设计模式 - 单例与组合

发布于: 2020 年 06 月 24 日
设计模式-单例与组合

一、单例设计模式

单例模式,是一种常用的软件设计模式。在它的核心结构中只包含一个被称为单例的特殊类。通过单例模式可以保证系统中,应用该模式的类一个类只有一个实例。即一个类只有一个对象实例。

常有的实现方式:

  • 懒汉模式

  • 饿汉模式

  • 双重锁模式

  • 静态内部类单例模式

  • 枚举单例模式

以下为静态内部类实现:

二、组合设计模式

1、定义

组合模式(Composite Pattern):组合多个对象形成树形结构以表示具有“整体—部分”关系的层次结构。组合模式对单个对象(即叶子对象)和组合对象(即容器对象)的使用具有一致性,组合模式又可以称为“整体—部分”(Part-Whole)模式,它是一种对象结构型模式。

2、类图 ,主要分三部分:

  • 部件类(component):对要组合的对象提供统一的接口

  • 叶子(Leaf):表示子节点对象,叶子节点不能有子节点

  • 组合部件(Composite):定义有枝节点的行为,用来存储部件,实现在Component接口中的有关操作,如增加(Add)等

组合模式的关键是定义了一个抽象构件类(Composite),它既可以代表叶子,又可以代表容器,而客户端针对该抽象构件类进行编程,无须知道它到底表示的是叶子还是容器,可以对其进行统一处理。同时容器对象与抽象构件类之间还建立一个聚合关联关系,在容器对象中既可以包含叶子,也可以包含容器,以此实现递归组合,形成一个树形结构。

如果不使用组合模式,客户端代码将过多地依赖于容器对象复杂的内部实现结构,容器对象内部实现结构的变化将引起客户代码的频繁变化,带来了代码维护复杂、可扩展性差等弊端。组合模式的引入将在一定程度上解决这些问题。

3、分类

1、透明组合模式

抽象类Component中声明了所有用于管理成员对象的方法,包括add()、remove()等方法,这样做的好处是确保所有的类都有相同的接口。叶子与容器所提供的方法是一致的,客户端可以相同地对待所有的类。透明组合模式也是组合模式的标准形式。

缺点:不安全,因为叶子和容器在本质上是有区别的。叶子不可能有下一个层次的对象,不可能包含成员

2、安全组合模式

在抽象类Component中不声明任何用于管理成员对象的方法(add()、remove()等),只声明叶子和容器共同需要的方法,在容器类中声明只有他需要的方法。这种做法是安全的。

缺点:不够透明,因为叶子和容器具有不同的方法,且容器中那些用于管理成员对象的方法没有在抽象类中定义,因此客户端不能完全针对抽象编程,必须有区别地对待叶子和容器。

4、适用场景

  • 当想表达对象的部分-整体的层次结构时。

  • 希望用户忽略组合对象与单个对象的不同,用户将统一地使用组合结构中的所有对象时。

1) 定义公共接口Compont类

public interface Component {
void print();
}

2)定义组合类composite

public class Composite implements Component {
private List<Component> printList = new ArrayList<>();
@Override
public void print() {
if (CollectionUtil.isEmpty(printList)){
return;
}
for (Component print:printList){
print.print();
}
}
public void add(Component print){
printList.add(print);
}
}

3)构建叶子节点,实现公共接口Component类

public class Window implements Component {
@Override
public void print() {
System.out.println(this.getClass().getSimpleName());
}
}

public class Button implements Component {
@Override
public void print() {
System.out.println(this.getClass().getSimpleName());
}
}

public class Picture implements Component {
@Override
public void print() {
System.out.println(this.getClass().getSimpleName());
}
}

public class TextBox implements Component {
@Override
public void print(){System.out.println(this.getClass().getSimpleName());
}
}

4)输出打印结果

public class ClientPrint {
public static void main(String[] args) {
Composite componentWind = new Composite();
Composite componentFrame = new Composite();
Component button = new Button();
Component frame = new Frame();
Component label = new Label();
Component passwordBox = new PasswordBox();
Component picture = new Picture();
Component textBox = new TextBox();
Component window = new Window();
componentWind.add(window);
componentWind.add(picture);
componentWind.add(button);
componentWind.add(frame);
componentFrame.add(label);
componentFrame.add(passwordBox);
componentFrame.add(textBox);
componentWind.add(componentFrame);
componentWind.print();
}
}

打印结果如下:

Window
Picture
Button
Frame
Label
PasswordBox
TextBox

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