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软件设计模式-J2EE模式-前端控制器模式

前端控制器模式


前端控制器模式(Front Controller Pattern)是用来提供一个集中的请求处理机制,所有的请求都将由一个单一的处理程序处理。该处理程序可以做认证/授权/记录日志,或者跟踪请求,然后把请求传给相应的处理程序。以下是这种设计模式的实体。

  • 前端控制器(Front Controller) – 处理应用程序所有类型请求的单个处理程序,应用程序可以是基于 web 的应用程序,也可以是基于桌面的应用程序。
  • 调度器(Dispatcher) – 前端控制器可能使用一个调度器对象来调度请求到相应的具体处理程序。
  • 视图(View) – 视图是为请求而创建的对象。

实现


我们将创建 FrontControllerDispatcher 分别当作前端控制器和调度器。HomeView 和 StudentView 表示各种为前端控制器接收到的请求而创建的视图。

FrontControllerPatternDemo,我们的演示类使用 FrontController 来演示前端控制器设计模式。

步骤 1

创建视图。

public class HomeView {
   public void show(){
      System.out.println("Displaying Home Page");
   }
}
public class StudentView {
   public void show(){
      System.out.println("Displaying Student Page");
   }
}

步骤 2

创建调度器 Dispatcher。

public class Dispatcher {
   private StudentView studentView;
   private HomeView homeView;
   public Dispatcher(){
      studentView = new StudentView();
      homeView = new HomeView();
   }
 
   public void dispatch(String request){
      if(request.equalsIgnoreCase("STUDENT")){
         studentView.show();
      }else{
         homeView.show();
      }  
   }
}

步骤 3

创建前端控制器 FrontController。

public class FrontController {
   
   private Dispatcher dispatcher;
 
   public FrontController(){
      dispatcher = new Dispatcher();
   }
 
   private boolean isAuthenticUser(){
      System.out.println("User is authenticated successfully.");
      return true;
   }
 
   private void trackRequest(String request){
      System.out.println("Page requested: " + request);
   }
 
   public void dispatchRequest(String request){
      //记录每一个请求
      trackRequest(request);
      //对用户进行身份验证
      if(isAuthenticUser()){
         dispatcher.dispatch(request);
      }  
   }
}

步骤 4

使用 FrontController 来演示前端控制器设计模式。

public class FrontControllerPatternDemo {
   public static void main(String[] args) {
      FrontController frontController = new FrontController();
      frontController.dispatchRequest("HOME");
      frontController.dispatchRequest("STUDENT");
   }
}

步骤 5

执行程序,输出结果:

Page requested: HOME
User is authenticated successfully.
Displaying Home Page
Page requested: STUDENT
User is authenticated successfully.
Displaying Student Page

 

软件设计模式-J2EE模式-数据访问对象模式

数据访问对象模式


数据访问对象模式(Data Access Object Pattern)或 DAO 模式用于把低级的数据访问 API 或操作从高级的业务服务中分离出来。以下是数据访问对象模式的参与者。

  • 数据访问对象接口(Data Access Object Interface) – 该接口定义了在一个模型对象上要执行的标准操作。
  • 数据访问对象实体类(Data Access Object concrete class) – 该类实现了上述的接口。该类负责从数据源获取数据,数据源可以是数据库,也可以是 xml,或者是其他的存储机制。
  • 模型对象/数值对象(Model Object/Value Object) – 该对象是简单的 POJO,包含了 get/set 方法来存储通过使用 DAO 类检索到的数据。

实现


我们将创建一个作为模型对象或数值对象的 Student 对象。StudentDao 是数据访问对象接口。StudentDaoImpl 是实现了数据访问对象接口的实体类。DaoPatternDemo,我们的演示类使用 StudentDao 来演示数据访问对象模式的用法。

步骤 1

创建数值对象。

public class Student {
   private String name;
   private int rollNo;
 
   Student(String name, int rollNo){
      this.name = name;
      this.rollNo = rollNo;
   }
 
   public String getName() {
      return name;
   }
 
   public void setName(String name) {
      this.name = name;
   }
 
   public int getRollNo() {
      return rollNo;
   }
 
   public void setRollNo(int rollNo) {
      this.rollNo = rollNo;
   }
}

步骤 2

创建数据访问对象接口。

import java.util.List;
 
public interface StudentDao {
   public List<Student> getAllStudents();
   public Student getStudent(int rollNo);
   public void updateStudent(Student student);
   public void deleteStudent(Student student);
}

