【设计模式】笔记篇

代码仓库：hanliy/Head-First-DesignPatterns-Demos
书籍推荐：Head First设计模式（中文版）、 广受推荐的最新设计模式书籍：《深入设计模式》（需购买）
进阶推荐：Java Design Patterns

前言

这本书《Head First 设计模式（中文版）》看了一个月左右（2024年3月4号 ~ 2024年4月8号），采用大量的插图、图例来进行辅助讲解，插图设计的非常和内容贴切。入门级别，强烈推荐。

看完了以后，也写了一个小小的实战 【设计模式】实战篇，算是对自己这一个月的小总结。

等把这个 【设计模式】实战篇 写完，算是对自己前一个月的收尾。Orz，希望不会咕咕咕~

OO设计原则

1. 封装变化
   • 找出应用中可能需要变化之处，把他们独立出来，不要和哪些不需要变化的代码混在一起
   • 分开变化和不会变化的部分：
   • 把会变化的部门取出来并封装起来，以便以后可以轻易的改动和扩充此部分，而不影响不需要变化的部分
2. 多使用组合，少用继承
3. 针对接口编程，而不是针对实现类

Before ：子类的行为来自于继承某个接口的自行实现 —> 过于绑定了
After：子类使用接口表示行为，实际的 “实现” 不会绑定在子类中，特定的行为只在接口中的实现了中存在

3. 为了交互对象之间的松耦合设计而努力。
4. 开闭原则：类应该对扩展开放，对修改关闭

添加一个新的功能应该是，在已有代码基础上扩展代码（新增模块、类、方法等），而非修改已有代码（修改模块、类、方法等）

5. 依赖倒置原则：依赖抽象，不要依赖具体的类
6. 最少知识原则：减少对象之间的交互，只留下几个“密友”
7. **好莱坞原则：“Don’t call me; I’ll call you.” **

好莱坞原则是用在创建框架或组件上的一种技巧，好让低层组件能够被挂钩进计算中，而且又不会让高层组件依赖低层组件。

8. 单一原则：一个类应该只有一个引起变化的原因

好莱坞原则和依赖倒置原则之间的关系如何?
两者的目标都是在于解耦。
但是依赖倒置原则更加注重如何在设计中避免依赖。
好莱坞原则教我们一个技巧，创建一个有弹性的设计，允许低层结构能够互相操作，而又防止其他类太过依赖它们。

策略模式 - Strategy

定义

封装可互换的行为，然后使用委托来决定要采用哪一个行为
策略模式中，所组合的类实现了整个算法。
定义一个算法家族，并让这些算法可以互换。正因为每一个法都被封装起来了，所以客户可以轻易地使用不同的算法。

案例分析

需求

假定需要创建出很多个鸭子：绿头鸭、橡皮鸭、木头鸭等等。如何进行设计呢？

思路分析

设计分析

---

1. 新建个 Duck 鸭子类，设为抽象类（提高代码的复用），具有 统一 的一些行为：display外观（设计为抽象方法）、swim 游泳（默认的实现方法）
2. 考虑到 Duck 鸭子类， 有一些 变化 的地方：Fly飞翔、 Quack呱呱叫

• FlyBehavior 接口, 不同的实现类实现接口中对 fly 飞翔行为的实现：FlyNoWay、FlyWithWings
• QuackBehavior 接口， 不同的实现类实现接口中对 quack 呱呱叫行为的实现: MuteQuack、Quack、Squeak

3. Duck 鸭子类 加入两个实例变量 flyBehavior 、quackBehavior，声明为接口类型,这样每个对象都会在运行的时候动态的引用正确的行为

---

具体实现
这样，假定我们需要 MallardDuck 绿头鸭类，那么在构建的时候，使用多态指定 FlyBehavior 接口 和 QuackBehavior 接口 的实现类

核心代码展示

/**
 * @author hanyl
 * @apiNote 鸭子抽象类
 * @date 2024/2/27 16:11
 */
public abstract class Duck {

    /**
     * 具有飞翔行为的FlyBehavior接口
     */
    FlyBehavior flyBehavior;

    /**
     * 具有呱呱叫行为的QuackBehavior接口
     */
    QuackBehavior quackBehavior;

    /**
     * 外观抽象类
     *
     */
    public abstract void display();

    /**
     * 默认实现的游泳方法
     */
    public void swim(){
        System.out.println("All ducks float, even decoys!");
    }

    /**
     * demo1.Duck 类不直接处理，委托给 quackBehavior 引用的对象
     */
    public void performQuack(){
        quackBehavior.quack();
    }

    /**
     * demo1.Duck 类不直接处理，委托给 flyBehavior 引用的对象
     */
    public void performFly(){
        flyBehavior.fly();
    }
}

/**
 * @author hanyl
 * @apiNote 绿头鸭
 * @date 2024/2/27 16:21
 */
public class MallardDuck extends Duck{

    public MallardDuck() {
        // `demo1.MallardDuck` 调用的是 FlyWithWings 去作为 FlyBehavior 的具体实现
        flyBehavior = new FlyWithWings();
        // `demo1.MallardDuck` 调用的是 Quack 去作为 QuackBehavior 的具体实现
        quackBehavior = new Quack();
    }

    @Override
    public void display() {
        System.out.println("I'm a real Mallard duck");
    }
}

进一步优化

在上面这个场景中，我们是通过构造方法实例化，那么如何实现动态的修改呢？
A：没错，可以为 Duck 鸭子抽象类中的 两个属性：FlyBehavior 和 QuackBehavior 进行属性的set 修改

public abstract class Duck {
    
    // ignore
    
    /**
     * 赋予能够动态的修改属性的能力：Fly
     * @param flyBehavior 新的Fly能力
     */
    public void setFlyBehavior(FlyBehavior flyBehavior) {
        this.flyBehavior = flyBehavior;
    }

    /**
     * 赋予能够动态的修改属性的能力：Quack
     * @param quackBehavior 新的Quack能力
     */
    public void setQuackBehavior(QuackBehavior quackBehavior) {
        this.quackBehavior = quackBehavior;
    }
}    

测试

Duck modelDuck = new ModelDuck();
modelDuck.performFly();
// 动态修改属性
modelDuck.setFlyBehavior(new FlyRocketPowered());
modelDuck.performFly();

UML 图

观察者模式 - Observe

定义

观察者模式：定义了对象之间的一对多依赖，这样一来，当一个对象改变状态时，它的所有依赖者都会收到通知并自动更新。帮助对象知悉现况

帮助对象知悉现况，不会错过该对象感兴趣的事。对象在运行时可决定是否继续被通知。

案例分析

需求

根据气象站提供的实际气象数据WeatherData，追踪并展示气象信息。展示平台有：当前状况布告板、预测布告板、统计布告栏等。

UML图

实现后的 UML图

内置的Java观察者模式

实现后的 UML图

缺陷
Observable是一个类 ：

• Java不支持多重继承。 这限制了Observable的复用潜力
• 只有继承了Observable， 才能够使用他的核心方法
  

核心代码

public class WeatherData extends Observable {

    /**
     * 温度
     */
    private float temperature;

