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從今天開始，我們逐一看下常用的設計模式，希望能夠儘可能搞清楚它們的應用場景，以便我們能夠寫出更優秀的程式碼。

1、單例模式

核心要點

• 構造方法私有
• 構造由static修飾的、返回例項的方法

優勢

• 減少建立Java例項所帶來的系統開銷
• 便於系統跟蹤單個Java例項的宣告週期、例項狀態等

示例程式碼

package singleton;

public class Singleton {
    private static Singleton instance;
    private Singleton() {}
    public static Singleton getInstance() {
        if(instance == null) {
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}

 

場景

執行緒池（threadpool）、快取（cache）、日誌物件

2、簡單工廠模式

要點

• 通過工廠類的形式進行解耦合
• 依賴關係通過介面解耦合

優缺點

• 讓物件的呼叫者和物件建立過程分離，當物件呼叫者需要物件時，直接向工廠請求即可；
• 避免了物件的呼叫者和物件的實現類以硬解碼方式耦合，提高了系統的可維護性、拓展性；
• 需要注意的一個陷阱是：當產品修改時，工廠類也要做相應的修改；

示例程式碼

這裡的computer依賴了Printer類，但是如果直接寫Printer的話，會直接影響當前類的擴充套件，比如我們後期增加了Writer，Writer和Printer只是方法不一致，這時候如果用簡單工廠模式，就可以完美解決這個問題。

當然，這時依然需要修改OutputFactory的程式碼，但是對Computer是不需要修改的。

public class Computer {
    private Output out;
    public Computer(Output out) {
        this.out = out;
    }
    
    public void keyIn(String msg) {
        out.getData(msg);
    }
    
    public void print() {
        out.out();
    }
}

簡單工廠

package simplefactory;

public class OutputFactory {
    public Output getOutput() {
        return new Printer();
    }
}
 

介面

package simplefactory;

public interface Output {
    final int MAX_CACHE_LINE=200;
    void getData(String msg);
    void out();
}

介面實現類

package simplefactory;

public class Printer implements Output {
    private String[] printData = new String[MAX_CACHE_LINE];
    private int dataNum = 0;

    @Override
    public void getData(String msg) {
        if(dataNum >= MAX_CACHE_LINE) {
            System.out.println("輸出佇列已滿，新增失敗");
        } else {
            printData[dataNum++] = msg;
        }
        
    }

    @Override
    public void out() {
        while(dataNum > 0) {
            System.out.println("印表機列印：" + printData[0]);
            System.arraycopy(printData, 1, printData, 0, --dataNum);
        }
        
    }

}

測試類

package simplefactory;

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        OutputFactory of = new OutputFactory();
        Computer c = new Computer(of.getOutput());
        c.keyIn("hello world");
        c.keyIn("java");
        c.keyIn("spring");
        c.print();
    }
}

3、工廠方法和抽象工廠

要點

• 和簡單工廠相比，工廠方法多了一個介面，也就是工廠介面，Ouput子類的工廠類均繼承該介面，實現getOutput()方法
• 當使用工廠方法設計模式時，物件呼叫者需要與具體的工廠類進行耦合：當需要不同物件時，程式需要呼叫相應工廠物件的方法來得到所需的物件
• 對於採用工廠方法的設計架構，客戶端程式碼成功與被呼叫物件實現了分離，但帶來了另一種耦合：客戶端程式碼與不同的工廠類耦合
• 為了解決上面的耦合，增加一個工廠類，用於建立不同的工廠物件，這個特殊的工廠類被稱為抽象工廠類，這種設計模式被稱為抽象工廠模式

比較

和簡單工廠相比，抽象工廠降低了目標例項與例項工廠的耦合性，但是它又引入了抽象工廠的耦合關係。

在簡單工廠模式中，要建立一個物件的例項，直接呼叫該物件的工廠方法即可，當然前提條件是增加該物件時要同步增加它的工廠方法；

在抽象工廠模式中，不僅對例項物件做了抽象處理，還對物件的工廠做了抽象處理，所以在例項化一個物件的時候，要先例項化它的工廠，然後再通過工廠方法例項化物件（實線表示程式碼實際執行流程，虛線表示解耦過程，工廠的工廠創建出來的是抽象工廠的例項，抽象工廠最終建立的是物件的抽象介面）

示例程式碼

例項工廠介面：

// 工廠介面
package abstractfactory;

import simplefactory.Output;
/**
 * 
 *TODO output工廠介面
 *
 * @author CaoLei 2018年7月1日下午3:19:36
 * OutputFactory
 */
public interface OutputFactory {
    
    Output getOutput();

}

例項工廠實現：

// 工廠方法，工廠類

package abstractfactory;

import simplefactory.BetterPrinter;
import simplefactory.Output;

public class BetterPrinterFactory implements OutputFactory {

    @Override
    public Output getOutput() {
        return new BetterPrinter();
    }

}

例項工廠例項化方法：

// 抽象工廠，抽象工廠類
package abstractfactory;

public class OutputFactoryFactory {
    public static OutputFactory getOutputFactory(String type) {
        if ("better".equals(type)) {
            return new BetterPrinterFactory();
        } else {
            return new PrinterFactory();
        }

    }
}

好了，今天就先說這三種設計模式，明天我們來繼續看其他的設計模式。