步骤 3

创建实现了上述接口的实体类。

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
 
public class StudentDaoImpl implements StudentDao {
   
   //列表是当作一个数据库
   List<Student> students;
 
   public StudentDaoImpl(){
      students = new ArrayList<Student>();
      Student student1 = new Student("Robert",0);
      Student student2 = new Student("John",1);
      students.add(student1);
      students.add(student2);    
   }
   @Override
   public void deleteStudent(Student student) {
      students.remove(student.getRollNo());
      System.out.println("Student: Roll No " + student.getRollNo() 
         +", deleted from database");
   }
 
   //从数据库中检索学生名单
   @Override
   public List<Student> getAllStudents() {
      return students;
   }
 
   @Override
   public Student getStudent(int rollNo) {
      return students.get(rollNo);
   }
 
   @Override
   public void updateStudent(Student student) {
      students.get(student.getRollNo()).setName(student.getName());
      System.out.println("Student: Roll No " + student.getRollNo() 
         +", updated in the database");
   }
}

步骤 4

使用 StudentDao 来演示数据访问对象模式的用法。

public class DaoPatternDemo {
   public static void main(String[] args) {
      StudentDao studentDao = new StudentDaoImpl();
 
      //输出所有的学生
      for (Student student : studentDao.getAllStudents()) {
         System.out.println("Student: [RollNo : "
            +student.getRollNo()+", Name : "+student.getName()+" ]");
      }
 
 
      //更新学生
      Student student =studentDao.getAllStudents().get(0);
      student.setName("Michael");
      studentDao.updateStudent(student);
 
      //获取学生
      studentDao.getStudent(0);
      System.out.println("Student: [RollNo : "
         +student.getRollNo()+", Name : "+student.getName()+" ]");      
   }
}

步骤 5

执行程序,输出结果:

Student: [RollNo : 0, Name : Robert ]
Student: [RollNo : 1, Name : John ]
Student: Roll No 0, updated in the database
Student: [RollNo : 0, Name : Michael ]

 

软件设计模式-J2EE模式-组合实体模式

组合实体模式


组合实体模式(Composite Entity Pattern)用在 EJB 持久化机制中。一个组合实体是一个 EJB 实体 bean,代表了对象的图解。当更新一个组合实体时,内部依赖对象 beans 会自动更新,因为它们是由 EJB 实体 bean 管理的。以下是组合实体 bean 的参与者。

  • 组合实体(Composite Entity) – 它是主要的实体 bean。它可以是粗粒的,或者可以包含一个粗粒度对象,用于持续生命周期。
  • 粗粒度对象(Coarse-Grained Object) – 该对象包含依赖对象。它有自己的生命周期,也能管理依赖对象的生命周期。
  • 依赖对象(Dependent Object) – 依赖对象是一个持续生命周期依赖于粗粒度对象的对象。
  • 策略(Strategies) – 策略表示如何实现组合实体。

实现


我们将创建作为组合实体的 CompositeEntity 对象。CoarseGrainedObject 是一个包含依赖对象的类。

CompositeEntityPatternDemo,我们的演示类使用 Client 类来演示组合实体模式的用法。

步骤 1

创建依赖对象。

public class DependentObject1 {
   
   private String data;
 
   public void setData(String data){
      this.data = data; 
   } 
 
   public String getData(){
      return data;
   }
}
public class DependentObject2 {
   
   private String data;
 
   public void setData(String data){
      this.data = data; 
   } 
 
   public String getData(){
      return data;
   }
}

步骤 2

创建粗粒度对象。

public class CoarseGrainedObject {
   DependentObject1 do1 = new DependentObject1();
   DependentObject2 do2 = new DependentObject2();
 
   public void setData(String data1, String data2){
      do1.setData(data1);
      do2.setData(data2);
   }
 
   public String[] getData(){
      return new String[] {do1.getData(),do2.getData()};
   }
}