    /**
     * 湿度
     */
    private float humidity;

    /**
     * 气压
     */
    private float pressure;

    /**
     * 我们的构造器不再需要为了
     * 记住观察者们而建立数据结
     * 构了。
     */
    public WeatherData() {
    }

    /**
     * 测试数据的改变
     */
    public void measurementsChanged() {
        // 标识：指示状态已经改变
        setChanged();
        notifyObservers();
    }

    public void setMeasurements(float temperature, float humidity, float pressure) {
        this.temperature = temperature;
        this.humidity = humidity;
        this.pressure = pressure;
        measurementsChanged();
    }

    public float getTemperature() {
        return temperature;
    }

    public float getHumidity() {
        return humidity;
    }

    public float getPressure() {
        return pressure;
    }
}

public class CurrentConditionsDisplay implements Observer, DisplayElement {

    Observable observable;
    private float temperature;
    private float humidity;

    /**
     * 现在构造器需要一Observable当参数，
     * 并将CurrentConditionsDisplay对象登记成为观察者。
     * @param observable 订阅主题
     */
    public CurrentConditionsDisplay(Observable observable) {
        this.observable = observable;
        observable.addObserver(this);
    }

    /**
     * Observer 的方法重写：接受推送过来的信息
     */
    @Override
    public void update(Observable observable, Object arg) {
        if (observable instanceof WeatherData) {
            WeatherData weatherData = (WeatherData)observable;
            this.temperature = weatherData.getTemperature();
            this.humidity = weatherData.getHumidity();
            display();
        }
    }

    /**
     * DisplayElement 的方法重写
     */
    @Override
    public void display() {
        System.out.println("【Java内置版】Current conditions: " + temperature
                + "F degrees and " + humidity + "% humidity");
    }
}

总结

• 观察者模式：在对象之间定义一对多的依赖，当一个对象改变状态的时候，依赖他的对象就回收到通知并自动更新消息
• 消息的接受没有顺序性
• 使用此模式时，你可从被观察者处推（push）或拉（pull）数据（然而，推的方式被认为更“正确”）。
• 如果有必要的话，可以实现自己的Observable（类而不是接口）
• Swing大量使用观察者模式：点击按钮后，让观察者感应到Swing组件的不同类型事件
  

装饰者模式 - Decorator

定义

装饰者模式：动态地将责任附加到对象上。 若要扩展功能，装饰者提供了比继承更有弹性 的替代方案。

装饰者和被装饰对象有相同的超类型。
你可以用一个或多个装饰者包装一个对象
装饰者可以在所委托被装饰者的行为之前与/或之后，加上自己的行为，以达到特定的目的。

• Component：抽象组件
• ConcreteComponent ：具体组件
• Decorator：抽象装饰器
• ConcreteDecorator：具体的装饰器
  

案例分析

需求

咖啡店计算每种咖啡后的价格。饮料总共有多重基底：黑咖啡、拿铁等等，可以为每种基底加上辅料：奶泡、牛奶、豆浆等等。

UML图分析

• Component：抽象组件 -> 基底 Beverage
• ConcreteComponent ：具体组件 -> 黑咖啡DarkRoast、拿铁
• Decorator：抽象装饰器 -> 辅料CondimentDecorator
• ConcreteDecorator：具体的装饰器 -> 奶泡、牛奶、豆浆Soy

转化后的UML图：

核心代码

public abstract class Beverage {

    String description = "Unknown Beverage";

    public String getDescription() {
        return description;
    }

    /**
     * 计算花费费用
     *
     * @return 总共费用
     */
    public abstract double cost();

}

public class DarkRoast extends Beverage {

    public DarkRoast() {
        description = "DarkRoast";

    }
    @Override
    public double cost() {
        return .99;
    }
}

/**
 * 【抽象装饰者】必须让Condiment Decorator能
 * 够取代Beverage，所以将Condiment
 * Decorator扩展自 Beverage 类。
 */
public abstract class CondimentDecorator extends Beverage {

    Beverage beverage;

    /**
     * 所有的调料装饰者都必须重新实现getDescription()方法。
     * @return
     */
    @Override
    public abstract String getDescription();
}

/**
 * @author hanyl
 * @apiNote 豆浆 
 */
public class Soy extends CondimentDecorator {

	/**
	 * 用个实例变量用来记录被装饰者
	 * @param beverage 被装饰者
	 */
	public Soy(Beverage beverage) {
		this.beverage = beverage;
	}

	/**
	 * 完整的输出每个被装饰者的每个信息，
	 * 而不是仅仅描述当前的调料信息
	 * 
	 * @return
	 */
	@Override
	public String getDescription() {
		// 1. 先利用委托，得到一个描述信息
		// 2. 再进行附加
		return beverage.getDescription() + ", Soy";
	}

	
	@Override
	public double cost() {
		return .15 + beverage.cost();
	}
}

总结

1. **装饰者模式：**动态地将责任附加到对象上。
2. 可以透明的插入装饰者（也就是说我只需要构造的时候指明一下被装饰者）
3. 插入了大量的小类（具体装饰器，具体组件信息），不容易轻松理解， 程序容易复杂
   

工厂模式 - Abstract Method/Factory Method

定义

简易工厂模式：定义一个创建对象的接口，但由子类来决定要实例化类
**工厂方法模式：**定义一个创建对象的接口，但是由子类决定要实例化的类是哪一个。工厂方法让类把实例化推迟到子类

案例分析

简易工厂模式

需求

有很多披萨店，不同区域的披萨店有不同的披萨类型。
披萨的制作需要进行的工作如下：准备、烘焙、剪切、装盒。
制作披萨需要：披萨名称、面团类型、酱料类型、一套佐料。
披萨店呢，提供给用户下单服务并制作披萨。
不同地区的披萨店，可以制作不同种类的披萨。根据用户的下单请求，来制作用户需要的披萨。

public class DependentPizzaStore {
 
	public Pizza createPizza(String style, String type) {
		Pizza pizza = null;
		if (style.equals("NY")) {
			if (type.equals("cheese")) {
				pizza = new NYStyleCheesePizza();
			} else if (type.equals("veggie")) {
				pizza = new NYStyleVeggiePizza();
			} else if (type.equals("clam")) {
				pizza = new NYStyleClamPizza();
			} else if (type.equals("pepperoni")) {
				pizza = new NYStylePepperoniPizza();
			}
		} else if (style.equals("Chicago")) {
			if (type.equals("cheese")) {
				pizza = new ChicagoStyleCheesePizza();
			} else if (type.equals("veggie")) {
				pizza = new ChicagoStyleVeggiePizza();
			} else if (type.equals("clam")) {
				pizza = new ChicagoStyleClamPizza();
			} else if (type.equals("pepperoni")) {
				pizza = new ChicagoStylePepperoniPizza();
			}
		} else {
			System.out.println("Error: invalid type of pizza");
			return null;
		}
		pizza.prepare();
		pizza.bake();
		pizza.cut();
		pizza.box();
		return pizza;
	}
}

