用一个已经创建的实例作为原型，克隆（clone）该原型对象来创建一个和原型相同或相似的新对象，免去创建对象的复杂过程和细节。原型模式分浅拷贝与深拷贝两种。
浅拷贝实现方式：
1.原型类实现CLoneable接口
2.拷贝对象通过原型的clone方法获得新的实例
深拷贝实现方式：
1.原型类实现CLoneable接口
2.原型类重写clone方法，并在克隆对象同时也克隆响应的引用类型成员变量。
————————————–
以下通过国宝熊猫的克隆来理解浅拷贝与深拷贝：
熊猫类包含两个成员属性：熊猫名字与饲养员。熊猫名字为普通字符串对象，饲养员为引用对象。以下分别通过浅拷贝和深拷贝两种方式克隆熊猫对象：
浅拷贝方式：
package net.mosang.prototype;
import java.util.Date;
/**
*
* @author heiry
*
*/
public class Panda implements Cloneable {
private String name;
private Feeder feeder;
//重写clone方法
@Override
protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
Panda panda = (Panda) super.clone();
return panda;
}
//setter、getter
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public Feeder getFeeder() {
return feeder;
}
public void setFeeder(Feeder feeder) {
this.feeder = feeder;
}
//构造方法
public Panda(String name, Feeder feeder) {
super();
this.name = name;
this.feeder = feeder;
}
}
package net.mosang.prototype;
public class Feeder {
public String name;
public void feed() {
System.out.println("feed panda....");
}
public Feeder(String name) {
super();
this.name = name;
}
}
package net.mosang.prototype;
public class Client {
public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
Feeder feeder = new Feed犀利士
er("张大胖");
Panda p1 = new Panda("pangpang",feeder);
Panda p2 = (Panda) p1.clone();
System.out.println(p1);
System.out.println(p2);
feeder.name = "张小胖";
System.out.println("p1----->"+p1+"p1饲养员：----->"+p1.getFeeder().name);
System.out.println("p2----->"+p2+"p2饲养员：----->"+p2.getFeeder().name);
}
}
运行结果：
net.mosang.prototype.Panda@15db9742 net.mosang.prototype.Panda@6d06d69c p1----->net.mosang.prototype.Panda@15db9742p1饲养员：----->张小胖 p2----->net.mosang.prototype.Panda@6d06d69cp2饲养员：----->张小胖
可见浅拷贝方式，虽然获得了一个与原型对象一样的新对象，但是对于引用类型成员变量feeder，拷贝的是地址而不是对象本身，换句话说，两个对象的feeder指向的是同一个Feeder对象。
深拷贝方式：
重点在于重写原型类的clone方法：
package net.mosang.prototype;
/**
*
* @author heiry
*
*/
public class Panda implements Cloneable{
private String name;
private Feeder feeder;
//重写clone方法,并将引用成员变量feeder同时克隆
@Override
protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
Object obj = super.clone();
Panda panda = (Panda) obj ;
panda.feeder = (Feeder)this.feeder.clone();
return panda;
}
//setter、getter
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public Feeder getFeeder() {
return feeder;
}
public void setFeeder(Feeder feeder) {
this.feeder = feeder;
}
//构造方法
public Panda(String name, Feeder feeder) {
super();
this.name = name;
this.feeder = feeder;
}
}
package net.mosang.prototype;
public class Feeder implements Cloneable{
public String name;
public void feed() {
System.out.println("feed panda....");
}
public Feeder(String name) {
super();
this.name = name;
}
@Override
protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
return super.clone();
}
}
package net.mosang.prototype;
public class Client {
public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
Feeder feeder = new Feeder("张大胖");