步骤 3

创建组合实体。

public class CompositeEntity {
   private CoarseGrainedObject cgo = new CoarseGrainedObject();
 
   public void setData(String data1, String data2){
      cgo.setData(data1, data2);
   }
 
   public String[] getData(){
      return cgo.getData();
   }
}

步骤 4

创建使用组合实体的客户端类。

public class Client {
   private CompositeEntity compositeEntity = new CompositeEntity();
 
   public void printData(){
      for (int i = 0; i < compositeEntity.getData().length; i++) {
         System.out.println("Data: " + compositeEntity.getData()[i]);
      }
   }
 
   public void setData(String data1, String data2){
      compositeEntity.setData(data1, data2);
   }
}

步骤 5

使用 Client 来演示组合实体设计模式的用法。

public class CompositeEntityPatternDemo {
   public static void main(String[] args) {
       Client client = new Client();
       client.setData("Test", "Data");
       client.printData();
       client.setData("Second Test", "Data1");
       client.printData();
   }
}

步骤 6

执行程序,输出结果:

Data: Test
Data: Data
Data: Second Test
Data: Data1

 

软件设计模式-J2EE模式-业务代表模式

业务代表模式


业务代表模式(Business Delegate Pattern)用于对表示层和业务层解耦。它基本上是用来减少通信或对表示层代码中的业务层代码的远程查询功能。在业务层中我们有以下实体。

  • 客户端(Client) – 表示层代码可以是 JSP、servlet 或 UI java 代码。
  • 业务代表(Business Delegate) – 一个为客户端实体提供的入口类,它提供了对业务服务方法的访问。
  • 查询服务(LookUp Service) – 查找服务对象负责获取相关的业务实现,并提供业务对象对业务代表对象的访问。
  • 业务服务(Business Service) – 业务服务接口。实现了该业务服务的实体类,提供了实际的业务实现逻辑。

实现


我们将创建 ClientBusinessDelegateBusinessServiceLookUpServiceJMSService 和 EJBService 来表示业务代表模式中的各种实体。

BusinessDelegatePatternDemo,我们的演示类使用 BusinessDelegate 和 Client 来演示业务代表模式的用法。

步骤 1

创建 BusinessService 接口。

public interface BusinessService {
   public void doProcessing();
}

步骤 2

创建实体服务类。

public class EJBService implements BusinessService {
 
   @Override
   public void doProcessing() {
      System.out.println("Processing task by invoking EJB Service");
   }
}
public class JMSService implements BusinessService {
 
   @Override
   public void doProcessing() {
      System.out.println("Processing task by invoking JMS Service");
   }
}

步骤 3

创建业务查询服务。

public class BusinessLookUp {
   public BusinessService getBusinessService(String serviceType){
      if(serviceType.equalsIgnoreCase("EJB")){
         return new EJBService();
      }else {
         return new JMSService();
      }
   }
}

步骤 4

创建业务代表。

public class BusinessDelegate {
   private BusinessLookUp lookupService = new BusinessLookUp();
   private BusinessService businessService;
   private String serviceType;
 
   public void setServiceType(String serviceType){
      this.serviceType = serviceType;
   }
 
   public void doTask(){
      businessService = lookupService.getBusinessService(serviceType);
      businessService.doProcessing();     
   }
}

步骤 5

创建客户端。

public class Client {
   
   BusinessDelegate businessService;
 
   public Client(BusinessDelegate businessService){
      this.businessService  = businessService;
   }
 
   public void doTask(){      
      businessService.doTask();
   }
}

步骤 6

使用 BusinessDelegate 和 Client 类来演示业务代表模式。

public class BusinessDelegatePatternDemo {
   
   public static void main(String[] args) {
 
      BusinessDelegate businessDelegate = new BusinessDelegate();
      businessDelegate.setServiceType("EJB");
 
      Client client = new Client(businessDelegate);
      client.doTask();
 
      businessDelegate.setServiceType("JMS");
      client.doTask();
   }
}

步骤 7

执行程序,输出结果:

Processing task by invoking EJB Service
Processing task by invoking JMS Service

 

