Note/青空笔记/Java设计模式笔记/Java设计模式(四).md

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# 设计模式(行为型)
前面我们已经学习了12种设计模式分为两类
* 创建型:关注对象创建
* 结构型:关注类和对象的结构组织
我们接着来看最后一种设计模式,也是最多的一种,行为型设计模式关注系统中对象之间的交互,研究系统在运行时对象之间的相互通信与协作,进一步明确对象的职责。
## 解释器模式
这种模式的使用场景较少,很少使用的一种设计模式,这里提一下就行。
解释器顾名思义就是对我们的语言进行解释根据不同的语义来做不同的事情比如我们在SE中学习的双栈计算器正是根据我们输入的算式去进行解析并根据不同的运算符来不断进行计算。
比如我们输入1+2*3
那么计算器就会进行解析然后根据语义优先计算2*3的结果然后在计算1+6最后得到7详细实现请参考JavaSE篇双栈计算器实现。
## 模板方法模式
模板方法模式我们之前也见到过许多,我们先来看看什么是模板方法。
有些时候,我们的业务可能需要经历很多个步骤来完成,比如我们生病了在医院看病,首先是去门诊挂号,然后等待叫号,然后是去找医生看病,确定病因后,就根据医生的处方去前台开药,最后付钱。这一整套流程看似是规规矩矩的,但是在这其中,某些步骤并不是确定的,比如医生看病这一步,由于不同的病因,可能会进行不同的处理,最后开出来的药方也会不同,所以,整套流程中,有些操作是固定的,有些操作可能需要根据具体情况而定。
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在我们的程序中也是如此,可能某些操作是固定的,我们就可以直接在类中对应方法进行编写,但是可能某些操作需要视情况而定,由不同的子类实现来决定,这时,我们就需要让这些操作由子类来延迟实现了。现在我们就需要用到模板方法模式。
我们先来写个例子:
```java
/**
* 抽象诊断方法,因为现在只知道挂号和看医生是固定模式,剩下的开处方和拿药都是不确定的
*/
public abstract class AbstractDiagnosis {
public void test(){
System.out.println("今天头好晕,不想起床,开摆,先跟公司请个假");
System.out.println("去医院看病了~");
System.out.println("1 >> 先挂号");
System.out.println("2 >> 等待叫号");
//由于现在不知道该开什么处方,所以只能先定义一下行为,然后具体由子类实现
//大致的流程先定义好就行
this.prescribe();
this.medicine(); //开药同理
}
public abstract void prescribe(); //开处方操作根据具体病症决定了
public abstract void medicine(); //拿药也是根据具体的处方去拿
}
```
现在我们定义好了抽象方法,只是将具体的流程先定义出来了,但是部分方法需要根据实现决定:
```java
/**
* 感冒相关的具体实现子类
*/
public class ColdDiagnosis extends AbstractDiagnosis{
@Override
public void prescribe() {
System.out.println("3 >> 一眼丁真,鉴定为假,你这不是感冒,纯粹是想摆烂");
}
@Override
public void medicine() {
System.out.println("4 >> 开点头孢回去吃吧");
}
}
```
这样,我们就有了一个具体的实现类,并且由于看病的逻辑已经由父类定义好了,所以子类只需要实现需要实现的部分即可,这样我们就实现了简单的模板方法模式:
```java
public static void main(String[] args) {
AbstractDiagnosis diagnosis = new ColdDiagnosis();
diagnosis.test();
}
```
![image-20220524171621919](https://tva1.sinaimg.cn/large/e6c9d24ely1h2jm4bz3mej217k06s3z7.jpg)
最后我们来看看在JUC中讲解AQS源码实现中出现的代码
```java
public final boolean release(int arg) { //AQS的锁释放操作
if (tryRelease(arg)) { //可以看到这里调用了tryRelease方法但是此方法并不是在AQS实现的而是不同的锁自行实现因为AQS也不知道你这种类型的锁到底该怎么去解锁
Node h = head;
if (h != null && h.waitStatus != 0)
unparkSuccessor(h);
return true;
}
return false;
}
protected boolean tryRelease(int arg) {
throw new UnsupportedOperationException(); //AQS中不支持需要延迟到具体的子类去实现
}
```
模板方法模式,实际上部分功能的实现是在子类完成的:
```java
protected final boolean tryRelease(int releases) {
