首頁 Java java教程 深入了解常用的7種Java設計模式

深入了解常用的7種Java設計模式

Dec 23, 2023 pm 01:01 PM
java 設計模式 簡介

深入了解常用的7種Java設計模式

了解Java設計模式:常用的7種設計模式簡介,需要具體程式碼範例

Java設計模式是一種解決軟體設計問題的通用解決方案,它提供了一套被廣泛接受的設計想法與行為準則。設計模式幫助我們更好地組織和規劃程式碼結構,使得程式碼具有更好的可維護性、可讀性和可擴展性。在本文中,我們將介紹Java中常用的7種設計模式,並提供對應的程式碼範例。

  1. 單例模式(Singleton Pattern):
    單例模式保證一個類別只有一個實例,並提供一個全域存取點。這在需要共享資源或限制物件個數的場景中非常有用。下面是一個單例模式的程式碼範例:
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;
    }
}
登入後複製
  1. 工廠模式(Factory Pattern):
    工廠模式透過一個工廠類別來建立對象,封裝了物件的建立過程。這可以隱藏物件的具體實作細節,使得客戶端的程式碼更加簡潔和可擴展。下面是一個工廠模式的程式碼範例:
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;
    }
}
登入後複製
  1. #觀察者模式(Observer Pattern):
    觀察者模式定義了一種一對多的依賴關係,當一個對象的狀態改變時,依賴它的其他物件將自動更新。這在事件驅動、發布-訂閱,以及GUI開發中非常有用。以下是觀察者模式的程式碼範例:
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);
    }
}
登入後複製
  1. 建造者模式(Builder Pattern):
    建造者模式透過將物件的建構過程分離,使得相同的建構過程可用於建立不同的表示。這可以提高程式碼的靈活性和可讀性,並且可以避免建置參數過多的問題。以下是一個建造者模式的程式碼範例:
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());
    }
}
登入後複製
  1. 原型模式(Prototype Pattern):
    原型模式透過複製現有物件來建立新對象,而不是重新建立。這可以提高物件的創建效率,尤其是當物件的初始化過程比較複雜時。以下是一個原型模式的程式碼範例:
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());
    }
}
登入後複製
  1. 適配器模式(Adapter Pattern):
    適配器模式將一個類別的介面轉換成客戶端所期望的另一個介面。這可以在不改變現有程式碼的情況下,為不相容的介面之間提供協同工作的能力。以下是一個適配器模式的程式碼範例:
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");
    }
}
登入後複製
  1. 策略模式(Strategy Pattern):
    策略模式定義了一系列的演算法,並將每個演算法封裝起來,使得它們可以互相替換。這樣可以方便地切換演算法或擴展新的演算法,而不影響其他部分的程式碼。以下是一個策略模式的程式碼範例:
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));
    }
}
登入後複製

透過上述範例程式碼,我們對Java中常用的7種設計模式進行了簡單的介紹。每一種設計模式都有不同的場景和應用,它們可以在不同的專案中發揮作用。希望這篇文章可以幫助你了解並應用設計模式,並提升你的程式碼品質和開發效率。

以上是深入了解常用的7種Java設計模式的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章!

本網站聲明
本文內容由網友自願投稿,版權歸原作者所有。本站不承擔相應的法律責任。如發現涉嫌抄襲或侵權的內容,請聯絡admin@php.cn

熱AI工具

Undresser.AI Undress

Undresser.AI Undress

人工智慧驅動的應用程序,用於創建逼真的裸體照片

AI Clothes Remover

AI Clothes Remover

用於從照片中去除衣服的線上人工智慧工具。

Undress AI Tool

Undress AI Tool

免費脫衣圖片

Clothoff.io

Clothoff.io

AI脫衣器

Video Face Swap

Video Face Swap

使用我們完全免費的人工智慧換臉工具,輕鬆在任何影片中換臉!

