 提升系统的可维护性和弹性 代码更加容易测试，利于测试驱动 为性能优化提供便利 使软件质量更加有保证 增强代码可读性，便于团队交流 有助于整体提升团队水平
设计模式简答题
设计模式简答题1．什么是设计模式？设计模式的目标是什么？答：设计模式通常是对于某一类的软件设计问题的可重用的解决方案，将设计模式引入软件设计和开发过程，其目的就在于要充分利用已有的软件开发经验。
2．设计模式具有哪三大特点？答：(1) 在特定的场景下有可重用性，对相同类型不同问题的环境，其解决方案都有效。
(2) 可传授性，即问题出现的机会很多，解决问题的方案相同，人们相对可以接受。
(3) 有表示模式的名称。
3．GOF 设计模式常用的有几种？GOF 设计模式按照模式的目的可分为哪三类？答：行为型，结构型，创建型4．画出抽象工厂方法类图（这类题自己看书去。
）5.针对接口编程，不针对实现编程的意义。
答：主题与观察者都是用接口：观察者利用主题的接口向主题注册，而主题利用观察者接口通知观察者。
这样可以让两者之间运作正常，又同时具有松耦合的优点。
6.面向对象（OO）的原则有：答：1.封装变化2.多用组合，少用继承3.针对接口编程，不针对实现编程4.为交互对象之间的松耦合设计而努力5.对扩展开放，对修改关闭6.依赖抽象，不要依赖具体类7.只和朋友交谈8.别找我，我会找你9.类应该只有一个改变的理由7. 耦合分为几种？(1）内容耦合（2）公共耦合（3）外部耦合（4）控制耦合（5）标记耦合（6）数据耦合（7）非直接耦合8.GOF模式分为几种，每种包含哪些模式？答：分为3种。
创建型设计模式：简单工厂模式，工厂方法模式，抽象工厂模式，建造者模式，原型模式，单例模式；结构型设计模式：适配器模式，桥接模式，组合模式，装饰模式，外观模式，轻量级模式，代理模式；行为性设计模式：责任链模式，命令模式，解释器模式，迭代器模式，中介者模式，备忘录模式，观察者模式，状态模式，策略者模式，模板方法模式，访问者模式。
1．不要和陌生人说话”是(D)原则的通俗表述A．接口隔离B．里氏代换C．依赖倒转D．迪米特2．当一个抽象模型有两个方面，其中一个方面依赖于另一方面，将这两者封装在独立的对象中以使它们可以各自独立地改变和复用，可以考虑使用（A）A．观察者模式B．命令模式C．适配器模式D．单例模式3．对于某些类来说，只有一个实例是非常重要的，例如，系统中可以有都种类型的打印机，但是只能有一个打印机假脱机，只应该一个文件系统和一个窗口管理器，为此，可以使用（C）。
java最常用的六种设计模式及举例
java最常用的六种设计模式及举例
1. 单例模式（Singleton Pattern）：保证一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。
例如，数据库连接池的设计使用了单例模式。
2. 工厂模式（Factory Pattern）：通过使用工厂方法来创建对象，而不是直接调用构造函数，从而实现封装和解耦的目的。
例如，Java中的Calendar类的getInstance()方法返回一个Calendar对象。
3. 观察者模式（Observer Pattern）：定义对象间的一种一对多的依赖关系，当一个对象的状态改变时，所有依赖于它的对象都会自动接收到通知并更新。
例如，Java中的事件处理机制，使用了观察者模式。
4. 装饰者模式（Decorator Pattern）：动态地给一个对象添加一些额外的职责，同时又不改变其结构。
例如，Java IO中的InputStream类是一个抽象类，而以其为基础的FileInputStream 类和BufferedInputStream类则是具体的装饰者。
5. 适配器模式（Adapter Pattern）：将一个类的接口转换成客户希望的另外一个接口。
例如，Java中的Collections类中的方法Arrays.asList()可以将数组转换为List类型。
6. 策略模式（Strategy Pattern）：封装一系列的算法，使得它们可以互相替换，而不影响使用它们的客户端。
例如，Java中
的Comparator接口和Comparable接口，用于定义排序算法的策略。
23种设计模式考题
23种设计模式考题设计模式是软件开发中常用的解决问题的方法论，它们提供了一套经过验证的解决方案，可以帮助开发者更好地组织和设计代码。
下面是23种常见的设计模式的考题及其回答：1. 单例模式：问，请解释什么是单例模式，并说明它的优缺点。
答，单例模式是一种创建型设计模式，它确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。
其优点是可以节省系统资源，提高性能；缺点是可能引入全局状态，使代码难以调试和测试。
2. 工厂模式：问，请解释什么是工厂模式，并列举其主要类型。
答，工厂模式是一种创建型设计模式，它将对象的创建过程封装在一个工厂类中。
主要类型包括简单工厂模式、工厂方法模式和抽象工厂模式。
3. 抽象工厂模式：问，请解释什么是抽象工厂模式，并说明它与工厂方法模式的区别。
答，抽象工厂模式是一种创建型设计模式，它提供一个接口，用于创建一系列相关或依赖对象的家族。
与工厂方法模式不同的是，抽象工厂模式强调创建一系列相关对象，而不是一个对象。
4. 建造者模式：问，请解释什么是建造者模式，并说明它的优势。
答，建造者模式是一种创建型设计模式，它将一个复杂对象的构建过程分解为多个简单的步骤，并通过一个指导者类来控制构建过程。
其优势是可以灵活地构建不同的产品，同时隐藏了产品的内部结构。
5. 原型模式：问，请解释什么是原型模式，并说明它的适用场景。
答，原型模式是一种创建型设计模式，它通过复制现有对象来创建新对象，而不是通过实例化类。
