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《Head First设计模式》是一本广受欢迎的书籍以轻松有趣的方式介绍了设计模式的基本概念和应用场景。本文将解析其中的几个典型设计模式并通过Java代码示例进行详细分析帮助大家更好地理解和应用这些设计模式。
一、策略模式Strategy Pattern
模式解析
策略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互换。策略模式使得算法可以独立于使用它的客户端而变化。
应用场景
策略模式常用于需要在运行时选择不同算法的场景比如排序算法、加密算法等。
示例代码
package cn.juwatech.designpatterns.strategy;interface QuackBehavior {void quack();
}class Quack implements QuackBehavior {Overridepublic void quack() {System.out.println(Quack!);}
}class Squeak implements QuackBehavior {Overridepublic void quack() {System.out.println(Squeak!);}
}class MuteQuack implements QuackBehavior {Overridepublic void quack() {System.out.println( Silence );}
}class Duck {private QuackBehavior quackBehavior;public Duck(QuackBehavior quackBehavior) {this.quackBehavior quackBehavior;}public void performQuack() {quackBehavior.quack();}public void setQuackBehavior(QuackBehavior quackBehavior) {this.quackBehavior quackBehavior;}
}public class StrategyPatternDemo {public static void main(String[] args) {Duck mallard new Duck(new Quack());mallard.performQuack();Duck rubberDuck new Duck(new Squeak());rubberDuck.performQuack();Duck decoy new Duck(new MuteQuack());decoy.performQuack();}
}二、观察者模式Observer Pattern
模式解析
观察者模式定义了一种一对多的依赖关系让多个观察者对象同时监听某一个主题对象。当主题对象发生变化时所有依赖于它的观察者对象都会得到通知并更新。
应用场景
观察者模式常用于需要根据某对象状态变化通知其他对象的场景如事件监听、数据绑定等。
示例代码
package cn.juwatech.designpatterns.observer;import java.util.ArrayList;
import java.util.List;interface Observer {void update(float temp, float humidity, float pressure);
}interface Subject {void registerObserver(Observer o);void removeObserver(Observer o);void notifyObservers();
}class WeatherData implements Subject {private ListObserver observers;private float temperature;private float humidity;private float pressure;public WeatherData() {observers new ArrayList();}Overridepublic void registerObserver(Observer o) {observers.add(o);}Overridepublic void removeObserver(Observer o) {observers.remove(o);}Overridepublic void notifyObservers() {for (Observer observer : observers) {observer.update(temperature, humidity, pressure);}}public void setMeasurements(float temperature, float humidity, float pressure) {this.temperature temperature;this.humidity humidity;this.pressure pressure;notifyObservers();}
}class CurrentConditionsDisplay implements Observer {private float temperature;private float humidity;private Subject weatherData;public CurrentConditionsDisplay(Subject weatherData) {this.weatherData weatherData;weatherData.registerObserver(this);}Overridepublic void update(float temperature, float humidity, float pressure) {this.temperature temperature;this.humidity humidity;display();}public void display() {System.out.println(Current conditions: temperature F degrees and humidity % humidity);}
}public class ObserverPatternDemo {public static void main(String[] args) {WeatherData weatherData new WeatherData();CurrentConditionsDisplay currentDisplay new CurrentConditionsDisplay(weatherData);weatherData.setMeasurements(80, 65, 30.4f);weatherData.setMeasurements(82, 70, 29.2f);}
}三、装饰者模式Decorator Pattern
模式解析
装饰者模式动态地给对象添加一些额外的职责。装饰者模式提供了比继承更有弹性的替代方案。
应用场景
装饰者模式常用于需要动态地扩展对象功能的场景如Java I/O类的设计。
示例代码
package cn.juwatech.designpatterns.decorator;abstract class Beverage {String description Unknown Beverage;public String getDescription() {return description;}public abstract double cost();
}class Espresso extends Beverage {public Espresso() {description Espresso;}Overridepublic double cost() {return 1.99;}
}abstract class CondimentDecorator extends Beverage {public abstract String getDescription();
}class Mocha extends CondimentDecorator {Beverage beverage;public Mocha(Beverage beverage) {this.beverage beverage;}Overridepublic String getDescription() {return beverage.getDescription() , Mocha;}Overridepublic double cost() {return 0.20 beverage.cost();}
}class Whip extends CondimentDecorator {Beverage beverage;public Whip(Beverage beverage) {this.beverage beverage;}Overridepublic String getDescription() {return beverage.getDescription() , Whip;}Overridepublic double cost() {return 0.10 beverage.cost();}
}public class DecoratorPatternDemo {public static void main(String[] args) {Beverage beverage new Espresso();System.out.println(beverage.getDescription() $ beverage.cost());beverage new Mocha(beverage);beverage new Whip(beverage);System.out.println(beverage.getDescription() $ beverage.cost());}
}四、单例模式Singleton Pattern
模式解析
单例模式确保一个类只有一个实例并提供一个全局访问点。
应用场景
单例模式常用于需要全局唯一实例的场景如配置管理类、日志类等。
示例代码
package cn.juwatech.designpatterns.singleton;public class Singleton {private static Singleton uniqueInstance;private Singleton() {}public static synchronized Singleton getInstance() {if (uniqueInstance null) {uniqueInstance new Singleton();}return uniqueInstance;}public void showMessage() {System.out.println(Hello, I am a Singleton!);}public static void main(String[] args) {Singleton singleton Singleton.getInstance();singleton.showMessage();}
}五、总结
设计模式提供了解决软件设计中常见问题的成熟方案。在《Head First设计模式》一书中策略模式、观察者模式、装饰者模式和单例模式等典型设计模式通过生动的示例和详细的解释帮助读者更好地理解和应用这些模式。希望通过本文的解析和案例分析大家能更好地掌握这些设计模式在实际开发中灵活运用提高代码的可维护性和扩展性。
