Java 디자인 패턴 이해: 일반적으로 사용되는 7가지 디자인 패턴 소개, 구체적인 코드 예제가 필요합니다.
Java 디자인 패턴은 소프트웨어 디자인 문제에 대한 보편적인 솔루션으로 널리 받아들여지는 디자인 아이디어와 행동 강령을 제공합니다. 디자인 패턴은 코드 구조를 더 잘 구성하고 계획하는 데 도움이 되므로 코드의 유지 관리, 읽기 및 확장성이 향상됩니다. 이 글에서는 Java에서 일반적으로 사용되는 7가지 디자인 패턴을 소개하고 해당 코드 예제를 제공합니다.
- 싱글턴 패턴:
싱글턴 패턴은 클래스에 인스턴스가 하나만 있고 전역 액세스 지점을 제공하도록 보장합니다. 이는 리소스를 공유해야 하거나 개체 수가 제한되는 시나리오에서 유용합니다. 다음은 싱글톤 패턴의 코드 예입니다.
public class Singleton {
private static Singleton instance;
private Singleton() {
// 私有构造函数，防止外部实例化
}
public static Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
synchronized (Singleton.class) {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
}
}
return instance;
}
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- Factory 패턴:
팩토리 패턴은 팩토리 클래스를 통해 객체를 생성하고 객체 생성 프로세스를 캡슐화합니다. 이렇게 하면 개체의 특정 구현 세부 정보를 숨길 수 있어 클라이언트 코드가 더욱 간결해지고 확장 가능해집니다. 다음은 팩토리 패턴의 코드 예입니다.
public interface Shape {
void draw();
}
public class Circle implements Shape {
@Override
public void draw() {
System.out.println("Circle::draw()");
}
}
public class Rectangle implements Shape {
@Override
public void draw() {
System.out.println("Rectangle::draw()");
}
}
public class ShapeFactory {
public Shape getShape(String shapeType) {
if (shapeType == null) {
return null;
}
if (shapeType.equalsIgnoreCase("CIRCLE")) {
return new Circle();
} else if (shapeType.equalsIgnoreCase("RECTANGLE")) {
return new Rectangle();
}
return null;
}
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- Observer 패턴:
Observer 패턴은 객체의 상태가 변경되면 해당 객체의 상태에 따라 업데이트됩니다. 자동으로. 이는 이벤트 중심, 게시-구독 및 GUI 개발에 유용합니다. 다음은 Observer 패턴의 코드 예입니다.
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class Subject {
private List<Observer> observers = new ArrayList<>();
private int state;
public int getState() {
return state;
}
public void setState(int state) {
this.state = state;
notifyAllObservers();
}
public void attach(Observer observer) {
observers.add(observer);
}
public void notifyAllObservers() {
for (Observer observer : observers) {
observer.update();
}
}
}
public abstract class Observer {
protected Subject subject;
public abstract void update();
}
public class BinaryObserver extends Observer {
public BinaryObserver(Subject subject) {
this.subject = subject;
this.subject.attach(this);
}
public void update() {
System.out.println("Binary String: " + Integer.toBinaryString(subject.getState()));
}
}
public class OctalObserver extends Observer {
public OctalObserver(Subject subject) {
this.subject = subject;
this.subject.attach(this);
}
public void update() {
System.out.println("Octal String: " + Integer.toOctalString(subject.getState()));
}
}
public class HexObserver extends Observer {
public HexObserver(Subject subject) {
this.subject = subject;
this.subject.attach(this);
}
public void update() {
System.out.println("Hex String: " + Integer.toHexString(subject.getState()));
}
}
public class ObserverPatternDemo {
public static void main(String[] args) {
Subject subject = new Subject();
new BinaryObserver(subject);
new OctalObserver(subject);
new HexObserver(subject);
System.out.println("First state change: 15");
subject.setState(15);
System.out.println("Second state change: 10");
subject.setState(10);
}
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- Builder 패턴(Builder 패턴):
Builder 패턴을 사용하면 객체의 구성 프로세스를 분리하여 동일한 구성 프로세스를 사용하여 다양한 표현을 만들 수 있습니다. 이렇게 하면 코드 유연성과 가독성이 향상되고 빌드 매개변수가 너무 많아지는 문제가 방지됩니다. 다음은 빌더 패턴의 코드 예입니다.