适用场景包括需要创建大量相似对象、对象的创建过程复杂或耗时等情况。
6. 适配器模式：问，请解释什么是适配器模式，并说明它的作用。
答，适配器模式是一种结构型设计模式，它将一个类的接口转换成客户端所期望的另一个接口。
它的作用是使原本不兼容的接口能够协同工作。
7. 桥接模式：问，请解释什么是桥接模式，并说明它与适配器模式的区别。
答，桥接模式是一种结构型设计模式，它将抽象部分与实现部分分离，使它们可以独立地变化。
设计模式.装饰模式(Decorator)
性或者继承层次过深。
需要对一组基本功能进行排列 组合以产生非常多的功能，而 使用继承关系很难实现这样的 需求。
需要在不修改现有代码的情况 下对程序进行功能扩展。
02
装饰模式的实现方式
继承实现方式
1 2 3
优点
代码简洁，易于理解。
缺点
不够灵活，每增加一个新的装饰功能，都需要创 建一个新的子类，类数量会急剧增加，导致系统 庞大和复杂。
03 需要对一组基本功能进行排列组合以产生非常多 的功能。
对未来研究的展望
深入研究装饰模式的适用场 景和最佳实践，以便更好地 应用该模式解决实际问题。
研究如何将装饰模式与其 他设计模式结合使用，以 产生更好的设计效果。
ABCD
探索如何降低装饰模式的 复杂性，提高代码的可读 性和维护性。
关注新兴技术和编程语言对装 饰模式的影响，以便及时调整 和更新该模式的应用方式。
可能破坏封装性
在使用装饰模式时，需要注意不要破坏对象的封 装性。如果装饰器暴露了对象的内部状态或实现 了不应该暴露的方法，那么可能会导致系统的不 稳定性和安全性问题。
06
总结与展望
对装饰模式的总结
优点 装饰模式可以在不改变对象自身的基础上，动态地给对象添加一些额外的职责。
装饰模式可以在运行时选择性地添加或删除某些功能，提高了系统的灵活性。
统或类的整合和简化。
03
透明性不同
装饰模式对客户端是透明的，客户端可以无感知地使用被装饰的对象，
而外观模式则可能需要对客户端进行一定的定制，以提供简化的接口。
与桥接模式的比较
目标不同
装饰模式的目标是动态地给一个对象添加一些额外的职责， 而桥接模式的目标是将抽象部分与它的实现部分分离，使 它们都可以独立地变化。
系统架构设计师23种设计模式记忆口诀
系统架构设计师23种设计模式记忆口诀设计模式分为三种类型：创建型设计模式（4种：工厂模式（工厂模式、抽象工厂模式）、单例模式、原型模式、建造者模式）主要用户创建对象；创建型：创建模式创对象。
工厂模式要抽象；单例只有一个类；拷贝原型创对象；建造复杂的对象。
解释：创建模式主要用于创建对象。
工厂模式根据业务需要分为简单工厂模式、工厂方法模式和抽象工厂模式；原型模式用于创建重复的对象，通过拷贝这些原型创建新的对象；建造者模式使用多个简单的对象一步一步构建成一个复杂的对象。
------------------------------------------------------------------------------- 结构型设计模式（8种：代理模式、外观模式、装饰器模式、享元模式、组合模式、适配器模式、桥接模式、过滤器）主要关注类和对象的组合；结构型：结构组合类对象。
代理外观装饰器；享元组合适配器；桥接不能过滤器。
代理对象访问者；外观一致的接口；装饰动态添职责；享元共享搞对象。
组合对象像棵树；适配接口能兼容；桥接抽象与实现；不同标准来过滤。
解释：结构型设计模式主要关注类和对象的组合。
主要有代理模式、外观模式、装饰器模式、享元模式、组合模式、适配器模式、桥接模式不能继承，过滤器模式。
代理模式为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问；外观模式通过为多个复杂的子系统提供一个一致的接口，而使这些子系统更加容易被访问的模式，这是典型的”迪米特原则“；装饰器模式动态地给一个对象添加一些额外的职责；享元模式运用共享技术来有效地支持大量细粒度对象的复用；组合模式将对象组合成树形结构以表示"部分-整体"的层次结构；适配器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可以一起工作；桥接模式将抽象部分与实现部分分离，使它们都可以独立的变化；过滤器模式允许开发人员使用不同的标准来过滤一组对象，通过逻辑运算以解耦的方式把它们连接起来行为型设计模式（11种：模板模式、策略模式、迭代器模式、中介模式、备忘录模式、解释器模式、观察者模式、访问者模式、状态模式、责任链模式、命令模式）主要关注对象间通信的问题。
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取行动。 在一些情况下，一个客户不想或者不能够直接引用一个对象，而代理
对象可以在客户端和目标对象之间起到中介的作用。
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软件复用与组件开发
案例：法院的代理
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软件复用与组件开发
代理模式
代理模式的结构
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就会执行一个操作。 Request是使一个对象执行一个操作的仅有方式,操作也是改变对象内部数据仅
有的方式。正是由于这些约束，对象的内部数据被封装了，它们不能直接被访 问。 设计过程中对象来源于分析模型
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软件复用与组件开发
面向对象基本概念
定义对象的接口