软件设计模式-J2EE模式-MVC模式

MVC 模式


MVC 模式代表 Model-View-Controller(模型-视图-控制器) 模式。这种模式用于应用程序的分层开发。

  • Model(模型) – 模型代表一个存取数据的对象或 JAVA POJO。它也可以带有逻辑,在数据变化时更新控制器。
  • View(视图) – 视图代表模型包含的数据的可视化。
  • Controller(控制器) – 控制器作用于模型和视图上。它控制数据流向模型对象,并在数据变化时更新视图。它使视图与模型分离开。

实现


我们将创建一个作为模型的 Student 对象。StudentView 是一个把学生详细信息输出到控制台的视图类,StudentController 是负责存储数据到 Student 对象中的控制器类,并相应地更新视图 StudentView

MVCPatternDemo,我们的演示类使用 StudentController 来演示 MVC 模式的用法。

步骤 1

创建模型。

public class Student {
   private String rollNo;
   private String name;
   public String getRollNo() {
      return rollNo;
   }
   public void setRollNo(String rollNo) {
      this.rollNo = rollNo;
   }
   public String getName() {
      return name;
   }
   public void setName(String name) {
      this.name = name;
   }
}

步骤 2

创建视图。

public class StudentView {
   public void printStudentDetails(String studentName, String studentRollNo){
      System.out.println("Student: ");
      System.out.println("Name: " + studentName);
      System.out.println("Roll No: " + studentRollNo);
   }
}

步骤 3

创建控制器。

public class StudentController {
   private Student model;
   private StudentView view;
 
   public StudentController(Student model, StudentView view){
      this.model = model;
      this.view = view;
   }
 
   public void setStudentName(String name){
      model.setName(name);    
   }
 
   public String getStudentName(){
      return model.getName();    
   }
 
   public void setStudentRollNo(String rollNo){
      model.setRollNo(rollNo);      
   }
 
   public String getStudentRollNo(){
      return model.getRollNo();     
   }
 
   public void updateView(){           
      view.printStudentDetails(model.getName(), model.getRollNo());
   }  
}

步骤 4

使用 StudentController 方法来演示 MVC 设计模式的用法。

public class MVCPatternDemo {
   public static void main(String[] args) {
 
      //从数据库获取学生记录
      Student model  = retriveStudentFromDatabase();
 
      //创建一个视图:把学生详细信息输出到控制台
      StudentView view = new StudentView();
 
      StudentController controller = new StudentController(model, view);
 
      controller.updateView();
 
      //更新模型数据
      controller.setStudentName("John");
 
      controller.updateView();
   }
 
   private static Student retriveStudentFromDatabase(){
      Student student = new Student();
      student.setName("Robert");
      student.setRollNo("10");
      return student;
   }
}

步骤 5

执行程序,输出结果:

Student: 
Name: Robert
Roll No: 10
Student: 
Name: John
Roll No: 10

 

软件设计模式-行为型模式-访问者模式

访问者模式


在访问者模式(Visitor Pattern)中,我们使用了一个访问者类,它改变了元素类的执行算法。通过这种方式,元素的执行算法可以随着访问者改变而改变。这种类型的设计模式属于行为型模式。根据模式,元素对象已接受访问者对象,这样访问者对象就可以处理元素对象上的操作。

介绍


意图:主要将数据结构与数据操作分离。

主要解决:稳定的数据结构和易变的操作耦合问题。

何时使用:需要对一个对象结构中的对象进行很多不同的并且不相关的操作,而需要避免让这些操作”污染”这些对象的类,使用访问者模式将这些封装到类中。

如何解决:在被访问的类里面加一个对外提供接待访问者的接口。

关键代码:在数据基础类里面有一个方法接受访问者,将自身引用传入访问者。

应用实例:您在朋友家做客,您是访问者,朋友接受您的访问,您通过朋友的描述,然后对朋友的描述做出一个判断,这就是访问者模式。

优点: 1、符合单一职责原则。 2、优秀的扩展性。 3、灵活性。

缺点: 1、具体元素对访问者公布细节,违反了迪米特原则。 2、具体元素变更比较困难。 3、违反了依赖倒置原则,依赖了具体类,没有依赖抽象。

使用场景: 1、对象结构中对象对应的类很少改变,但经常需要在此对象结构上定义新的操作。 2、需要对一个对象结构中的对象进行很多不同的并且不相关的操作,而需要避免让这些操作”污染”这些对象的类,也不希望在增加新操作时修改这些类。