Panda p1 = new Panda("pangpang",feeder);
Panda p2 = (Panda) p1.clone();
System.out.println(p1);
System.out.println(p2);
feeder.name = "张小胖";
System.out.println("p1----->"+p1+"p1饲养员：----->"+p1.getFeeder().name);
System.out.println("p2----->"+p2+"p2饲养员：----->"+p2.getFeeder().name);
}
}
运行结果：
net.mosang.prototype.Panda@15db9742 net.mosang.prototype.Panda@6d06d69c p1----->net.mosang.prototype.Panda@15db9742p1饲养员：----->张小胖 p2----->net.mosang.prototype.Panda@6d06d69cp2饲养员：----->张大胖
可以看到，深拷贝的引用类型成员变量也是各自独立的。
建造者（Builder）模式的主要模块如下：
1. 建造者接口：负责建造各个组件
2.装配者接口：负责将组件组装成产品
3.产品类：成员变量为各组件对象
4.各个组件类
5. 建造者实现类：实现建造者接口
6.装配者实现类：实现装配者接口
7.客户端调用类
这里以建造超级计算机为例，演示构建者模式原理：
假设计算机由CPU/主板/内存三个部件组成，现在要生产一台陌桑超级计算机，CPU为AMD的CPU，主板为华硕主板，内存为256G容量内存。类关系图如下：
使用建造者模式具体做法：
package net.mosang.builder;
/**
* 具体产品类
* @author heiry
*
*/
public class Computer {
private CPU cpu;
private Mainboard mainboard;
private Memory memory;
public CPU getCpu() {
return cpu;
}
public void setCpu(CPU cpu) {
this.cpu = cpu;
}
public Mainboard getMainboard() {
return mainboard;
}
public void setMainboard(Mainboard mainboard) {
this.mainboard = mainboard;
}
public Memory getMemory() {
return memory;
}
public void setMemory(Memory memory) {
this.memory = memory;
}
}
package net.mosang.builder;
/**
* 构建子组件接口
* @author heiry
*
*/
public interface ComputerBuilder {
public CPU buildCPU();
public Mainboard buildMainboard();
public Memory buildMemory();
}
package net.mosang.builder;
/**
* 装配者接口
* @author heiry
*
*/
public interface ComputerDirector {
public abstract Computer directComputer();
}
package net.mosang.builder;
/**
* 构建者实现类
* 构建陌桑超级计算机部件
* @author wuah
*
*/
public class MosangSuperComputer implements ComputerBuilder {
@Override
public CPU buildCPU() {
System.out.println("陌桑超算使用的是AMD的CPU");
return new CPU("AMD");
}
@Override
public Mainboard buildMainboard() {
System.out.println("陌桑超算使用的是华硕主板");
return new Mainboard("华硕");
}
@Override
public Memory buildMemory() {
System.out.println("陌桑超算使用的是256G内存");
return new Memory(256);
}
}
package net.mosang.builder;
/**
* 装配者实现类：返回具体产品实例
* 陌桑超算由富士康代工装配
* @author heiry
*
*/
public class FoxconnDirector implements ComputerDirector {
private ComputerBuilder builder;
@Override
public Computer directComputer() {
CPU cpu = builder.buildCPU();
Mainboard mainboard = builder.buildMainboard();
Memory memory = builder.buildMemory();
Computer c = new Computer();
c.setCpu(cpu);
c.setMainboard(mainboard);
c.setMemory(memory);
return c;
}
public FoxconnDirector(ComputerBuilder builder) {
super();
this.builder = builder;
}
}
package net.mosang.builder;
/**
* 具体部件类：CPU
* @author heiry
*
*/
public class CPU {
private String brands;
public String getBrands() {
return brands;
}
public void setBrands(String brands) {
this.brands = brands;
}
public CPU(String brands) {
super();
this.brands = brands;
}
}
package net.mosang.builder;
/**
* 具体部件类：内存
* @author heiry
*
*/
public class Memory {
