Java之美[從菜鳥到高手演變]之設計模式三__Java

        本章是關於設計模式的最後一講，會講到第三種設計模式——行為型模式，共11種：策略模式、模板方法模式、觀察者模式、迭代子模式、責任鏈模式、命令模式、備忘錄模式、狀態模式、訪問者模式、中介者模式、解譯器模式。這段時間一直在寫關於設計模式的東西，終於寫到一半了，寫博文是個很費時間的東西，因為我得為讀者負責，不論是圖還是代碼還是表述，都希望能盡量寫清楚，以便讀者理解，我想不論是我還是讀者，都希望看到高品質的博文出來，從我本人出發，我會一直堅持下去，不斷更新，源源動力來自於讀者朋友們的不斷支援，我會盡自己的努力，寫好每一篇文章。希望大家能不斷給出意見和建議，共同打造完美的博文。

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先來張圖，看看這11中模式的關係：

第一類：通過父類與子類的關係進行實現。第二類：兩個類之間。第三類：類的狀態。第四類：通過中間類

13、策略模式（strategy）

策略模式定義了一系列演算法，並將每個演算法封裝起來，使他們可以相互替換，且演算法的變化不會影響到使用演算法的客戶。需要設計一個介面，為一系列實作類別提供統一的方法，多個實作類別實現該介面，設計一個抽象類別（可有可無，屬於輔助類），提供輔助函數，關係圖如下：

圖中ICalculator提供同意的方法，
AbstractCalculator是輔助類，提供輔助方法，接下來，依次實現下每個類：

首先統一介面：

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

輔助類：

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;}}

三個實作類別：

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

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

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

簡單的測試類別：

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);}}

輸出：10

策略模式的決定權在使用者，系統本身提供不同演算法的實現，新增或者刪除演算法，對各種演算法做封裝。因此，策略模式多用在演算法決策系統中，外部使用者只需要決定用哪個演算法即可。

14、模板方法模式（Template Method）

解釋一下模板方法模式，就是指：一個抽象類別中，有一個主方法，再定義1...n個方法，可以是抽象的，也可以是實際的方法，定義一個類，繼承該抽象類別，重寫抽象方法，通過調用抽象類別，實現對子類的調用，先看個關係圖：

就是在AbstractCalculator類中定義一個主方法calculate，calculate()調用spilt()等，Plus和Minus分別繼承AbstractCalculator類，通過對AbstractCalculator的調用實現對子類的調用，看下面的例子：

public abstract class AbstractCalculator {/*主方法，實現對本類其它方法的調用*/public final int calculate(String exp,String opt){int array[] = split(exp,opt);return calculate(array[0],array[1]);}/*被子類重寫的方法*/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;}}

public class Plus extends AbstractCalculator {@Overridepublic int calculate(int num1,int num2) {return num1 + num2;}}

測試類別：

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);}}

我跟蹤下這個小程式的執行過程：首先將exp和"\\+"做參數，調用AbstractCalculator類裡的calculate(String,String)方法，在calculate(String,String)裡調用同類的split()，之後再調用calculate(int ,int)方法，從這個方法進入到子類中，執行完return num1 + num2後，將值返回到AbstractCalculator類，賦給result，列印出來。正好驗證了我們開頭的思路。

15、觀察者模式（Observer）

包括這個模式在內的接下來的四個模式，都是類和類之間的關係，不涉及到繼承，學的時候應該 記得歸納，記得本文最開始的那個圖。觀察者模式很好理解，類似於郵件訂閱和RSS訂閱，當我們瀏覽一些部落格或wiki時，經常會看到RSS表徵圖，就這的意思是，當你訂閱了該文章，如果後續有更新，會及時通知你。其實，簡單來講就一句話：當一個對象變化時，其它依賴該對象的對象都會收到通知，並且隨著變化。對象之間是一種一對多的關係。先來看看關係圖：

我解釋下這些類的作用：MySubject類就是我們的主對象，Observer1和Observer2是依賴於MySubject的對象，當MySubject變化時，Observer1和Observer2必然變化。AbstractSubject類中定義著需要監控的對象列表，可以對其進行修改：增加或刪除被監控對象，且當MySubject變化時，負責通知在列表記憶體在的對象。我們看實現代碼：

一個Observer介面：

public interface Observer {public void update();}

兩個實作類別：

public class Observer1 implements Observer {@Overridepublic void update() {System.out.println("observer1 has received!");}}

public class Observer2 implements Observer {@Overridepublic void update() {System.out.println("observer2 has received!");}}

Subject介面及實作類別：

public interface Subject {/*增加觀察者*/public void add(Observer observer);/*刪除觀察者*/public void del(Observer observer);/*通知所有的觀察者*/public void notifyObservers();/*自身的操作*/public void operation();}

public abstract class AbstractSubject implements Subject {private Vector<Observer> vector = new Vector<Observer>();@Overridepublic void add(Observer observer) {vector.add(observer);}@Overridepublic void del(Observer observer) {vector.remove(observer);}@Overridepublic void notifyObservers() {Enumeration<Observer> enumo = vector.elements();while(enumo.hasMoreElements()){enumo.nextElement().update();}}}

public class MySubject extends AbstractSubject {@Overridepublic void operation() {System.out.println("update self!");notifyObservers();}}

測試類別：

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

輸出：

update self!
observer1 has received!
observer2 has received!