注意事项:访问者可以对功能进行统一,可以做报表、UI、拦截器与过滤器。

实现


我们将创建一个定义接受操作的 ComputerPart 接口。KeyboardMouseMonitor 和 Computer 是实现了 ComputerPart 接口的实体类。我们将定义另一个接口 ComputerPartVisitor,它定义了访问者类的操作。Computer 使用实体访问者来执行相应的动作。

VisitorPatternDemo,我们的演示类使用 ComputerComputerPartVisitor 类来演示访问者模式的用法。

步骤 1

定义一个表示元素的接口。

public interface ComputerPart {
   public void accept(ComputerPartVisitor computerPartVisitor);
}

步骤 2

创建扩展了上述类的实体类。

public class Keyboard  implements ComputerPart {
 
   @Override
   public void accept(ComputerPartVisitor computerPartVisitor) {
      computerPartVisitor.visit(this);
   }
}
public class Monitor  implements ComputerPart {
 
   @Override
   public void accept(ComputerPartVisitor computerPartVisitor) {
      computerPartVisitor.visit(this);
   }
}
public class Mouse  implements ComputerPart {
 
   @Override
   public void accept(ComputerPartVisitor computerPartVisitor) {
      computerPartVisitor.visit(this);
   }
}
public class Computer implements ComputerPart {
   
   ComputerPart[] parts;
 
   public Computer(){
      parts = new ComputerPart[] {new Mouse(), new Keyboard(), new Monitor()};      
   } 
 
 
   @Override
   public void accept(ComputerPartVisitor computerPartVisitor) {
      for (int i = 0; i < parts.length; i++) {
         parts[i].accept(computerPartVisitor);
      }
      computerPartVisitor.visit(this);
   }
}

步骤 3

定义一个表示访问者的接口。

public interface ComputerPartVisitor {
   public void visit(Computer computer);
   public void visit(Mouse mouse);
   public void visit(Keyboard keyboard);
   public void visit(Monitor monitor);
}

步骤 4

创建实现了上述类的实体访问者。

public class ComputerPartDisplayVisitor implements ComputerPartVisitor {
 
   @Override
   public void visit(Computer computer) {
      System.out.println("Displaying Computer.");
   }
 
   @Override
   public void visit(Mouse mouse) {
      System.out.println("Displaying Mouse.");
   }
 
   @Override
   public void visit(Keyboard keyboard) {
      System.out.println("Displaying Keyboard.");
   }
 
   @Override
   public void visit(Monitor monitor) {
      System.out.println("Displaying Monitor.");
   }
}

步骤 5

使用 ComputerPartDisplayVisitor 来显示 Computer 的组成部分。

public class VisitorPatternDemo {
   public static void main(String[] args) {
 
      ComputerPart computer = new Computer();
      computer.accept(new ComputerPartDisplayVisitor());
   }
}

步骤 6

执行程序,输出结果:

Displaying Mouse.
Displaying Keyboard.
Displaying Monitor.
Displaying Computer.

 

软件设计模式-行为型模式-模板模式

模板模式


在模板模式(Template Pattern)中,一个抽象类公开定义了执行它的方法的方式/模板。它的子类可以按需要重写方法实现,但调用将以抽象类中定义的方式进行。这种类型的设计模式属于行为型模式。

介绍


意图:定义一个操作中的算法的骨架,而将一些步骤延迟到子类中。模板方法使得子类可以不改变一个算法的结构即可重定义该算法的某些特定步骤。

主要解决:一些方法通用,却在每一个子类都重新写了这一方法。

何时使用:有一些通用的方法。

如何解决:将这些通用算法抽象出来。

关键代码:在抽象类实现,其他步骤在子类实现。

应用实例: 1、在造房子的时候,地基、走线、水管都一样,只有在建筑的后期才有加壁橱加栅栏等差异。 2、西游记里面菩萨定好的 81 难,这就是一个顶层的逻辑骨架。 3、spring 中对 Hibernate 的支持,将一些已经定好的方法封装起来,比如开启事务、获取 Session、关闭 Session 等,程序员不重复写那些已经规范好的代码,直接丢一个实体就可以保存。