public class Computer {
private String cpu;
private String memory;
private String disk;
// 省略其他属性和方法
}
public interface ComputerBuilder {
ComputerBuilder setCpu(String cpu);
ComputerBuilder setMemory(String memory);
ComputerBuilder setDisk(String disk);
Computer build();
}
public class BasicComputerBuilder implements ComputerBuilder {
private Computer computer;
public BasicComputerBuilder() {
computer = new Computer();
}
public ComputerBuilder setCpu(String cpu) {
computer.setCpu(cpu);
return this;
}
public ComputerBuilder setMemory(String memory) {
computer.setMemory(memory);
return this;
}
public ComputerBuilder setDisk(String disk) {
computer.setDisk(disk);
return this;
}
public Computer build() {
return computer;
}
}
public class Director {
private ComputerBuilder computerBuilder;
public Director(ComputerBuilder computerBuilder) {
this.computerBuilder = computerBuilder;
}
public Computer construct() {
return computerBuilder
.setCpu("i5")
.setMemory("8GB")
.setDisk("1TB")
.build();
}
}
public class BuilderPatternDemo {
public static void main(String[] args) {
ComputerBuilder computerBuilder = new BasicComputerBuilder();
Director director = new Director(computerBuilder);
Computer computer = director.construct();
System.out.println(computer.toString());
}
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- 프로토타입 패턴:
프로토타입 패턴은 기존 개체를 다시 만드는 대신 기존 개체를 복사하여 새 개체를 만듭니다. 이는 특히 객체의 초기화 프로세스가 복잡한 경우 객체 생성 효율성을 향상시킬 수 있습니다. 다음은 프로토타입 패턴의 코드 예제입니다.
public abstract class Shape implements Cloneable {
private String id;
protected String type;
abstract void draw();
public String getId() {
return id;
}
public void setId(String id) {
this.id = id;
}
public Object clone() {
Object clone = null;
try {
clone = super.clone();
} catch (CloneNotSupportedException e) {
e.printStackTrace();
}
return clone;
}
}
public class Circle extends Shape {
public Circle() {
type = "Circle";
}
public void draw() {
System.out.println("Inside Circle::draw() method.");
}
}
public class Rectangle extends Shape {
public Rectangle() {
type = "Rectangle";
}
public void draw() {
System.out.println("Inside Rectangle::draw() method.");
}
}
public class ShapeCache {
private static Map<String, Shape> shapeMap = new HashMap<>();
public static Shape getShape(String shapeId) {
Shape cachedShape = shapeMap.get(shapeId);
return (Shape) cachedShape.clone();
}
public static void loadCache() {
Circle circle = new Circle();
circle.setId("1");
shapeMap.put(circle.getId(), circle);
Rectangle rectangle = new Rectangle();
rectangle.setId("2");
shapeMap.put(rectangle.getId(), rectangle);
}
}
public class PrototypePatternDemo {
public static void main(String[] args) {
ShapeCache.loadCache();
Shape clonedShape1 = ShapeCache.getShape("1");
System.out.println("Shape: " + clonedShape1.getType());
Shape clonedShape2 = ShapeCache.getShape("2");
System.out.println("Shape: " + clonedShape2.getType());
}
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- 어댑터 패턴:
어댑터 패턴은 클래스의 인터페이스를 클라이언트가 예상하는 다른 인터페이스로 변환합니다. 이는 기존 코드를 변경하지 않고도 호환되지 않는 인터페이스가 함께 작동할 수 있는 기능을 제공합니다. 다음은 어댑터 패턴의 코드 예입니다.