private int capacity;
public Memory(int capacity) {
super();
this.capacity = capacity;
}
public int getCapacity() {
return capacity;
}
public void setCapacity(int capacity) {
this.capacity = capacity;
}
}
package net.mosang.builder;
/**
* 具体部件类：主板
* @author heiry
*
*/
public class Mainboard {
private String producer;
public String getProducer() {
return producer;
}
public void setProducer(String producer) {
this.producer = producer;
}
public Mainboard(String producer) {
super();
this.producer = producer;
}
}
package net.mosang.builder;
/**
* 客户端调用类
* @author heiry
*
*/
public class Client {
public static void main(String[] args) {
MosangSuperComputer msc = new MosangSuperComputer();
FoxconnDirector fd = new FoxconnDirector(msc);
Computer myComputer = fd.directComputer();
System.out.println(myComputer);
}
}
输出结果
陌桑超算使用的是AMD的CPU 陌桑超算使用的是华硕主板 陌桑超算使用的是256G内存 net.mosang.builder.Computer@15db9742
核心点：
—— 单例类只有一个实例对象；
—— 该单例对象必须由单例类自行创建；
—— 单例类对外提供一个访问该单例的全局访问点；
实现方式：
1.构造方法私有
2.提供类自身定义一个静态私有实例
3.向外提供一个静态的公有方法用于创建或获取该静态私有实例，该方法是对外唯一提供的创建实例途径。
主要分类：
——饿汉式：类一旦加载就创建实例，保证在调用静态方法之前单例已经存在了，特点是线程安全。
——懒汉式：只有在第一次调用的时候才会创建，非线程安全，需要考虑线程同步。
package net.mosang.singleton;
/**
* 饿汉式单例模式
* @author heiry
*
*/
public class HungrySingLeton {
private static HungrySingLeton instance = new HungrySingLeton();
private HungrySingLeton() {//私有构造方法
}
public static HungrySingLeton getInstance() { //对外提供唯一的获取实例方法
return instance;
}
}
package net.mosang.singleton;
/**
* 懒汉式单例模式
* @author heiry
*
*/
public class LazySingLeton {
private static LazySingLeton instance =null;
private LazySingLeton() {//私有构造方法
}
public static synchronized LazySingLeton getInstance() { //synchronized线程同步,避免并发创建多个对象
if(instance==null) {
instance = new LazySingLeton();
}
return instance;
}
}
静态工厂方法只有一个工厂类，且如果要增加产品，则需要修改工厂类代码，违背了开闭原则。工厂方法模式则将工厂类颗粒化，为每一种产品单独设立一个工厂类。
package staticfactory;
public interface Computer {
public abstract void cal();
}
package net.mosang.factory;
public class Mac implements Computer {
@Override
public void cal() {
System.out.println("苹果电脑启动。。。。");
}
}
package net.mosang.factory;
public class HP implements Computer {
@Override
public void cal() {
System.out.println("惠普电脑启动。。。。");
}
}
package net.mosang.factory;
public interface ComputerFactoryBasic {
public abstract Computer CreateComputer();
}
package net.mosang.factory;
public class MacFactory implements ComputerFactoryBasic {
@Override
public Computer CreateComputer() {
return new Mac();
}
}
package net.mosang.factory;
public class HPFactory implements ComputerFactoryBasic {
@Override
public Computer CreateComputer() {
return new HP();
}
}
package net.mosang.factory;
public class Client {
public static void main(String[] args) {
Computer computer = new MacFactory().CreateComputer();
Computer computer2 = new HPFactory().CreateComputer();
computer.cal();
computer2.cal();
}
}
输出结果
苹果电脑启动。。。。 惠普电脑启动。。。。