优点: 1、封装不变部分,扩展可变部分。 2、提取公共代码,便于维护。 3、行为由父类控制,子类实现。

缺点:每一个不同的实现都需要一个子类来实现,导致类的个数增加,使得系统更加庞大。

使用场景: 1、有多个子类共有的方法,且逻辑相同。 2、重要的、复杂的方法,可以考虑作为模板方法。

注意事项:为防止恶意操作,一般模板方法都加上 final 关键词。

实现


我们将创建一个定义操作的 Game 抽象类,其中,模板方法设置为 final,这样它就不会被重写。Cricket 和 Football 是扩展了 Game 的实体类,它们重写了抽象类的方法。

TemplatePatternDemo,我们的演示类使用 Game 来演示模板模式的用法。

步骤 1

创建一个抽象类,它的模板方法被设置为 final。

public abstract class Game {
   abstract void initialize();
   abstract void startPlay();
   abstract void endPlay();
 
   //模板
   public final void play(){
 
      //初始化游戏
      initialize();
 
      //开始游戏
      startPlay();
 
      //结束游戏
      endPlay();
   }
}

步骤 2

创建扩展了上述类的实体类。

public class Cricket extends Game {
 
   @Override
   void endPlay() {
      System.out.println("Cricket Game Finished!");
   }
 
   @Override
   void initialize() {
      System.out.println("Cricket Game Initialized! Start playing.");
   }
 
   @Override
   void startPlay() {
      System.out.println("Cricket Game Started. Enjoy the game!");
   }
}
public class Football extends Game {
 
   @Override
   void endPlay() {
      System.out.println("Football Game Finished!");
   }
 
   @Override
   void initialize() {
      System.out.println("Football Game Initialized! Start playing.");
   }
 
   @Override
   void startPlay() {
      System.out.println("Football Game Started. Enjoy the game!");
   }
}

步骤 3

使用 Game 的模板方法 play() 来演示游戏的定义方式。

public class TemplatePatternDemo {
   public static void main(String[] args) {
 
      Game game = new Cricket();
      game.play();
      System.out.println();
      game = new Football();
      game.play();      
   }
}

步骤 4

执行程序,输出结果:

Cricket Game Initialized! Start playing.
Cricket Game Started. Enjoy the game!
Cricket Game Finished!

Football Game Initialized! Start playing.
Football Game Started. Enjoy the game!
Football Game Finished!

 

软件设计模式-行为型模式-策略模式

策略模式


在策略模式(Strategy Pattern)中,一个类的行为或其算法可以在运行时更改。这种类型的设计模式属于行为型模式。

在策略模式中,我们创建表示各种策略的对象和一个行为随着策略对象改变而改变的 context 对象。策略对象改变 context 对象的执行算法。

介绍


意图:定义一系列的算法,把它们一个个封装起来, 并且使它们可相互替换。

主要解决:在有多种算法相似的情况下,使用 if…else 所带来的复杂和难以维护。

何时使用:一个系统有许多许多类,而区分它们的只是他们直接的行为。

如何解决:将这些算法封装成一个一个的类,任意地替换。

关键代码:实现同一个接口。

应用实例: 1、诸葛亮的锦囊妙计,每一个锦囊就是一个策略。 2、旅行的出游方式,选择骑自行车、坐汽车,每一种旅行方式都是一个策略。 3、JAVA AWT 中的 LayoutManager。

优点: 1、算法可以自由切换。 2、避免使用多重条件判断。 3、扩展性良好。

缺点: 1、策略类会增多。 2、所有策略类都需要对外暴露。

使用场景: 1、如果在一个系统里面有许多类,它们之间的区别仅在于它们的行为,那么使用策略模式可以动态地让一个对象在许多行为中选择一种行为。 2、一个系统需要动态地在几种算法中选择一种。 3、如果一个对象有很多的行为,如果不用恰当的模式,这些行为就只好使用多重的条件选择语句来实现。