//ReentrantLock中的AQS Sync实现类对tryRelease方法进行了具体实现
int c = getState() - releases;
if (Thread.currentThread() != getExclusiveOwnerThread())
throw new IllegalMonitorStateException();
boolean free = false;
if (c == 0) {
free = true;
setExclusiveOwnerThread(null);
}
setState(c);
return free;
}
```
是不是现在感觉,这种层层套娃的写法,好像并不是这些大佬故意为了装逼才这样写的,而是真的在遵守规范编写,让代码更易懂一些,甚至你现在再回去推一遍会发现思路非常清晰。当然,除了这里之外,还有很多框架都使用了模板方法模式来设计类结构,还请各位小伙伴自行探索。
## 责任链模式
责任链模式也非常好理解,比如我们的钉钉审批,实际上就是一条流水线一样的操作,由你发起申请,然后经过多个部门主管审批,最后才能通过,所以你的申请表相当于是在一条责任链上传递。当然除了这样的直线型责任链之外,还有环形、树形等。
![image-20220524172400365](https://tva1.sinaimg.cn/large/e6c9d24ely1h2jmca3j84j21bs08kglw.jpg)
实际上我们之前也遇到过很多种责任链比如JavaWeb中学习的Filter过滤器正是采用的责任链模式通过将请求一级一级不断向下传递来对我们所需要的请求进行过滤和处理。
![image-20220524231849889](https://tva1.sinaimg.cn/large/e6c9d24egy1h2jwlifbqfj21ci05ujrx.jpg)
这里我们就使用责任链模式来模拟一个简单的面试过程,我们面试也是一面二面三面这样走的流程,这里我们先设计一下责任链上的各个处理器:
```java
public abstract class Handler {
protected Handler successor; //这里我们就设计责任链以单链表形式存在,这里存放后继节点
public Handler connect(Handler successor){ //拼接后续节点
this.successor = successor;
return successor; //这里返回后继节点,方便我们一会链式调用
}
public void handle(){
this.doHandle(); //由不同的子类实现具体处理过程
Optional
.ofNullable(successor)
.ifPresent(Handler::handle); //责任链上如果还有后继节点,就继续向下传递
}
public abstract void doHandle(); //结合上节课学习的模板方法,交给子类实现
}
```
因为面试有很多轮,所以我们这里创建几个处理器的实现:
```java
public class FirstHandler extends Handler{ //用于一面的处理器
@Override
public void doHandle() {
System.out.println("============= 白马程序员一面 ==========");
System.out.println("1. 谈谈你对static关键字的理解");
System.out.println("2. 内部类可以调用外部的数据吗?如果是静态的呢?");
System.out.println("3. hashCode()方法是所有的类都有吗?默认返回的是什么呢?");
System.out.println("以上问题会的,可以依次打在评论区");
}
}
```
```java
public class SecondHandler extends Handler{ //二面
@Override
public void doHandle() {
System.out.println("============= 白马程序员二面 ==========");
System.out.println("1. 如果我们自己创建一个java.lang包并且编写一个String类能否实现覆盖JDK默认的");
System.out.println("2. HashMap的负载因子有什么作用变化规律是什么");
System.out.println("3. 线程池的运作机制是什么?");
System.out.println("4. ReentrantLock公平锁和非公平锁的区别是什么");
System.out.println("以上问题会的,可以依次打在评论区");
}
}
```
```java
public class ThirdHandler extends Handler{
@Override
public void doHandle() {
System.out.println("============= 白马程序员三面 ==========");
System.out.println("1. synchronized关键字了解吗如何使用底层是如何实现的");
System.out.println("2. IO和NIO的区别在哪里NIO三大核心组件");
System.out.println("3. TCP握手和挥手流程少一次握手可以吗为什么");