UML图

披萨抽象类：共同的拥有名称、面团类型、酱料类型、一套佐料等，他们都需要进行准备工作
烘焙、剪切、装盒等工作，不同的披萨店使用的原料和制作方法细节各有不同。
从上面的需求中，我们可以知道。我们是根据用户的需求，调用选择好了披萨原型以后，再去制作
商店抽象类：下单方法，制作抽象方法。

核心代码

/**
 * @author hanyl
 * @apiNote 披萨抽象类
 * @date 2024/3/3 18:40
 */
public abstract class Pizza {
    /**
     * 名称
     */
    String name;

    /**
     * 面团
     */
    String dough;

    /**
     * 酱料
     */
    String sauce;

    /**
     * 佐料
     */
    List<String> toppings = new ArrayList<String>();

    /**
     * 准备工作
     */
    public void prepare() {
        System.out.println("Prepare " + name);
        System.out.println("Tossing dough...");
        System.out.println("Adding sauce...");
        System.out.println("Adding toppings: ");
        for (String topping : toppings) {
            System.out.println("   " + topping);
        }
    }

    /**
     * 烘焙
     */
    void bake() {
        System.out.println("Bake for 25 minutes at 350");
    }

    /**
     * 切片
     */
    void cut() {
        System.out.println("Cut the pizza into diagonal slices");
    }

    /**
     * 打包
     */
    void box() {
        System.out.println("Place pizza in official PizzaStore box");
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    @Override
    public String toString() {
        StringBuffer display = new StringBuffer();
        display.append("---- " + name + " ----\n");
        display.append(dough + "\n");
        display.append(sauce + "\n");
        for (String topping : toppings) {
            display.append(topping + "\n");
        }
        return display.toString();
    }
}

/**
 * @author hanyl
 * @apiNote
 * @date 2024/3/3 22:02
 */
public abstract class PizzaStore {

    /**
     * 工厂方法。通过指定不同的参数，来决定构建哪种披萨店铺
     * @param item 指定创建的类型
     * @return
     */
    abstract Pizza createPizza(String item);

    /**
     * 下单接口
     * @param type 指定创建的类型
     * @return
     */
    public Pizza orderPizza(String type) {
        Pizza pizza = createPizza(type);
        System.out.println("--- Making a " + pizza.getName() + " ---");
        /**
         * 共同方法
         */
        pizza.prepare();
        pizza.bake();
        pizza.cut();
        pizza.box();
        return pizza;
    }
}

/**
 * 纽约风格的芝士披萨
 * @author 16248
 */
 * @author 16248
 */
public class NYStyleCheesePizza extends Pizza {

	/**
	 * 构造纽约风格的芝士披萨的方法
	 */
	public NYStyleCheesePizza() { 
		name = "NY Style Sauce and Cheese Pizza";
		dough = "Thin Crust Dough";
		sauce = "Marinara Sauce";
 
		toppings.add("Grated Reggiano Cheese");
	}
}

/**
 * 纽约地区的披萨店.
 * 不同地区的商店，能够制作出不同的披萨
 * @author 16248
 */
public class NYPizzaStore extends PizzaStore {

	/**
	 * 根据指明的类型。调用构造方法实例化对象
	 * @param item 指定创建的类型
	 * @return
	 */
	@Override
	Pizza createPizza(String item) {
		if (item.equals("cheese")) {
			return new NYStyleCheesePizza();
		} else if (item.equals("veggie")) {
			return new NYStyleVeggiePizza();
		} else if (item.equals("clam")) {
			return new NYStyleClamPizza();
		} else if (item.equals("pepperoni")) {
			return new NYStylePepperoniPizza();
		} else return null;
	}
}

public class PizzaTestDrive {

    public static void main(String[] args) {
        // 1. 用户选择在纽约披萨店下单
        PizzaStore nyStore = new NYPizzaStore();
        // 2. 用户在纽约披萨店下单的是 cheese 类型
        Pizza pizza1 = nyStore.orderPizza("cheese");
        // 3. 输出打印制作过程
        System.out.println("Ethan ordered a " + pizza1.getName() + "\n");
    }
}

抽象工厂模式

需求

在上面的基础上，不同的披萨构造的原料还不同。因此呢，我们还可以构建一个生产原料的工厂。
每种类型的披萨在不同地区的原料工厂需要的原料组成不同。
每种披萨都有面团、酱料、芝士、一些海鲜佐料。

UML图

核心代码

public abstract class Pizza {

	protected String name;
	protected Dough dough;
	protected Sauce sauce;
	protected Veggies veggies[];
	protected Cheese cheese;
	protected Pepperoni pepperoni;
	protected Clams clam;

    /**
     * 由于每种披萨拥有不同的准备工作，因此改为抽象类
     */
	public abstract void prepare();

	void bake() {
		System.out.println("2. Bake for 25 minutes at 350");
	}

	void cut() {
		System.out.println("3. Cutting the pizza into diagonal slices");
	}

	void box() {
		System.out.println("4. Place pizza in official PizzaStore box");
	}

	public void setName(String name) {
		this.name = name;
	}

	String getName() {
		return name;
	}

	@Override
	public String toString() {
		StringBuffer result = new StringBuffer();
		result.append("---- " + name + " ----\n");
		if (dough != null) {
			result.append(dough);
			result.append("\n");
		}
		if (sauce != null) {
			result.append(sauce);
			result.append("\n");
		}
		if (cheese != null) {
			result.append(cheese);
			result.append("\n");
		}
		if (veggies != null) {
			for (int i = 0; i < veggies.length; i++) {
				result.append(veggies[i]);
				if (i < veggies.length-1) {
					result.append(", ");
				}
			}
			result.append("\n");
		}
		if (clam != null) {
			result.append(clam);
			result.append("\n");
		}
		if (pepperoni != null) {
			result.append(pepperoni);
			result.append("\n");
		}
		return result.toString();
	}
}

/**
 * @author hanyl
 * @apiNote 原料工厂类
 * @date 2024/3/4 13:56
 */
public interface PizzaIngredientFactory {

    /**
     * 制作面团
     *
     * @return Dough 面团
     */
    public Dough createDough();

    /**
     * 制作调味酱
     *
     * @return Sauce 调味酱
     */
    public Sauce createSauce();

    /**
     * 制作奶酪
     * @return Cheese 奶酪
     */
    public Cheese createCheese();

    /**
     * 蔬菜搭配
     * @return Veggies[] 蔬菜数据合集
     */
    public Veggies[] createVeggies();

    /**
     * 搭配香肠
     *
     * @return Pepperoni 香肠
     */
    public Pepperoni createPepperoni();

    /**
     * 制作蛤蜊
     *
     * @return Clams 蛤蜊
     */
    public Clams createClam();

}

这样，在具体的制作披萨过程，只需要指明一下我使用的是具体的哪一个原料工厂。

/**
 * @author hanyl
 * @apiNote 纽约地区的披萨原料制作工厂
 * @date 2024/3/4 14:00
 */
public class NYPizzaIngredientFactory implements PizzaIngredientFactory {