注意事项:如果一个系统的策略多于四个,就需要考虑使用混合模式,解决策略类膨胀的问题。

实现


我们将创建一个定义活动的 Strategy 接口和实现了 Strategy 接口的实体策略类。Context 是一个使用了某种策略的类。

StrategyPatternDemo,我们的演示类使用 Context 和策略对象来演示 Context 在它所配置或使用的策略改变时的行为变化。

步骤 1

创建一个接口。

public interface Strategy {
   public int doOperation(int num1, int num2);
}

步骤 2

创建实现接口的实体类。

public class OperationAdd implements Strategy{
   @Override
   public int doOperation(int num1, int num2) {
      return num1 + num2;
   }
}
public class OperationSubstract implements Strategy{
   @Override
   public int doOperation(int num1, int num2) {
      return num1 - num2;
   }
}
public class OperationMultiply implements Strategy{
   @Override
   public int doOperation(int num1, int num2) {
      return num1 * num2;
   }
}

步骤 3

创建 Context 类。

public class Context {
   private Strategy strategy;
 
   public Context(Strategy strategy){
      this.strategy = strategy;
   }
 
   public int executeStrategy(int num1, int num2){
      return strategy.doOperation(num1, num2);
   }
}

步骤 4

使用 Context 来查看当它改变策略 Strategy 时的行为变化。

public class StrategyPatternDemo {
   public static void main(String[] args) {
      Context context = new Context(new OperationAdd());    
      System.out.println("10 + 5 = " + context.executeStrategy(10, 5));
 
      context = new Context(new OperationSubstract());      
      System.out.println("10 - 5 = " + context.executeStrategy(10, 5));
 
      context = new Context(new OperationMultiply());    
      System.out.println("10 * 5 = " + context.executeStrategy(10, 5));
   }
}

步骤 5

执行程序,输出结果:

10 + 5 = 15
10 - 5 = 5
10 * 5 = 50

 

软件设计模式-行为型模式-空对象模式

空对象模式


在空对象模式(Null Object Pattern)中,一个空对象取代 NULL 对象实例的检查。Null 对象不是检查空值,而是反应一个不做任何动作的关系。这样的 Null 对象也可以在数据不可用的时候提供默认的行为。

在空对象模式中,我们创建一个指定各种要执行的操作的抽象类和扩展该类的实体类,还创建一个未对该类做任何实现的空对象类,该空对象类将无缝地使用在需要检查空值的地方。

实现


我们将创建一个定义操作(在这里,是客户的名称)的 AbstractCustomer 抽象类,和扩展了 AbstractCustomer 类的实体类。工厂类 CustomerFactory 基于客户传递的名字来返回 RealCustomer 或 NullCustomer 对象。

NullPatternDemo,我们的演示类使用 CustomerFactory 来演示空对象模式的用法。

步骤 1

创建一个抽象类。

public abstract class AbstractCustomer {
   protected String name;
   public abstract boolean isNil();
   public abstract String getName();
}

步骤 2

创建扩展了上述类的实体类。

public class RealCustomer extends AbstractCustomer {
 
   public RealCustomer(String name) {
      this.name = name;    
   }
   
   @Override
   public String getName() {
      return name;
   }
   
   @Override
   public boolean isNil() {
      return false;
   }
}
public class NullCustomer extends AbstractCustomer {
 
   @Override
   public String getName() {
      return "Not Available in Customer Database";
   }
 
   @Override
   public boolean isNil() {
      return true;
   }
}

步骤 3

创建 CustomerFactory 类。

public class CustomerFactory {
   
   public static final String[] names = {"Rob", "Joe", "Julie"};
 
   public static AbstractCustomer getCustomer(String name){
      for (int i = 0; i < names.length; i++) {
         if (names[i].equalsIgnoreCase(name)){
            return new RealCustomer(name);
         }
      }
      return new NullCustomer();
   }
}

步骤 4

使用 CustomerFactory,基于客户传递的名字,来获取 RealCustomer 或 NullCustomer 对象。

public class NullPatternDemo {
   public static void main(String[] args) {
 
      AbstractCustomer customer1 = CustomerFactory.getCustomer("Rob");
      AbstractCustomer customer2 = CustomerFactory.getCustomer("Bob");
      AbstractCustomer customer3 = CustomerFactory.getCustomer("Julie");
      AbstractCustomer customer4 = CustomerFactory.getCustomer("Laura");
 
