行为型模式

Wu Jun 2020-01-06 10:43:49

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1. Chain of Responsibility（责任链）

为请求创建了一个接收者对象的链。

将请求的发送者和请求的处理者解耦，每个接收者都包含对另一个接收者的引用。如果一个对象不能处理该请求，那么它会把相同的请求传给下一个接收者，依此类推。

应用实例

JAVA WEB 中 Apache Tomcat 对 Encoding 的处理，Struts2 的拦截器，jsp servlet 的 Filter。

实现

我们创建抽象类 AbstractLogger，带有详细的日志记录级别。然后我们创建三种类型的记录器，都扩展了 AbstractLogger。每个记录器消息的级别是否属于自己的级别，如果是则相应地打印出来，否则将不打印并把消息传给下一个记录器。

2. Command（命令）

将一个请求封装为一个对象，可用不同的请求对客户进行参数化；对请求排队或者记录请求日志，以及支持可撤销的操作。

Command: 抽象命令类
ConcreteCommand: 具体命令类
Invoker: 调用者
Receiver: 接收者
Client:客户类

应用实例

宏命令

3. Interpreter（解释器）

给定一个语言，定义它的文法表示，并定义一个解释器，这个解释器使用该标识来解释语言中的句子。

可利用场景比较少，JAVA 中如果碰到可以用 expression4J 代替。

模式实例

SQL 解析、符号处理引擎、正则表达式

4. Iterator（迭代器）

提供一种方法顺序访问一个聚合对象中各个元素, 而又无须暴露该对象的内部表示。

把在元素之间游走的责任交给迭代器，而不是聚合对象。定义接口：hasNext, next。

应用实例

JAVA 中的 iterator。

5. Mediator（中介者）

用一个中介对象来封装一系列的对象交互，中介者使各对象不需要显式地相互引用，从而使其耦合松散，而且可以独立地改变它们之间的交互。

角色

Mediator: 抽象中介者
ConcreteMediator: 具体中介者
Colleague: 抽象同事类
ConcreteColleague: 具体同事类

实例

MVC 框架，其中C（控制器）就是 M（模型）和 V（视图）的中介者。

6. Memento（备忘录）

在不破坏封装性的前提下，捕获一个对象的内部状态，并在该对象之外保存这个状态，以便在适当的时候恢复对象。

实例

游戏的存档
Windows 里的 ctri + z
浏览器的后退
数据库的事务管理

实现

Memento 包含了要被恢复的对象的状态。
Originator 创建并在 Memento 对象中存储状态。
Caretaker 对象负责从 Memento 中恢复对象的状态。

7. Observer（观察者）

定义对象间的一种一对多的依赖关系，当一个对象被修改时，则会自动通知它的依赖对象。

又叫做发布-订阅（Publish/Subscribe）模式、模型-视图（Model/View）模式、源-监听器（Source/Listener）模式或从属者（Dependents）模式。

Subject 类

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
 
public class Subject {
   
   private List<Observer> observers 
      = new ArrayList<Observer>();
   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();
      }
   }  
}

Observer 类。

public abstract class Observer {
   protected Subject subject;
   public abstract void update();
}

使用 Subject 和实体观察者对象。

Subject subject = new Subject();
new HexaObserver(subject);
subject.setState(15);

8. State（状态）

允许对象在内部状态发生改变时改变它的行为，对象看起来好像修改了它的类。

将各种具体的状态类抽象出来。

Context：环境类，是拥有状态的对象
State: 抽象状态类
ConcreteState: 具体状态类

public class StatePatternDemo {
   public static void main(String[] args) {
      Context context = new Context();
 
      StartState startState = new StartState();
      startState.doAction(context);
 
      System.out.println(context.getState().toString());
 
      StopState stopState = new StopState();
      stopState.doAction(context);
 
      System.out.println(context.getState().toString());
   }
}

实例

TCP连接的状态
工作流

9. Strategy（策略）

定义一系列算法，将每一个算法封装起来，并让它们可以相互替换。

角色

Context: 环境类
Strategy: 抽象策略类
ConcreteStrategy: 具体策略类

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 OperationSubstract());      
      System.out.println("10 - 5 = " + context.executeStrategy(10, 5));
 
      context = new Context(new OperationMultiply());    
      System.out.println("10 * 5 = " + context.executeStrategy(10, 5));
   }
}

策略模式与状态模式

可以通过环境类状态的个数来决定是使用策略模式还是状态模式。
策略模式的环境类自己选择一个具体策略类，具体策略类无须关心环境类；而状态模式的环境类由于外在因素需要放进一个具体状态中，以便通过其方法实现状态的切换，因此环境类和状态类之间存在一种双向的关联关系。
使用策略模式时，客户端需要知道所选的具体策略是哪一个，而使用状态模式时，客户端无须关心具体状态，环境类的状态会根据用户的操作自动转换。
如果系统中某个类的对象存在多种状态，不同状态下行为有差异，而且这些状态之间可以发生转换时使用状态模式；如果系统中某个类的某一行为存在多种实现方式，而且这些实现方式可以互换时使用策略模式。

10. Template Method（模板方法）

定义一个操作中的算法的骨架，而将一些步骤延迟到子类中。模板方法使得子类可以不改变一个算法的结构即可重定义该算法的某些特定步骤。

实现

我们将创建一个定义操作的 Game 抽象类，其中，模板方法设置为 final，这样它就不会被重写。Cricket 和 Football 是扩展了 Game 的实体类，它们重写了抽象类的方法。

11. Visitor（访问者）

主要将数据结构与数据操作分离。

使用一个访问者类，改变元素类的执行算法。在被访问的类里面加一个对外提供接待访问者的接口。

12. Null Object（空对象）

一个空对象取代 NULL 对象实例的检查。

在空对象模式中，我们创建一个指定各种要执行的操作的抽象类和扩展该类的实体类，还创建一个未对该类做任何实现的空对象类，该空对象类将无缝地使用在需要检查空值的地方。

public class CustomerFactory {
   
   public static final String[] names = {"Rob", "Joe", "Julie"};
 
   public static AbstractCustomer getCustomer(String name){
      for (int i = 0; i < names.length; i++) {
         if (names[i].equalsIgnoreCase(name)){
            return new RealCustomer(name);
         }
      }
      return new NullCustomer();
   }
}

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