    /**
     * 制作面团
     *
     * @return Dough 薄皮面团
     */
    @Override
    public Dough createDough() {
        return new ThinCrustDough();
    }

    /**
     * 制作调味酱
     *
     * @return Sauce 蕃茄酱
     */
    @Override
    public Sauce createSauce() {
        return new MarinaraSauce();
    }

    /**
     * 制作奶酪
     * @return Cheese 雷吉亚诺奶酪
     */
    @Override
    public Cheese createCheese() {
        return new ReggianoCheese();
    }

    /**
     * 蔬菜搭配
     * @return Veggies[] 蔬菜数据合集：大蒜、洋葱
     */
    @Override
    public Veggies[] createVeggies() {
        Veggies veggies[] = { new Garlic(), new Onion() };
        return veggies;
    }

    /**
     * 搭配香肠
     *
     * @return Pepperoni 薄片香肠
     */
    @Override
    public Pepperoni createPepperoni() {
        return new SlicedPepperoni();
    }

    /**
     * 制作蛤蜊
     *
     * @return Clams 新鲜蛤蜊
     */
    @Override
    public Clams createClam() {
        return new FreshClams();
    }
}

/**
 * 奶酪披萨
 * @author hanyl
 */
public class CheesePizza extends Pizza{

	PizzaIngredientFactory ingredientFactory;

	/**
	 * 通过不同的地区的原料工厂制作奶酪披萨
	 * @param ingredientFactory 不同的地区的原料工厂
	 */
	public CheesePizza(PizzaIngredientFactory ingredientFactory) {
		this.ingredientFactory = ingredientFactory;
	}

	/**
	 * 奶酪披萨：制作面团、抹上酱料、铺上奶酪
	 */
	@Override
	public void prepare() {
		System.out.println("1. Preparing " + name);
		dough = ingredientFactory.createDough();
		System.out.println("\t" + dough);
		sauce = ingredientFactory.createSauce();
		System.out.println("\t" +sauce);
		cheese = ingredientFactory.createCheese();
		System.out.println("\t" +cheese);
	}
}

接下来的话，我们开设纽约地区的披萨店:

• 先选择纽约区域的原料工厂
• 交由工厂类去制作这种类型的披萨

/**
 * @author hanyl
 * @apiNote 纽约披萨店
 * @date 2024/3/4 14:16
 */
public class NYPizzaStore extends PizzaStore {
    @Override
    protected Pizza createPizza(String item) {
        // 1. 需要返回的披萨
        Pizza pizza = null;
        // 2. 指定原料工厂为：纽约披萨原料工厂
        PizzaIngredientFactory nyPizzaIngredientFactory = new NYPizzaIngredientFactory();
        if (item.equals("cheese")){
            pizza = new CheesePizza(nyPizzaIngredientFactory);
            pizza.setName("New York Style Cheese Pizza");
        }else if (item.equals("clam")){
            pizza = new ClamPizza(nyPizzaIngredientFactory);
            pizza.setName("New York Style clam Pizza");
        }
        return pizza;
    }
}

总结

1. 简单工厂，虽然不是真正的设计模式，但仍不失为一个简单的方法，可以将客户程序从具体类解耦。
2. 工厂方法使用继承:把对象的创建委托给子类，子类实现工厂方法来创建对象。
   

单例模式 - Singleton

单例模式：确保一个类只有一个实例，并提供全局访问点

在Java中实现单件模式需要私有的构造器、一个静态方法和一个静态变量。

双重检验锁

由于没有性能上的考虑，所以似乎杀鸡用了牛刀。适用于Jdk5 以上版本。

/**
 * @author hanyl
 * @apiNote
 * @date 2024/3/5 11:49
 */
public class Singleton {

    /**
     * 利用静态变量来记录唯一的实例
     */
    private volatile static Singleton singleton;

    /**
     * 构造器声明为私有的，这样就只有在内部类才能够实例化
     */
    private Singleton() {
    }

    /**
     * 获取唯一的实例化对象（双重检验锁）
     *
     * @return
     */
    public static Singleton getInstance() {
        // 如果静态唯一实例是空的，表示还没有创建实例
        if (singleton == null) {
            // 注意，只有第一次才彻底执行synchronized这里的代码。
            synchronized (Singleton.class) {
                if (singleton == null) {
                    // 而如果它不存在，我们就利用私有的构造器创建一个实例，并把它赋值给静态变量中
                    // “延迟实例化” ： 也就是说：如果我们不调用这个方法，也就是永远不会实例化
                    singleton = new Singleton();
                }
            }
        }
        return singleton;
    }
}

热实例化

适用于一定要产生一个实例对象的场景。

/**
 * @author hanyl
 * @apiNote
 * @date 2024/3/5 11:49
 */
public class Singleton {

    /**
     * 利用静态变量来记录唯一的实例
     */
    private static Singleton singleton = new Singleton();

    /**
     * 构造器声明为私有的，这样就只有在内部类才能够实例化
     */
    private Singleton() {
    }

    /**
     * 获取唯一的实例化对象（双重检验锁）
     *
     * @return
     */
    public static Singleton getInstance() {
        return singleton;
    }
}

同步语句块

性能要求低，保证可行的最直接方法

/**
 * @author hanyl
 * @apiNote
 * @date 2024/3/5 11:49
 */
public class Singleton {

    /**
     * 利用静态变量来记录唯一的实例
     */
    private static Singleton singleton ;

    /**
     * 构造器声明为私有的，这样就只有在内部类才能够实例化
     */
    private Singleton() {
    }

    /**
     * 获取唯一的实例化对象
     *
     * @return
     */
    public static synchronized Singleton getInstance() {
        if(singleton == null){
            singleton = new Singleton();
        }
        return singleton;
    }
}

命令模式 - Command

定义

**命令模式：**将“请求”封装成对象，以便使用不同的请求队列或者日志来参数化其他对象。命令模式也支持可撤销的操作。

案例分析

需求

现有一个远程控制系统，远程控制系统可以随意的接入不同的家电。远程控制系统可以接受一组命令。而按动不同的按钮，可以执行相应的家电命令。
还可以进行撤销，回退到上一步的操作。
例如，现在为其接上：台灯（开、关）、音响（开、关）、风扇（调高、调低、关闭）

分析

首先，我们需要一组家电。

将“请求”封装成对象**：**
台灯开 、 台灯关、音响开、音响关、风扇调高、风扇调低、风扇关闭
为了进一步解耦，制作一个命令接口Command。而上述的命令都需要实现这个接口

继续制作一个远程控制系统，远程控制系统需要去接口一组命令。
其中，远程控制系统：

• 动态新增或者修改每一组的命令
• 调用命令
• 关闭命令
• 撤销回退到上一步的操作

如何实现撤销呢？可以这么做：

• 新增一个实例变量：存储最后被调用的命令undoCommand
• 之后，如果需要执行撤销方法，只需要再去获取这个命令，调用undo方法

为什么把命令变为“傻瓜式命令”？
这种操作解耦程度更高
如果需要设置一组宏命令呢？
不需要改变很多。依旧 implements Command，而实例变量则变为 一组命令对象 Command[] commands。