➢ 接口是一个或多个操作特征标记以及零个或多个属性集合的定义
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软件复用与组件开发
保安系统—采用外观模式之前
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软件复用与组件开发
保安系统—采用外观模式之后
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软件复用与组件开发
讨论
对于数据库访问的操作，是否可以采用Facade模式，封装一个大的接 口，暴露给客户端更简单的调用方法？
如果可以的话，这个接口应该包含那些方法呢？
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代理模式
的抽象进行统一。 ➢ 晦涩性：很难阅读、理解。没有很好地表现出意图。
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软件复用与组件开发
为什么使用设计模式
① 尽力用一种标准的方式描述设计经验 ② 为设计者提供一种通用的语言 ③ 增加复用性，减少设计的多样性 ④ 增强设计变更的灵活性 ⑤ 提高设计文档的质量 ⑥ 增强设计的可理解性
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软件复用与组件开发
④ 保护代理：控制对一个对象的访问权限。
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代理模式
实例：智能引用代理的例子
➢ 一个动态网站提供美国上市企业的股票买卖信息。 ➢ 本网站，用户做的事情基本就是搜索和查询。 ➢ 本网站收费：
行为型模式
➢ 观察者模式、策略模式、访问者模式
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软件复用与组件开发
背景
目前企业级分布式软件开发普遍采用面向对象的方法，OOD直接导致 了设计模式的发展。
开发面向对象的软件是困难的，而开发可复用的面向对象的软件更难。 有经验的设计者使用重用过去的方案。 采用设计模式使设计和代码具有良好的可维护性、可复用性和可升级
1 适配器模式
适配器：Adapter 适配器模式把一个类的接口变换成客户端所期待的另一种接口。 适配器模式使原本无法在一起工作的两个类能够在一起工作。 适配器模式分类：
➢ 类模式 ➢ 对象模式
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适配器模式
实例：电压器适配 当把美国的电器拿回中国大陆去用的时候，就面临电压不同的问题。美国
配置。这样的系统应当有一个对象来管理一个属性文件。 很多软件都有数据库，一般而言，整个软件应当使用一个联接通道，而不
是任意在需要时就新打开一个联接通道。
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单例模式
单例类的特征
① 单态类只可有一个实例。 ② 它必须自己创立自己这唯一的一个实例。 ③ 它必须给所有其它的类提供自己这一实例。
的生活用电压是110伏，而中国的电压是220伏。 如果要在中国大陆使用在美国使用的电器，就必须有一个能把220伏电压转
换成110伏电压的变压器。
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适配器模式
适配器模式—类形式
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适配器模式
类形式涉及的成员：
➢ 目标（Target）：这就是我们所期 待得到的接口。注意，由于这里讨 论的是类适配器模式，因此目标不 可以是类。
➢ 脆弱性：对系统的改动会导致系统中和改动的地方在概念上无关的许多地方出 现问题。
➢ 牢固性：很难解开系统的纠结，使之成为一些可在其他系统中重用的组件。
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为什么使用设计模式
➢ 粘滞性：做正确的事情比做错误的事情要困难。 ➢ 不必要的复杂性：设计中包含有不具任何直接好处的基础结构。 ➢ 不必要的重复性：设计中包含有重复的结构，而该重复的结构本可以使用单一
抽象主题角色：声明了真 实主题和代理主题的共同 接口，这样在任何可用真 实主题的地方都可以使用 代理主题
代理主题角色：代理主题角色内部含 有对真实主题的引用，从而可以在任 何时候操作真实主题对象，代理角色 通常在将客户端调用传递给真实的主 题之前或之后，都要执行某个操作
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真实主题角色： 定义了代理角色 所代表的真实对 象
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外观模式
应用场景：
➢ 为一个复杂子系统提供一个简单接口 ➢ 子系统的独立性
✓引用Facade模式将一个子系统和它的客户端以及其他的子系统分离，可以提 供子系统的独立性和可移植性
➢ 层次化结构 ✓如果层与层之间相互依赖，可限定他们只通过Facade进行通信，从而简化了 层与层之间的依赖关系。
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代理模式
代理模式的顺序图
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代理模式