 這些東西，其實不難，只是有些抽象，不太容易整體理解，建議讀者：根據關係圖，建立項目，自己寫代碼（或者參考My Code）,按照總體思路走一遍，這樣才能體會它的思想，理解起來容易。

歡迎廣大讀者隨時指正，一起討論，一起進步。

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16、迭代子模式（Iterator）

顧名思義，迭代器模式就是順序訪問聚集中的對象，一般來說，集合中非常常見，如果對集合類比較熟悉的話，理解本模式會十分輕鬆。這句話包含兩層意思：一是需要遍曆的對象，即聚集對象，二是迭代器對象，用於對聚集對象進行遍曆訪問。我們看下關係圖：

 

這個思路和我們常用的一模一樣，MyCollection中定義了集合的一些操作，MyIterator中定義了一系列迭代操作，且持有Collection執行個體，我們來看看實現代碼：

兩個介面：

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();}

public interface Iterator {//前移public Object previous();//後移public Object next();public boolean hasNext();//取得第一個元素public Object first();}

兩個實現：

public class MyCollection implements Collection {public String string[] = {"A","B","C","D","E"};@Overridepublic Iterator iterator() {return new MyIterator(this);}@Overridepublic Object get(int i) {return string[i];}@Overridepublic int size() {return string.length;}}

public class MyIterator implements Iterator {private Collection collection;private int pos = -1;public MyIterator(Collection collection){this.collection = collection;}@Overridepublic Object previous() {if(pos > 0){pos--;}return collection.get(pos);}@Overridepublic Object next() {if(pos<collection.size()-1){pos++;}return collection.get(pos);}@Overridepublic boolean hasNext() {if(pos<collection.size()-1){return true;}else{return false;}}@Overridepublic Object first() {pos = 0;return collection.get(pos);}}

測試類別：

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());}}}

輸出：A B C D E

此處我們貌似類比了一個集合類的過程，感覺是不是很爽。其實JDK中各個類也都是這些基本的東西，加一些設計模式，再加一些最佳化放到一起的，只要我們把這些東西學會了，掌握好了，我們也可以寫出自己的集合類，甚至架構。

17、責任鏈模式（Chain of Responsibility）
接下來我們將要談談責任鏈模式，有多個對象，每個對象持有對下一個對象的引用，這樣就會形成一條鏈，請求在這條鏈上傳遞，直到某一對象決定處理該請求。但是發出者並不清楚到底最終那個對象會處理該請求，所以，責任鏈模式可以實現，在隱瞞用戶端的情況下，對系統進行動態調整。先看看關係圖：

Abstracthandler類提供了get和set方法，方便MyHandle類設定和修改引用對象，MyHandle類是核心，執行個體化後產生一系列相互持有的對象，構成一條鏈。

public interface Handler {public void operator();}

public abstract class AbstractHandler {private Handler handler;public Handler getHandler() {return handler;}public void setHandler(Handler handler) {this.handler = handler;}}

public class MyHandler extends AbstractHandler implements Handler {private String name;public MyHandler(String name) {this.name = name;}@Overridepublic void operator() {System.out.println(name+"deal!");if(getHandler()!=null){getHandler().operator();}}}

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();}}

輸出：

h1deal!
h2deal!
h3deal!

此處強調一點就是，連結上的請求可以是一條鏈，可以是一個樹，還可以是一個環，模式本身不約束這個，需要我們自己去實現，同時，在一個時刻，命令只允許由一個對象傳給另一個對象，而不允許傳給多個對象。

 18、命令模式（Command）

命令模式很好理解，舉個例子，司令員下令讓士兵去幹件事情，從整個事情的角度來考慮，司令員的作用是，發出口令，口令經過傳遞，傳到了士兵耳朵裡，士兵去執行。這個過程好在，三者相互解耦，任何一方都不用去依賴其他人，只需要做好自己的事兒就行，司令員要的是結果，不會去關注到底士兵是怎麼實現的。我們看看關係圖：

Invoker是調用者（司令員），Receiver是被調用者（士兵），MyCommand是命令，實現了Command介面，持有接收對象，看實現代碼：

public interface Command {public void exe();}

public class MyCommand implements Command {private Receiver receiver;public MyCommand(Receiver receiver) {this.receiver = receiver;}@Overridepublic void exe() {receiver.action();}}

public class Receiver {public void action(){System.out.println("command received!");}}

public class Invoker {private Command command;public Invoker(Command command) {this.command = command;}public void action(){command.exe();}}

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();}}

輸出：command received!

這個很哈理解，命令模式的目的就是達到命令的發出者和執行者之間解耦，實現請求和執行分開，熟悉Struts的同學應該知道，Struts其實就是一種將請求和呈現分離的技術，其中必然涉及命令模式的思想。

本篇暫時就到這裡，因為考慮到將來博文會不斷的更新，不斷的增加新內容，所以當前篇幅不易過長，以便大家閱讀，所以接下來的放到另一篇裡。敬請關注。