核心代码

/**
 * 风扇家电类
 * @author hanyl
 */
public class CeilingFan {
	String location = "";
	int level;
	public static final int HIGH = 2;
	public static final int MEDIUM = 1;
	public static final int LOW = 0;
 
	public CeilingFan(String location) {
		this.location = location;
	}
  
	public void high() {
		// turns the ceiling fan on to high
		level = HIGH;
		System.out.println(location + " ceiling fan is on high");
 
	} 

	public void medium() {
		// turns the ceiling fan on to medium
		level = MEDIUM;
		System.out.println(location + " ceiling fan is on medium");
	}

	public void low() {
		// turns the ceiling fan on to low
		level = LOW;
		System.out.println(location + " ceiling fan is on low");
	}
 
	public void off() {
		// turns the ceiling fan off
		level = 0;
		System.out.println(location + " ceiling fan is off");
	}
 
	public int getSpeed() {
		return level;
	}
}

public interface Command {

    public void execute();

    public void undo();
}

/**
 * @author hanyl
 * @apiNote 风扇调高命令
 * @date 2024/3/7 16:46
 */
public class CeilingFanHighCommand implements Command {

    CeilingFan ceilingFan;
    int prevSpeed;

    public CeilingFanHighCommand(CeilingFan ceilingFan) {
        this.ceilingFan = ceilingFan;
    }

    @Override
    public void execute() {
        prevSpeed = ceilingFan.getSpeed();
        ceilingFan.high();
    }

    @Override
    public void undo() {
        switch (prevSpeed){
            case CeilingFan.HIGH: 	ceilingFan.high(); break;
            case CeilingFan.MEDIUM: ceilingFan.medium(); break;
            case CeilingFan.LOW: 	ceilingFan.low(); break;
            default: 				ceilingFan.off(); break;
        }
    }
}

/**
 * @author hanyl
 * @apiNote 宏命令组
 * @date 2024/3/8 15:07
 */
public class MacroCommand implements Command{

    Command[] commands;

    public MacroCommand(Command[] commands) {
        this.commands = commands;
    }

    @Override
    public void execute() {
        for (int i = 0; i < commands.length; i++) {
            commands[i].execute();
        }
    }

    @Override
    public void undo() {
        for (int i = 0; i < commands.length; i++) {
            commands[i].undo();
        }
    }
}

/**
 * @author hanyl
 * @apiNote 远程控制器
 * @date 2024/3/7 16:28
 */
public class RemoteControl {

    Command[] onCommands;

    Command[] offCommands;

    Command undoCommand;

    public RemoteControl() {
        this.onCommands = new Command[7];
        this.offCommands = new Command[7];

        NoCommand noCommand = new NoCommand();
        for (int i = 0; i < 7; i++) {
            this.onCommands[i] = noCommand;
            this.offCommands[i] = noCommand;
        }
    }

    public void setCommandOns(int slot, Command commandOn, Command commandOff) {
        this.onCommands[slot] = commandOn;
        this.offCommands[slot] = commandOff;
    }

    public void onButtonWasPushed(int slot){
        this.onCommands[slot].execute();
        this.undoCommand = this.onCommands[slot];
    }

    public void offButtonWasPushed(int slot){
        this.offCommands[slot].execute();
        this.undoCommand = this.offCommands[slot];
    }

    public void undoButtonWasPushed() {
        undoCommand.undo();
    }

    @Override
    public String toString() {
        StringBuffer stringBuff = new StringBuffer();
        stringBuff.append("\n------ Remote Control -------\n");
        for (int i = 0; i < onCommands.length; i++) {
            stringBuff.append("[slot " + i + "] " + onCommands[i].getClass().getName()
                    + "    " + offCommands[i].getClass().getName() + "\n");
        }
        stringBuff.append("------ Remote Control -------\n");

        return stringBuff.toString();
    }

}

public class RemoteLoader {
    public static void main(String[] args) {

        RemoteControl remoteControl = new RemoteControl();

        CeilingFan ceilingFan = new CeilingFan("起居室");
        Command ceilingFanHighCommand = new CeilingFanHighCommand(ceilingFan);
        Command ceilingFanMediumCommand = new CeilingFanMediumCommand(ceilingFan);
        Command ceilingFanOffCommand = new CeilingFanOffCommand(ceilingFan);

        remoteControl.setCommandOns(0, ceilingFanMediumCommand, ceilingFanOffCommand);
        remoteControl.setCommandOns(1, ceilingFanHighCommand, ceilingFanOffCommand);

        remoteControl.onButtonWasPushed(0);
        remoteControl.offButtonWasPushed(0);
        remoteControl.undoButtonWasPushed();

        remoteControl.onButtonWasPushed(1);
        remoteControl.undoButtonWasPushed();
        System.out.print("//\n" +
                "// 宏命令组\n" +
                "//\n");


        Light light = new Light("起居室");
        Command lightCommandOn = new LightOnCommand(light);
        Command lightCommandOff = new LightOffCommand(light);

        Stereo stereo = new Stereo("起居室");
        Command stereoOffCommand = new StereoOffCommand(stereo);
        Command stereoOnCommand = new StereoOnCommand(stereo);

        Command[] firstCommands = {ceilingFanHighCommand, lightCommandOn, stereoOnCommand};
        Command[] secondCommands = {ceilingFanOffCommand, lightCommandOff, stereoOffCommand};

        Command macroCommand1 = new MacroCommand(firstCommands);
        Command macroCommand2 = new MacroCommand(secondCommands);

        RemoteControl control = new RemoteControl();
        control.setCommandOns(2, macroCommand1, macroCommand2);

        System.out.println("------------宏命令组：打开----------");
        control.onButtonWasPushed(2);
        System.out.println("------------宏命令组：关闭-----------");
        control.offButtonWasPushed(2);
        System.out.println("------------宏命令组：撤销------------");
        control.undoButtonWasPushed();

    }
}

总结

**命令模式：**将“请求”封装成对象，以便使用不同的请求队列或者日志来参数化其他对象。命令模式也支持可撤销的操作。

命令可以将运算块打包(一个接收者和一组动作)然后将它传来传去，就像是一般的对象一样。现在即使在命令对象被创建许久之后，运算依然可以被调用。事实上，它甚至可以在不同的线程中被调用。
具体应用：

• 队列

某一端添加命令，然后另端则是线程。线程进行下面的动作:从队列中取出一个命令，调用它的execute()方法，等待这个调用完成:然后将此命令对象丢弃，再取出下一个命令……

• 日志 / 事务

通过新增两个方法(store()、load())，命令模式能够够支持这一点。
执行命令的时候，就调用 store()
宕机的时候，就调用 load()

