Dapatkan pemahaman mendalam tentang 7 corak reka bentuk Java yang biasa digunakan

Fahami corak reka bentuk Java: Pengenalan kepada 7 corak reka bentuk yang biasa digunakan, contoh kod khusus diperlukan

Corak reka bentuk Java ialah penyelesaian universal kepada masalah reka bentuk perisian Ia menyediakan satu set idea reka bentuk dan Tatakelakuan yang diterima secara meluas. Corak reka bentuk membantu kami menyusun dan merancang struktur kod dengan lebih baik, menjadikan kod lebih mudah diselenggara, boleh dibaca dan berskala. Dalam artikel ini, kami akan memperkenalkan 7 corak reka bentuk yang biasa digunakan dalam Java dan memberikan contoh kod yang sepadan.

1. Corak Singleton:
   Corak tunggal memastikan bahawa kelas hanya mempunyai satu contoh dan menyediakan pusat akses global. Ini berguna dalam senario di mana sumber perlu dikongsi atau bilangan objek adalah terhad. Berikut ialah contoh kod corak tunggal:

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;
    }
}

2. Corak Kilang:
   Corak kilang mencipta objek melalui kelas kilang, merangkum proses penciptaan objek. Ini boleh menyembunyikan butiran pelaksanaan khusus objek, menjadikan kod klien lebih ringkas dan boleh diperluaskan. Berikut ialah contoh kod corak kilang:

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;
    }
}

3. Corak Pemerhati:
   Corak Pemerhati mentakrifkan hubungan kebergantungan satu-ke-banyak Apabila keadaan objek berubah, ia bergantung pada objek Lainnya akan dikemas kini secara automatik. Ini berguna dalam pembangunan dipacu acara, terbitkan-langganan dan GUI. Berikut ialah contoh kod corak Pemerhati:

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);
    }
}

4. Corak Pembina (Corak Pembina):
   Corak Pembina membolehkan proses pembinaan yang sama digunakan untuk mencipta perwakilan berbeza dengan mengasingkan proses pembinaan objek. Ini meningkatkan fleksibiliti dan kebolehbacaan kod, serta mengelakkan masalah terlalu banyak parameter binaan. Berikut ialah contoh kod Corak Pembina:

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());
    }
}

5. Corak Prototaip:
   Corak Prototaip mencipta objek baharu dengan menyalin objek sedia ada dan bukannya menciptanya semula. Ini boleh meningkatkan kecekapan penciptaan objek, terutamanya apabila proses pemulaan objek adalah kompleks. Berikut ialah contoh kod corak prototaip:

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());
    }
}

6. Corak Penyesuai:
   Corak penyesuai menukar antara muka kelas kepada antara muka lain yang diharapkan oleh klien. Ini memberikan keupayaan untuk antara muka yang tidak serasi untuk berfungsi bersama tanpa mengubah kod sedia ada. Berikut ialah contoh kod corak penyesuai:

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");
    }
}

7. Corak Strategi:
   Corak strategi mentakrifkan satu siri algoritma dan merangkum setiap algoritma supaya ia boleh digantikan antara satu sama lain. Ini memudahkan anda menukar algoritma atau melanjutkan algoritma baharu tanpa menjejaskan bahagian lain kod. Berikut ialah contoh kod corak strategi:

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));
    }
}

Melalui contoh kod di atas, kami mempunyai pengenalan ringkas kepada 7 corak reka bentuk yang biasa digunakan di Jawa. Setiap corak reka bentuk mempunyai senario dan aplikasi yang berbeza, dan ia boleh dimainkan dalam projek yang berbeza. Saya harap artikel ini dapat membantu anda memahami dan menggunakan corak reka bentuk serta meningkatkan kualiti kod dan kecekapan pembangunan anda.

Atas ialah kandungan terperinci Dapatkan pemahaman mendalam tentang 7 corak reka bentuk Java yang biasa digunakan. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!