      System.out.println("Customers");
      System.out.println(customer1.getName());
      System.out.println(customer2.getName());
      System.out.println(customer3.getName());
      System.out.println(customer4.getName());
   }
}

步骤 5

执行程序,输出结果:

Customers
Rob
Not Available in Customer Database
Julie
Not Available in Customer Database

 

软件设计模式-行为型模式-状态模式

状态模式


在状态模式(State Pattern)中,类的行为是基于它的状态改变的。这种类型的设计模式属于行为型模式。

在状态模式中,我们创建表示各种状态的对象和一个行为随着状态对象改变而改变的 context 对象。

介绍


意图:允许对象在内部状态发生改变时改变它的行为,对象看起来好像修改了它的类。

主要解决:对象的行为依赖于它的状态(属性),并且可以根据它的状态改变而改变它的相关行为。

何时使用:代码中包含大量与对象状态有关的条件语句。

如何解决:将各种具体的状态类抽象出来。

关键代码:通常命令模式的接口中只有一个方法。而状态模式的接口中有一个或者多个方法。而且,状态模式的实现类的方法,一般返回值,或者是改变实例变量的值。也就是说,状态模式一般和对象的状态有关。实现类的方法有不同的功能,覆盖接口中的方法。状态模式和命令模式一样,也可以用于消除 if…else 等条件选择语句。

应用实例: 1、打篮球的时候运动员可以有正常状态、不正常状态和超常状态。 2、曾侯乙编钟中,’钟是抽象接口’,’钟A’等是具体状态,’曾侯乙编钟’是具体环境(Context)。

优点: 1、封装了转换规则。 2、枚举可能的状态,在枚举状态之前需要确定状态种类。 3、将所有与某个状态有关的行为放到一个类中,并且可以方便地增加新的状态,只需要改变对象状态即可改变对象的行为。 4、允许状态转换逻辑与状态对象合成一体,而不是某一个巨大的条件语句块。 5、可以让多个环境对象共享一个状态对象,从而减少系统中对象的个数。

缺点: 1、状态模式的使用必然会增加系统类和对象的个数。 2、状态模式的结构与实现都较为复杂,如果使用不当将导致程序结构和代码的混乱。 3、状态模式对”开闭原则”的支持并不太好,对于可以切换状态的状态模式,增加新的状态类需要修改那些负责状态转换的源代码,否则无法切换到新增状态,而且修改某个状态类的行为也需修改对应类的源代码。

使用场景: 1、行为随状态改变而改变的场景。 2、条件、分支语句的代替者。

注意事项:在行为受状态约束的时候使用状态模式,而且状态不超过 5 个。

实现


我们将创建一个 State 接口和实现了 State 接口的实体状态类。Context 是一个带有某个状态的类。

StatePatternDemo,我们的演示类使用 Context 和状态对象来演示 Context 在状态改变时的行为变化。

步骤 1

创建一个接口。

public interface State {
   public void doAction(Context context);
}

步骤 2

创建实现接口的实体类。

public class StartState implements State {
 
   public void doAction(Context context) {
      System.out.println("Player is in start state");
      context.setState(this); 
   }
 
   public String toString(){
      return "Start State";
   }
}
public class StopState implements State {
 
   public void doAction(Context context) {
      System.out.println("Player is in stop state");
      context.setState(this); 
   }
 
   public String toString(){
      return "Stop State";
   }
}

步骤 3

创建 Context 类。

public class Context {
   private State state;
 
   public Context(){
      state = null;
   }
 
   public void setState(State state){
      this.state = state;     
   }
 
   public State getState(){
      return state;
   }
}

步骤 4

使用 Context 来查看当状态 State 改变时的行为变化。

public class StatePatternDemo {
   public static void main(String[] args) {
      Context context = new Context();
 
      StartState startState = new StartState();
      startState.doAction(context);
 
      System.out.println(context.getState().toString());
 
      StopState stopState = new StopState();
      stopState.doAction(context);
 
      System.out.println(context.getState().toString());
   }
}

步骤 5

执行程序,输出结果:

Player is in start state
Start State
Player is in stop state
Stop State