适配器模式 - Adapter

定义

适配器模式：将一个类的接口，转换成客户期望的另个接口。适配器让原本接口不兼容的类可以合作无间。（转化接口）

你可以写一个类，将新厂商接口转接成你所期望的接口

需求

实现火鸡接口类能够转为为鸭子接口类

核心代码

// 实现需要转化的类型接口
public class TurkeyAdapter implements Duck {

    Turkey turkey;

    // 获取适配器的引用
    public TurkeyAdapter(Turkey turkey) {
        this.turkey = turkey;
    }

    @Override
    public void quack() {
        // 由于 Turkey 不会 quack ，于是就转化为 gobble
        turkey.gobble();
    }

    @Override
    public void fly() {
        // 由于火鸡的飞翔距离很短,所以：连续调用来缩小两者飞翔距离的差距
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            turkey.fly();
        }

    }
}

测试类

public class DuckTestDrive {
    public static void main(String[] args) {
        // 绿头鸭
        Duck duck = new MallardDuck();

        // 火鸡
        Turkey turkey = new WildTurkey();

        // 伪装成鸭子的火鸡
        TurkeyAdapter turkeyAdapter = new TurkeyAdapter(turkey);

        System.out.println("The Turkey says...");
        turkey.gobble();
        turkey.fly();

        System.out.println("\nThe Duck says...");
        testDuck(duck);

        System.out.println("\nThe TurkeyAdapter says...");
        testDuck(turkeyAdapter);

    }

    static void testDuck(Duck duck) {
        duck.quack();
        duck.fly();
    }
    
    /**
     * @Result:
     * 
     * The Turkey says...
     * Gobble gobble
     * I'm flying a short distance
     *
     * The Duck says...
     * Quack
     * I'm flying
     *
     * The TurkeyAdapter says...
     * Gobble gobble
     * I'm flying a short distance
     * I'm flying a short distance
     * I'm flying a short distance
     * I'm flying a short distance
     * I'm flying a short distance
     *
     * 2024/3/13 20:04
     */
}

外观模式 - Facade

定义

外观模式(facade)–提供了一个统一的接口，用来访问子系统中的一群接口。外观定义了一个高层接口，让子系统更容易使用。（简化接口）

核心代码

/**
 * 外观模式
 *
 * @author hanyl
 */
public class HomeTheaterFacade {
    // 以下实例变量为：类
	Amplifier amp;
	Tuner tuner;
	StreamingPlayer player;
	CdPlayer cd;
	Projector projector;
	TheaterLights lights;
	Screen screen;
	PopcornPopper popper;
 
	public HomeTheaterFacade(Amplifier amp,
                             Tuner tuner,
                             StreamingPlayer player,
                             Projector projector,
                             Screen screen,
                             TheaterLights lights,
                             PopcornPopper popper) {
 
		this.amp = amp;
		this.tuner = tuner;
		this.player = player;
		this.projector = projector;
		this.screen = screen;
		this.lights = lights;
		this.popper = popper;
	}
 
	public void watchMovie(String movie) {
		System.out.println("Get ready to watch a movie...");
		popper.on();
		popper.pop();
		lights.dim(10);
		screen.down();
		projector.on();
		projector.wideScreenMode();
		amp.on();
		amp.setStreamingPlayer(player);
		amp.setSurroundSound();
		amp.setVolume(5);
		player.on();
		player.play(movie);
	}
 
 
	public void endMovie() {
		System.out.println("Shutting movie theater down...");
		popper.off();
		lights.on();
		screen.up();
		projector.off();
		amp.off();
		player.stop();
		player.off();
	}

	public void listenToRadio(double frequency) {
		System.out.println("Tuning in the airwaves...");
		tuner.on();
		tuner.setFrequency(frequency);
		amp.on();
		amp.setVolume(5);
		amp.setTuner(tuner);
	}

	public void endRadio() {
		System.out.println("Shutting down the tuner...");
		tuner.off();
		amp.off();
	}
}

模板方法模式 - Template Method

定义

**模板方法模式：**在一个方法中定义一个算法的骨架，而将一些步骤延迟到子类中。模板方法使得子类可以在不改变算法结构的情况下，重新定义算法中的某些步骤。

子类定义其中某些步骤的内容。在算法中的个别步骤可以有不同的实现细节，但是算法的结构依然维持不变
工厂方法是模板方法的一种特殊版本。

核心代码

public abstract class CaffeineBeverageWithHook {

    /**
     * 模板方法
     * 每个步骤都被一个方法代表了
     * 某些方法由超类处理
     * 某些方法由子类处理
     */
    final void prepareRecipe() {
        boilWater();
        brew();
        pourInCup();
        // 通过钩子函数，来确定是不是需要调用
        if (customerWantsCondiments()){
            addCondiments();
        }

    }

    // 必须需要由子类提供的方法，声明为抽象方法
    abstract void brew();

    abstract void addCondiments();

    // 这个具体的方法被定义在抽象类中将它声明为final，这样一来子类就无法覆盖它。
    // 它可以被模板方法直接使用或者被子类使用。
    final void boilWater() {
        System.out.println("Boiling water");
    }

    final void pourInCup() {
        System.out.println("Pouring into cup");
    }

    // 我们也可以有“默认不做事的方法”：hook 钩子函数
    // （可选性）子类可以视情况决定要不要覆盖它们
    boolean customerWantsCondiments() {
        return true;
    }

}

迭代器模式 - Iterator

定义

迭代器模式（iterator）： 提供一种方法顺序访问一个聚合对象中的各个元素，而又不暴露其内部的表示。
把游走的任务放在送代器上，而不是聚合上这样简化了聚合的接口和实现，也让责任各得其所。

核心代码

public class DinerMenuIterator implements Iterator<MenuItem> {
    MenuItem[] menuItems;
    int position = 0;

    public DinerMenuIterator(MenuItem[] menuItems) {
        this.menuItems = menuItems;
    }

    @Override
    public boolean hasNext() {
        return menuItems.length > position;
    }

    @Override
    public MenuItem next() {
        return menuItems[position++];
    }

    @Override
    public void remove() {
        if (position <= 0) {
            throw new IllegalStateException
                    ("You can't remove an item until you've done at least one next()");
        }
        // 因为使用的是固定长度的数组，所以在remove()被调用时，我们将后面的所有元素往前移动一个位置。
        if (menuItems[position-1] != null) {
            for (int i = position-1; i < (menuItems.length-1); i++) {
                menuItems[i] = menuItems[i+1];
            }
            menuItems[menuItems.length-1] = null;
        }
    }
}

组合模式 - Composite

定义

组合模式（composite）：组合模式–允许你将对象组成树形结构来表现“整体/部分”的层次结构。组合能让客户以一致的方式处理个别对象和对象组合。
有数个对象的集合，它们彼此之间有“整体/部分”的关系，并且你想用一致的方式对待这些对象时，你就需要我。
组合模式允许我们像对待单个对象一样对待对象集合。
包含其他组件的组件为组合对象
而没有包含其他组件的组件为叶节点对象

