单例模式_装饰模式_模板模式

2024-09-01 11:38
文章标签 模板 模式 单例 装饰

本文主要是介绍单例模式_装饰模式_模板模式,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!


设计模式:解决某一问题行之有效的解决思想。
一,单例设计模式:

1,解决问题: 保证一个类对象的唯一性。

种类:内部类加载方式,集合加载方式,单例模式子类扩展方式。

2,应用场景:多个程序都要使用一个对象或配置文件中的数据,而且要实现数据共享和交换,必须要将多个数据封装到一个对象中。而且多个程序操作的是同一个对象。因此必须保证这个配置文件对象的唯一性。


3,想要保证对象的唯一:

1、     为了避免其他程序过多建立该类对象,先禁止其他对象建立该类对象。

2、     为了让其他程序可以访问到该类对象,只好在本类中,自定义一个对象。

3、     为了让其他程序对自定义对象进行访问,可以对外提供一些访问方式。


4,实现:

1)     私有化构造函数,使得外界不可以通过这个建立对象

2)     类中自定义一个对象,也进行私有化

3)     提供一个公共访问方式,可以获取到这个对象。

饿汉式:

代码:

(饿汉式实现方式):

class Single{private Single(){}private static Single s = new Single();public static Single getInstance(){return s;}
}
具体使用方式:

public class SingleDemo {
public static void main(String[] args) {Single s = Single.getInstance();}
}

只有一个对象的原理是:




内存加载原理:

当类加载时,就会把静态变量s和静态方法getInstance加入方法区,同时在堆内存中建立对象,静态变量s指向堆内存中的对象,我们在调用的时,主函数在栈内存中有一个值ss,这个只是把静态变量s的值赋给了ss,是得ss指向对象。所以,即是再调用一次静态方法,其结果只是把s的值赋给了另一个变量,那个变量依旧指向原来的对象,所以这个就是单例,就是对象的唯一。


懒汉式:

实现方式:

class Single2{private Single2(){}private static Single2 s2 = null;public static Single2 getInstance2(){if(s2==null)s2=new Single2();return s2;}
}
具体调用类:

class singledemo{public static void main(String[] args){//要想获得single的对象,调用getInstance方法,既然无法通过对象调用,只能用类名调用,所以这个方法必须是static修饰的。single ss = single.getInstance();single ss2 = single.getInstance();//下列方法也可以实现调用,加入访问来获得就是为了对对象可控。
//		single ss = single.s;
//		single ss2 = single.s;}
}

5,区别与选择:

饿汉式,当类一进内存就会创建好对象。而懒汉式,类一进内存,对象时没有建立的,只有调用了getInstance()方法时,才会建立对象,所以相对于饿汉式就是延迟加载。

饿汉式和懒汉式的选择:

1、 我们使用这两个单例设计模式时,其实是要用这个唯一的对象,进而使用其中的属性和方法,依照我们需要来说,一般用饿汉式。而且,饿汉式在线程方面来说,安全;编程方面来说,简单。

2、 懒汉式有线程安全问题,比如两个线程停顿到if语句之后,创建对象之前。然后,线程A执行s2=newSingle2()语句,然后线程B也执行这个语句,那么内存中就有了两个对象,这样对象就不唯一了。

1)常用,安全,定义单例模式时,一般是饿汉式。
2)但懒汉式考试比较多。

  6,解决线程安全问题:

//第一种方式:
public static synchronized Single2 getInstance2(){
if(s2==null)
s2=new Single2();
}
//这样建立同步函数是可以的,但是每个使用者调用的时候,都要判断一次,效率较低。
//第二种方式:
public static Single2 getInstance2(){
if(s2==null){synchronized(Single.class){
if(s==null)
s2=new Single2();
}}
}

二,装饰设计模式:

1,装饰设计模式:当相对已有的对象进行功能增强时,可以定义类,将已有对象传入,基于已有功能,并提供加强功能。那么自定的该类就成为装饰类。


2,装饰设计模式和继承的区别:

先说继承:

         继承就是子类B继承父类A和其功能,如果我们想在原有父类A功能进行改动,那么就要子类B覆盖父类的方法,写入我们的方法功能。在这之后,如果想在进一步在这个子类B上进行功能增强,办法是在这个子类B之下建立这个B的子类C,在子类C上复写B的功能然后写入改进功能。但如果A的子类不断增多,那么显而易见的结果是,系统庞大臃肿。

         而装饰模式,是把对象传入进来,在对象已有功能的基础上进行增强,具备的功能和已有的功能是相同的,只不过提供了更强的功能。所以,装饰模式比继承要灵活,避免了体系的臃肿,而且降低了类与类之间的关系,而且装饰类和被装饰类通常在一个体系中。定义装饰类要注意一点:因为要传入原有体系对象,而且原有体系可能之后会有新子类,所以,传入对象时要使用多态,提高拓展性。


装饰设计模式代码:

//模拟一下readLIne方法:
class BufferedReadLine{//在构造函数中传入原有对象,要在原有对象功能基础上进行增强FileReader fr;BufferedReadLine(FileReader fr){this.fr = fr;}//自定义实现readLine功能public String MyReadLine() throws IOException{int ch =0;//建立StringBuilder,用于接收整行的数据StringBuilder sb = new StringBuilder();while((ch=fr.read())!=-1){/*一行的末尾是换行符,window系统是\r\n,处理\r\n,进行判断因为换行符有两个,所以当读到第一个时,继续循环,读到第二个时就意味着一行的结束*/if(ch=='\r')continue;if(ch=='\n')return sb.toString();//每读一次便把数据加入StringBuilder中sb.append((char)ch);}
<span style="white-space:pre">	/*这里注意,如果最后一行没有换行符,这是应判断一下Stringbuilder中是否有数据,有的话就返回*/if(sb.length()!=0)return sb.toString();return null;}
//这个自定义读一行的方法中,我们就把原有的FileReader对象传进来,运用原有的方法,//在原有的放上上改进,进行功能加强,实现了readLine方法。这就是装饰设计模式。

注意细节:

1、  在开发程序时,增强原有功能或改变原有功能,最好不好改动原代码。

2、  是将已有对象传入

3、  是基于原有程序功能,在这之上进行改进或增加新功能

三,模板设计模式:

1,代码实例:

 /*GetTime类中getTime方法是为了获取某个程序运行的时间,因为不知道会运行什么程序,所以把程序封装进一个抽象类中,当我们引用这个方法时,就必须得复写其中的抽象方法runcode,同时继承了getTime这个方法,从而达到检测不同程序运行时间的效果。这就是模板设计模式。*/
abstract class GetTime
{public final void getTime(){long start = System.currentTimeMillis();runcode();long end = System.currentTimeMillis();System.out.print("程序运行时间(毫秒):"+(end-start));public abstract void runcode();}
}
class SubTime extends GetTime
{public void runcode(){for (int x =0;x<100 ;x++ ){System.out.println(x);}}
}


2,模板设计模式,定义功能时,功能的一部分是确定的,但是有一部分是不确定的,而确定的部分在使用不确定的部分,那么就把这不确定的部分暴露出去,有该类的子类完成。

注意:不确定的部分不是非得是抽象的,因为原有类中可能有默认的方法,我们在使用时,只需把它覆盖即可,写我们需要的内容即可。所以,不确定部分,可以是抽象的,也可以不是抽象的。












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