作用：在Think in java 系列书籍以及网上大量的文章都写了其各种各样的好处，我认为言过其实，我们用静态工厂方法，主要原因在于可以根据逻辑需求返回实例对象。可以方便实现工厂模式、单例模式。其它如，有语义方法名、返回其返回类型的任何子类型的对象，方便创建参数化类型实例等等都是无关痛痒的东西。
实现：
将创建实例封装在一个工厂类的静态方法中，静态方法不同的参数返回不同的实例。
示例：
如下所示，电脑工厂类，通过提供静态方法getComputer(String Brand)生产不同品牌的电脑（返回Computer实例对象），客户端只需要调用静态工厂方法传入不同参数即可获得目标对象。
package staticfactory;
public interface Computer {
public abstract void cal();
}
package staticfactory;
public class Mac implements Computer {
@Overrid
public void cal() {
System.out.println("苹果电脑启动。。。。");
}
}
package staticfactory;
public class HP implements Computer {
@Override
public void cal() {
System.out.println("惠普电脑启动。。。。");
}
}
package staticfactory;
public class ComputerFactory {
public static Computer getComputer(String computerBrand) {
switch (computerBrand) {
case "Mac":
return new Mac();
case "HP":
return new HP();
default:
return null;
}
}
}
package staticfactory;
public class Client {
public static void main(String[] args) {
Computer computer = ComputerFactory.getComputer("Mac");
Computer computer2 = ComputerFactory.getComputer("HP");
computer.cal();
computer2.cal();
}
}
运行结果：
苹果电脑启动。。。。 惠普电脑启动。。。。
一.开闭原则
实现方式：
1. 遵循“抽象约束、封装变化”原则，通过接口或者抽象类为实体定义一个相对稳定的抽象层，而将相同的可变因素封装在相同的具体实现类中。
2.参数类型、引用对象尽量使用接口或者抽象类，而不是实现类。
3.缩小功能颗粒度。功能粒度越小，被复用的可能性就越大，重复利用可能性就越高。
二. 里氏替换原则
简单地说，把父类都替换成它的子类，程序的行为没有变化。只要出现父类的地方，均可用子类替换，而且对整体实现并没有任何影响，提高代码的复用性。
实现方式：
子类继承父类时，除添加新的方法完成新增功能外，尽量不要重写父类的方法。
三. 依赖倒置原则
——高层模块不应该依赖低层模块，两者都应该依赖其抽象
——抽象不应该依赖细节
——细节应该依赖抽象
实现方式：
1.每个类尽量提供接口或抽象类，或者两者都具备。
2.变量的声明类型尽量是接口或者是抽象，模块间的依赖通过抽象发生，实现类之间不发生直接的依赖关系，其依赖关系是通过接口或抽象类产生的。
3.任何类都不应该从具体类派生。
4.尽量不要重写基类已经写好的方法（符合里氏替换原则）。
设计模式实质上并没有新的东西，只是一种思想体现，来来去去都是在围绕继承、多态、静态之间做文章。很多人学设计模式很吃力，被其中类之间复杂的引用关系绕晕，我认为掌握设计模式最重要的一步就是把常见类之间关系梳理出来，而UML早已经帮我们做了，拿来理顺即可。
一. 依赖关系Dependency
依赖关系是一种临时关系、使用的弱关系，是耦合度最低的一种关系。
代码表现：一个类的方法通过局部变量、方法的参数或者对静态方法的调用来访问另一个类（被依赖类）。下例中，猎人（Hunter）和枪（Gun）之间是一种使用关系，猎人使用枪进行射击，枪Gun作为一个参数出现在猎人shoot方法中（Hunter类中猎杀动作shoot()调用了Gun实例的开火fire()方法）：
package com.mosang.umlmodule;
public class Hunter {
private String name;
public void shoot(Gun g) {
g.fire();
}
}
package com.mosang.umlmodule;
public class Gun {
private String brand;
public void fire() {
System.out.println("shoot.....");
}
}
package com.mosang.umlmodule;
public class Client {
public static void main(String[] args) {
Hunter hunter = new Hunter();
hunter.shoot(new Gun());
}
}
UML图示：
二. 关联关系Association
关联关系是对象之间的一种引用关系，用于表示一类对象与另一类对象之间的联系，如学生与老师、公司与员工、宠物与主人等等，存在一对一，一对多，多对多等关系。
代码表现：一个类的对象作为另一个类的成员变量。下例中学生与老师是一种多对多的关系（一个学生同时有多个老师教，一个老师也同时教多个学生）,Student类作为成员变量出现在Teacher类中，Teacher类也作为成员变量出现在Student类中：
package com.mosang.umlmodule;
import java.util.List;
public class Student {
private String name;
private List<Teacher> teachers;
public void study() {
}
}
package com.mosang.umlmodule;
import java.util.List;
public class Teacher {
private String name;
private List<Student> students;
public void teach() {
}
}
UML图示：
【双向的关联可以用带两个箭头或者没有箭头的实线来表示，单向的关联用带一个箭头的实线来表示，箭头从使用类指向被关联的类。也可以在关联线的两端标注角色名，代表两种不同的角色。】 （更多…）