核心代码

import java.util.Iterator;

public abstract class MenuComponent {
    
	// 组合节点的组合方法
	public void add(MenuComponent menuComponent) {
		throw new UnsupportedOperationException();
	}
	public void remove(MenuComponent menuComponent) {
		throw new UnsupportedOperationException();
	}
	public MenuComponent getChild(int i) {
		throw new UnsupportedOperationException();
	}
  
	// 叶子节点的操作方法
	public String getName() {
		throw new UnsupportedOperationException();
	}
	public String getDescription() {
		throw new UnsupportedOperationException();
	}
	public double getPrice() {
		throw new UnsupportedOperationException();
	}
	public boolean isVegetarian() {
		throw new UnsupportedOperationException();
	}

	// 由子类具体实现
	public abstract Iterator<MenuComponent> createIterator();
 
	// 组合节点 和叶子节点均可重写
	public void print() {
		throw new UnsupportedOperationException();
	}
}

import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;

public class Menu extends MenuComponent {
	Iterator<MenuComponent> iterator = null;
	ArrayList<MenuComponent> menuComponents = new ArrayList<MenuComponent>();
	String name;
	String description;
  
	public Menu(String name, String description) {
		this.name = name;
		this.description = description;
	}
 
	@Override
	public void add(MenuComponent menuComponent) {
		menuComponents.add(menuComponent);
	}
 
	@Override
	public void remove(MenuComponent menuComponent) {
		menuComponents.remove(menuComponent);
	}
 
	@Override
	public MenuComponent getChild(int i) {
		return menuComponents.get(i);
	}
 
	@Override
	public String getName() {
		return name;
	}
 
	@Override
	public String getDescription() {
		return description;
	}

  
	@Override
	public Iterator<MenuComponent> createIterator() {
		if (iterator == null) {
			iterator = new CompositeIterator(menuComponents.iterator());
		}
		return iterator;
	}
 
 
	@Override
	public void print() {
		System.out.print("\n" + getName());
		System.out.println(", " + getDescription());
		System.out.println("---------------------");
  
		Iterator<MenuComponent> iterator = menuComponents.iterator();
		while (iterator.hasNext()) {
			MenuComponent menuComponent = iterator.next();
			menuComponent.print();
		}
	}
}

public class MenuItem extends MenuComponent {
 
	String name;
	String description;
	boolean vegetarian;
	double price;
    
	public MenuItem(String name, 
	                String description, 
	                boolean vegetarian, 
	                double price) 
	{ 
		this.name = name;
		this.description = description;
		this.vegetarian = vegetarian;
		this.price = price;
	}
  
	@Override
	public String getName() {
		return name;
	}
  
	@Override
	public String getDescription() {
		return description;
	}
  
	@Override
	public double getPrice() {
		return price;
	}
  
	@Override
	public boolean isVegetarian() {
		return vegetarian;
	}

	@Override
	public Iterator<MenuComponent> createIterator() {
		return new NullIterator();
	}
 
	@Override
	public void print() {
		System.out.print("  " + getName());
		if (isVegetarian()) {
			System.out.print("(v)");
		}
		System.out.println(", " + getPrice());
		System.out.println("     -- " + getDescription());
	}

}

import java.util.Iterator;
import java.util.Stack;

public class CompositeIterator implements Iterator<MenuComponent> {
	Stack<Iterator<MenuComponent>> stack = new Stack<Iterator<MenuComponent>>();
   
	public CompositeIterator(Iterator<MenuComponent> iterator) {
		stack.push(iterator);
	}
   
	@Override
	public MenuComponent next() {
		if (hasNext()) {
			Iterator<MenuComponent> iterator = stack.peek();
			MenuComponent component = iterator.next();
			stack.push(component.createIterator());
			return component;
		} else {
			return null;
		}
	}
  
	@Override
	public boolean hasNext() {
		if (stack.empty()) {
			return false;
		} else {
			Iterator<MenuComponent> iterator = stack.peek();
			if (!iterator.hasNext()) {
				stack.pop();
				return hasNext();
			} else {
				return true;
			}
		}
	}
	
	/*
	 * No longer needed as of Java 8
	 * 
	 * (non-Javadoc)
	 * @see java.util.Iterator#remove()
	 *
	public void remove() {
		throw new UnsupportedOperationException();
	}
	*/
}

/*
 * 解决某些
 */
public class NullIterator implements Iterator<MenuComponent> {
   
	public MenuComponent next() {
		return null;
	}
  
	public boolean hasNext() {
		return false;
	}
   
	/*
	 * No longer needed as of Java 8
	 * 
	 * (non-Javadoc)
	 * @see java.util.Iterator#remove()
	 * 
	public void remove() {
		throw new UnsupportedOperationException();
	}
	*/
}

这样，我们在使用调用的时候，就可以统一：

public class Waitress {
	MenuComponent allMenus;
 
	public Waitress(MenuComponent allMenus) {
		this.allMenus = allMenus;
	}
 
	public void printMenu() {
		allMenus.print();
	}
  
	public void printVegetarianMenu() {
		Iterator<MenuComponent> iterator = allMenus.createIterator();

		System.out.println("\nVEGETARIAN MENU\n----");
		while (iterator.hasNext()) {
			MenuComponent menuComponent = iterator.next();
			try {
				if (menuComponent.isVegetarian()) {
					menuComponent.print();
				}
			} catch (UnsupportedOperationException e) {}
		}
	}
}

状态模式 - State

定义

状态模式–允许对象在内部状态改变时改变它的行为，对象看起来好像修改了它的类。

状态图：

状态图转化为代码：

类图

核心代码

接口类或者抽象类，高度抽象状态

public interface State {

	/**
	 * 付款
	 */
	public void insertQuarter();

	/**
	 * 退款
	 */
	public void ejectQuarter();

	/**
	 * 转动曲柄
	 */
	public void turnCrank();

	/**
	 * 发放糖果
	 */
	public void dispense();

	/**
	 * 重新填入糖果
	 */
	public void refill();
}

用一个Context标识状态之间的流转

public class GumballMachine {
 
	State soldOutState;
	State noQuarterState;
	State hasQuarterState;
	State soldState;
	State winnerState;
 
	State state = soldOutState;
	int count = 0;
 
	public GumballMachine(int numberGumballs) {
		soldOutState = new SoldOutState(this);
		noQuarterState = new NoQuarterState(this);
		hasQuarterState = new HasQuarterState(this);
		soldState = new SoldState(this);
		winnerState = new WinnerState(this);

		this.count = numberGumballs;
 		if (numberGumballs > 0) {
			state = noQuarterState;
		} 
	}
	/**
	 * 付款
	 */
	public void insertQuarter() {
		state.insertQuarter();
	}
	/**
	 * 退款
	 */
	public void ejectQuarter() {
		state.ejectQuarter();
	}
	/**
	 * 转动曲柄
	 */
	public void turnCrank() {
		state.turnCrank();
		state.dispense();
	}