熱門文章

<🎜>:泡泡膠模擬器無窮大 - 如何獲取和使用皇家鑰匙
3 週前 By 尊渡假赌尊渡假赌尊渡假赌
北端:融合系統,解釋
3 週前 By 尊渡假赌尊渡假赌尊渡假赌
Mandragora:巫婆樹的耳語 - 如何解鎖抓鉤
3 週前 By 尊渡假赌尊渡假赌尊渡假赌

熱工具

記事本++7.3.1

記事本++7.3.1

好用且免費的程式碼編輯器

SublimeText3漢化版

SublimeText3漢化版

中文版,非常好用

禪工作室 13.0.1

禪工作室 13.0.1

強大的PHP整合開發環境

Dreamweaver CS6

Dreamweaver CS6

視覺化網頁開發工具

SublimeText3 Mac版

SublimeText3 Mac版

神級程式碼編輯軟體(SublimeText3)

熱門話題

Java教學
1666
14
CakePHP 教程
1425
52
Laravel 教程
1325
25
PHP教程
1273
29
C# 教程
1252
24
突破或從Java 8流返回? 突破或從Java 8流返回? Feb 07, 2025 pm 12:09 PM

Java 8引入了Stream API,提供了一種強大且表達力豐富的處理數據集合的方式。然而,使用Stream時,一個常見問題是:如何從forEach操作中中斷或返回? 傳統循環允許提前中斷或返回,但Stream的forEach方法並不直接支持這種方式。本文將解釋原因,並探討在Stream處理系統中實現提前終止的替代方法。 延伸閱讀: Java Stream API改進 理解Stream forEach forEach方法是一個終端操作,它對Stream中的每個元素執行一個操作。它的設計意圖是處

PHP:網絡開發的關鍵語言 PHP:網絡開發的關鍵語言 Apr 13, 2025 am 12:08 AM

PHP是一種廣泛應用於服務器端的腳本語言,特別適合web開發。 1.PHP可以嵌入HTML,處理HTTP請求和響應,支持多種數據庫。 2.PHP用於生成動態網頁內容,處理表單數據,訪問數據庫等,具有強大的社區支持和開源資源。 3.PHP是解釋型語言,執行過程包括詞法分析、語法分析、編譯和執行。 4.PHP可以與MySQL結合用於用戶註冊系統等高級應用。 5.調試PHP時,可使用error_reporting()和var_dump()等函數。 6.優化PHP代碼可通過緩存機制、優化數據庫查詢和使用內置函數。 7

PHP與Python:了解差異 PHP與Python:了解差異 Apr 11, 2025 am 12:15 AM

PHP和Python各有優勢,選擇應基於項目需求。 1.PHP適合web開發,語法簡單,執行效率高。 2.Python適用於數據科學和機器學習,語法簡潔,庫豐富。

PHP與其他語言:比較 PHP與其他語言:比較 Apr 13, 2025 am 12:19 AM

PHP適合web開發,特別是在快速開發和處理動態內容方面表現出色,但不擅長數據科學和企業級應用。與Python相比,PHP在web開發中更具優勢,但在數據科學領域不如Python;與Java相比,PHP在企業級應用中表現較差,但在web開發中更靈活;與JavaScript相比,PHP在後端開發中更簡潔,但在前端開發中不如JavaScript。

PHP與Python:核心功能 PHP與Python:核心功能 Apr 13, 2025 am 12:16 AM

PHP和Python各有優勢,適合不同場景。 1.PHP適用於web開發,提供內置web服務器和豐富函數庫。 2.Python適合數據科學和機器學習,語法簡潔且有強大標準庫。選擇時應根據項目需求決定。

PHP的影響:網絡開發及以後 PHP的影響:網絡開發及以後 Apr 18, 2025 am 12:10 AM

PHPhassignificantlyimpactedwebdevelopmentandextendsbeyondit.1)ItpowersmajorplatformslikeWordPressandexcelsindatabaseinteractions.2)PHP'sadaptabilityallowsittoscaleforlargeapplicationsusingframeworkslikeLaravel.3)Beyondweb,PHPisusedincommand-linescrip

PHP:許多網站的基礎 PHP:許多網站的基礎 Apr 13, 2025 am 12:07 AM

PHP成為許多網站首選技術棧的原因包括其易用性、強大社區支持和廣泛應用。 1)易於學習和使用,適合初學者。 2)擁有龐大的開發者社區,資源豐富。 3)廣泛應用於WordPress、Drupal等平台。 4)與Web服務器緊密集成,簡化開發部署。

PHP與Python:用例和應用程序 PHP與Python:用例和應用程序 Apr 17, 2025 am 12:23 AM

PHP適用於Web開發和內容管理系統,Python適合數據科學、機器學習和自動化腳本。 1.PHP在構建快速、可擴展的網站和應用程序方面表現出色,常用於WordPress等CMS。 2.Python在數據科學和機器學習領域表現卓越,擁有豐富的庫如NumPy和TensorFlow。

See all articles