代理模式的分类：
① 远程代理：为一个位于不同的地址空间的对象提供一个局部代表 对象。
② 虚拟代理：根据需要创建一个资源消耗较大的对象，使得此对象 只在需要时才会被真正创建。
③ 智能引用代理：当一个对象被引用时提供一些额外的操作，比如 将对此对象调用的次数记录下来
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如何描述模式
目的：简要描述模式的目的。 使用场合：典型的应用场合 结构：采用UML语言中的类图（或对象图）进行描述。 模式检验：可执行的Java程序代码。 分析：进一步的分析，以及与其他模式的比较 例程
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六、面向对象基本概念
发现正确的Objects 面向对象程序由对象组成的，一个对象包装了数据 和操作数据的过程。过程一般称作方法或操作。 当一个对象从客户（client）接收到一个请求（request）或消息（message）时
➢ 源（Adaptee）：现有需要适配的 接口。
➢ 适配器（Adapter）：适配器类是 本模式的核心。适配器把源接口转 换成目标接口。显然，这一角色不 可以是接口，而必须是实类。
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适配器模式ຫໍສະໝຸດ 应用场合：① 你需要使用现有的类，而此类的接口不符合你的需要 ② 你想要建立一个可以重复使用的类，用以与一些彼此之间没有太
分类：23种设计模式：
➢ 创建型：5种 ➢ 结构型：7种 ➢ 行为型：11种
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为什么使用设计模式
当软件开发需求的变化而变化时，软件设计会出现坏味道，当软件中 出现下面任何一种气味时，表明软件正在腐化。
➢ 僵化性：很难对系统进行改动，因为每个改动都会迫使许多对系统其他部分的 其它改动。
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本章内容
设计模式概述 创建型模式
➢ 工厂方法、单例模式
结构型模式
➢ 适配器模式、外观模式、代理模式
行为型模式
➢ 观察者模式、策略模式、访问者模式
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单例模式
一个单例类只可有一个实例。这样的类常用来进行资源管理。 譬如，大多数的软件都有一个(甚至多个)属性（properties）文件存放系统
类型（Type）
➢ 接口和抽象类是实现类的类型 ➢ 接口和抽象类是抽象类型 ➢ 一个对象可能具有多种类型，多个对象也可能共享一个类型
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面向对象基本概念
① 接口是面向对象系统的基础 ② 接口和实现分离 ③ 多态：静态绑定和动态绑定 ④ 通过类定义对象的实现 ⑤ 抽象类－部分实现 ⑥ 区分对象的类和类型 ⑦ 要针对接口编程，不要针对实现
性。
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软件复用与组件开发
背景
“Design patterns help you learn from others‘successes instead of your own failures.”by Mark Johnson 。
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什么是设计模式
1970s ，Christopher Alexander的建筑师提出设计模式概念。 直到1987，一些设计模式的论文和文章出现了。 1995年，GOF 发表了书：《设计模式－可复用面向对象软件的基础》
大关联的一些类，包括一些可能在将来引进的类一起工作。这些 源类不一定有很复杂的接口。 ③ （对实例形式的适配器模式而言）你需要改变多个已有的子类的 接口，如果使用类形式的适配器模式，就要针对每一个子类做一 个适配器类，而这不太实际。
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适配器模式
Java类库中适配器的使用
➢ 库程序包java\awt\event ✓–WindowAdapter–KeyAdapter ✓–MouseAdapter ✓–MouseMotionAdapter ✓–WindowAdapter ✓......
行为型模式
➢ 观察者模式、策略模式、访问者模式
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结构型模式概述
结构型模式涉及到如何组合类和对象以获得更大的结构。
➢ 结构型类模式：采用继承机制来组合接口或实现。 ➢ 结构型对象模式:不是对接口和实现进行组合，而是描述如何对一些对象进行
组合，从而实现新功能的一些方法。
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单例模式
系统设计
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单例模式
单例模式和多例模式
➢ 多例类可以有多个实例。 ➢ 多例模式可按有无上限来划分，也可以按有无状态来划分。
思考：
➢ 连接池或对象池中的模式？
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