	// 辅助方法
	/**
	 * 释放糖果
	 */
	void releaseBall() {
		System.out.println("A gumball comes rolling out the slot...");
		if (count > 0) {
			count = count - 1;
		}
	}
	/**
	 * 重复投币
	 */
	void refill(int count) {
		this.count += count;
		System.out.println("The gumball machine was just refilled; its new count is: " + this.count);
		state.refill();
	}

	void setState(State state) {
		this.state = state;
	}

 
	int getCount() {
		return count;
	}

    public State getState() {
        return state;
    }

    public State getSoldOutState() {
        return soldOutState;
    }

    public State getNoQuarterState() {
        return noQuarterState;
    }

    public State getHasQuarterState() {
        return hasQuarterState;
    }

    public State getSoldState() {
        return soldState;
    }

    public State getWinnerState() {
        return winnerState;
    }
 
	@Override
	public String toString() {
		StringBuffer result = new StringBuffer();
		result.append("\nMighty Gumball, Inc.");
		result.append("\nJava-enabled Standing Gumball Model #2004");
		result.append("\nInventory: " + count + " gumball");
		if (count != 1) {
			result.append("s");
		}
		result.append("\n");
		result.append("Machine is " + state + "\n");
		return result.toString();
	}
}

以某个状态举例

public class HasQuarterState implements State {
	Random randomWinner = new Random(System.currentTimeMillis());
	GumballMachine gumballMachine;
 
	public HasQuarterState(GumballMachine gumballMachine) {
		this.gumballMachine = gumballMachine;
	}
	/**
	 * 付款
	 */
	@Override
	public void insertQuarter() {
		System.out.println("You can't insert another quarter");
	}
	/**
	 * 退款
	 */
	@Override
	public void ejectQuarter() {
		System.out.println("Quarter returned");
		gumballMachine.setState(gumballMachine.getNoQuarterState());
	}
	/**
	 * 转动曲柄
	 */
	@Override
	public void turnCrank() {
		System.out.println("You turned...");
		int winner = randomWinner.nextInt(10);
		if ((winner == 0) && (gumballMachine.getCount() > 1)) {
			gumballMachine.setState(gumballMachine.getWinnerState());
		} else {
			gumballMachine.setState(gumballMachine.getSoldState());
		}
	}
	/**
	 * 发放糖果
	 */
    @Override
	public void dispense() {
        System.out.println("No gumball dispensed");
    }
	/**
	 * 重新填入糖果
	 */
    @Override
	public void refill() { }
 
	@Override
	public String toString() {
		return "waiting for turn of crank";
	}
}

代理模式 - Proxy

房产中介、经纪人等等

定义

代理模式（proxy）：控制对象的访问，对另一个对象提供一个替身或占位符以访问这个对象。
远程对象交互通讯，访问开销大的对象，控制对象的访问… …

需求

举例：约会服务对象系统，要求自己能够修改自己的基础信息；评分只能由他人评分
——使用Java的动态代理实现保护代理
要修正这些问题，你必须创建两个代理：

• 一个访问你自己的PersonBean对象
• 另一个访问另一顾客的PersonBean对象

这样，代理就可以控制在每一种情况下允许哪一种请求

核心代码

public class NonOwnerInvocationHandler implements InvocationHandler { 
	Person person;
 
	public NonOwnerInvocationHandler(Person person) {
		this.person = person;
	}
 
	public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) 
			throws IllegalAccessException {
		// nonOwnerProxy.setGeekRating(3);
		// method.getName() ： setGeekRating
		// method.invoke((person, args)：其中，person被代理的对象是 Person， args参数为 10
		// 也就是说，实际上是调用了 Person 的 setGeekRating，里面的参数为 10
		try {
			// 它的getName()方法，我们就可以知道proxy被调用的方法是什么。
			if (method.getName().startsWith("get")) {
				// 原始proxy被调用的方法。这个对象在调用时被传给我们。只不过加载调用的是真正的主题(person)
				return method.invoke(person, args);
   			} else if (method.getName().equals("setGeekRating")) {
				return method.invoke(person, args);
			} else if (method.getName().startsWith("set")) {
				throw new IllegalAccessException();
			} 
        } catch (InvocationTargetException e) {
            e.printStackTrace();
        } 
		return null;
	}
}

System.out.println("--------------------------------------------------------------");
// 获取代理对象
// Proxy本身是利用静态的Proxy.newProxyInstance()方法在运行时动态地创建的。
Person nonOwnerProxy = (Person) Proxy.newProxyInstance(
    joe.getClass().getClassLoader(),
    joe.getClass().getInterfaces(),
    new NonOwnerInvocationHandler(joe));

System.out.println("名称：" + nonOwnerProxy.getName()+ "\n" + joe);
System.out.println("【非法操作开始】");
try {
    System.out.println("Q：非拥有者代理对象设置属性：Interests？");
    nonOwnerProxy.setInterests("保龄球, 高尔夫");
} catch (Exception e) {
    System.out.println("A：非拥有者代理对象设置属性：Interests —— 失败");
}
System.out.println("【非法操作结束】");
System.out.println("--------------------------------------------------------------");
System.out.println("名称：" + nonOwnerProxy.getName()+ "\n" + joe);
System.out.println("【合法操作开始】");
System.out.println("Q：非拥有者代理尝试对象设置属性：Rating？");
nonOwnerProxy.setGeekRating(3);
System.out.println("A：非拥有者代理尝试对象设置属性：Rating —— 成功");
System.out.println("【合法操作结束】");
System.out.println("当前的Rating是：" + nonOwnerProxy.getGeekRating());
System.out.println("--------------------------------------------------------------");

总结

思维导图

模式的分类

根据模式的目标分类

创建型

涉及到将对象实例化。这类模式都提供一个方法，将客户从所需要实例化的对象中解耦出来。

• 单例模式
• 抽象工厂模式
• 工厂方法模式
• Prototype
• Builfer
  

行为型

只要是行为型模式，都涉及到类和对象如何交互及分配职责。

• 模板方法模式
• 命令模式
• 迭代器模式
• 观察者模式
• 状态模式
• 策略模式
• Chain of Responsibility
• Visitor
• Mediator
• Memento
• Interpreter
  

结构型

结构型模式可以让你把类或对象组合到更大的结构中。

• 装饰器模式
• 代理模式
• 组合模式
• 外观模式
• 适配器模式
• Flyweight
• Bridge
  

模式所处理的对象

类

• 类模式描述类之间的关系如何通过继承定义。
• 类模式的关系是在编译时建立的。

• 模板方法模式
• 工厂方法模式
• 适配器模式
• Interpreter
  

对象

• 对象模式描述对象之间的关系，而且主要是利用组合定义。
• 对象模式的关系通常在运行时建立，而且更加动态、更有弹性

• 组合模式
• 装饰器模式
• 代理模式
• 策略模式
• 抽象工厂模式
• 单例模式
• 状态模式
• 观察者模式
• 外观模式
• 命令模式
• 迭代器模式
• Builder
• Bridge
• Flyweight
• Prototype
• Chain of Responsibility
• Mediator
• Memento
• Visitor