public interface MediaPlayer {
void play(String audioType, String fileName);
}
public interface AdvancedMediaPlayer {
void playVlc(String fileName);
void playMp4(String fileName);
}
public class VlcPlayer implements AdvancedMediaPlayer {
public void playVlc(String fileName) {
System.out.println("Playing vlc file. Name: " + fileName);
}
public void playMp4(String fileName) {
// 空实现
}
}
public class Mp4Player implements AdvancedMediaPlayer {
public void playVlc(String fileName) {
// 空实现
}
public void playMp4(String fileName) {
System.out.println("Playing mp4 file. Name: " + fileName);
}
}
public class MediaAdapter implements MediaPlayer {
AdvancedMediaPlayer advancedMediaPlayer;
public MediaAdapter(String audioType) {
if (audioType.equalsIgnoreCase("vlc")) {
advancedMediaPlayer = new VlcPlayer();
} else if (audioType.equalsIgnoreCase("mp4")) {
advancedMediaPlayer = new Mp4Player();
}
}
public void play(String audioType, String fileName) {
if (audioType.equalsIgnoreCase("vlc")) {
advancedMediaPlayer.playVlc(fileName);
} else if (audioType.equalsIgnoreCase("mp4")) {
advancedMediaPlayer.playMp4(fileName);
}
}
}
public class AudioPlayer implements MediaPlayer {
MediaAdapter mediaAdapter;
public void play(String audioType, String fileName) {
if (audioType.equalsIgnoreCase("mp3")) {
System.out.println("Playing mp3 file. Name: " + fileName);
} else if (audioType.equalsIgnoreCase("vlc") || audioType.equalsIgnoreCase("mp4")) {
mediaAdapter = new MediaAdapter(audioType);
mediaAdapter.play(audioType, fileName);
} else {
System.out.println("Invalid media. " + audioType + " format not supported");
}
}
}
public class AdapterPatternDemo {
public static void main(String[] args) {
AudioPlayer audioPlayer = new AudioPlayer();
audioPlayer.play("mp3", "beyond_the_horizon.mp3");
audioPlayer.play("mp4", "alone.mp4");
audioPlayer.play("vlc", "far_far_away.vlc");
audioPlayer.play("avi", "mind_me.avi");
}
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- 전략 패턴:
전략 패턴은 일련의 알고리즘을 정의하고 각 알고리즘을 서로 교체할 수 있도록 캡슐화합니다. 이를 통해 코드의 다른 부분에 영향을 주지 않고 알고리즘을 쉽게 전환하거나 새 알고리즘을 확장할 수 있습니다. 다음은 전략 패턴의 코드 예시입니다.
public interface Strategy {
int doOperation(int num1, int num2);
}
public class OperationAdd implements Strategy {
public int doOperation(int num1, int num2) {
return num1 + num2;
}
}
public class OperationSubtract implements Strategy {
public int doOperation(int num1, int num2) {
return num1 - num2;
}
}
public class OperationMultiply implements Strategy {
public int doOperation(int num1, int num2) {
return num1 * num2;
}
}
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);
}
}
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 OperationSubtract());
System.out.println("10 - 5 = " + context.executeStrategy(10, 5));
context = new Context(new OperationMultiply());
System.out.println("10 * 5 = " + context.executeStrategy(10, 5));
}
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위의 예시 코드를 통해 자바에서 흔히 사용되는 7가지 디자인 패턴에 대해 간략하게 소개합니다. 각 디자인 패턴에는 서로 다른 시나리오와 애플리케이션이 있으며 서로 다른 프로젝트에서 작동할 수 있습니다. 이 글이 디자인 패턴을 이해하고 적용하며, 코드 품질과 개발 효율성을 높이는 데 도움이 되기를 바랍니다.
위 내용은 일반적으로 사용되는 7가지 Java 디자인 패턴에 대해 심층적으로 이해하세요.의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!
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