System.out.println("4. 操作系统中PCB是做什么的运行机制是什么");
System.out.println("以上问题会的,可以依次打在评论区");
}
}
```
这样我们就编写好了每一轮的面试流程,现在我们就可以构建一个责任链了:
```java
public static void main(String[] args) {
Handler handler = new FirstHandler(); //一面首当其冲
handler
.connect(new SecondHandler()) //继续连接二面和三面
.connect(new ThirdHandler());
handler.handle(); //开始面试
}
```
可以看到最后结果也是按照我们的责任链来进行的。
## 命令模式
大家有没有发现现在的家电都在趋向于智能化通过一个中央控制器我们就可以对家里的很多电器进行控制比如国内做的比较好的小米智能家居系列还有Apple的HomeKit等我们只需要在一个终端上进行操作就可以随便控制家里的电器。
![image-20220524235450650](https://tva1.sinaimg.cn/large/e6c9d24egy1h2jxmy55wej21g60jsjuz.jpg)
比如现在我们有很多的类,彩电、冰箱、空调、洗衣机、热水器等,既然现在我们要通过一个遥控器去控制他们,那么我们就需要将控制这些电器的指令都给设计好才行,并且还不能有太强的关联性。
所有的电器肯定需要通过蓝牙或是红外线接受遥控器发送的请求,所以所有的电器都是接收者:
```java
public interface Receiver {
void action(); //具体行为,这里就写一个算了
}
```
接着我们要控制这些电器,那么肯定需要一个指令才能控制:
```java
public abstract class Command { //指令抽象,不同的电器有指令
private final Receiver receiver;
protected Command(Receiver receiver){ //指定此命令对应的电器(接受者)
this.receiver = receiver;
}
public void execute() {
receiver.action(); //执行命令,实际上就是让接收者开始干活
}
}
```
最后我们来安排一个遥控器:
```java
public class Controller { //遥控器只需要把我们的指令发出去就行了
public static void call(Command command){
command.execute();
}
}
```
比如现在我们创建一个空调,那么它就是作为我们命令的接收者:
```java
public class AirConditioner implements Receiver{
@Override
public void action() {
System.out.println("空调已开启,呼呼呼");
}
}
```
现在我们创建一个开启空调的命令:
```java
public class OpenCommand extends Command {
public OpenCommand(AirConditioner airConditioner) {
super(airConditioner);
}
}
```
最后我们只需要通过遥控器发送出去就可以了:
```java
public static void main(String[] args) {
AirConditioner airConditioner = new AirConditioner(); //先创建一个空调
Controller.call(new OpenCommand(airConditioner)); //直接通过遥控器来发送空调开启命令
}
```
通过这种方式,遥控器这个角色并不需要知道具体会执行什么,只需要发送命令即可,遥控器和电器的关联性就不再那么强了。
## 迭代器模式
迭代器我们在JavaSE篇就已经讲解过了迭代器可以说是我们学习Java语言的基础没有迭代器集合类的遍历就成了问题正是因为有迭代器的存在我们才能更加优雅的使用foreach语法。
回顾我们之前使用迭代器的场景:
```java
public static void main(String[] args) {
List<String> list = Arrays.asList("AAA", "BBB", "CCC");
for (String s : list) { //使用foreach语法糖进行迭代依次获取每一个元素
System.out.println(s); //打印一下
}
}
```
编译之后的代码如下:
```java
public static void main(String[] args) {
List<String> list = Arrays.asList("AAA", "BBB", "CCC");
Iterator var2 = list.iterator(); //实际上这里本质是通过List生成的迭代器来遍历我们每个元素的
while(var2.hasNext()) { //判断是否还有元素可以迭代没有就false
String s = (String)var2.next(); //通过next方法得到下一个元素每调用一次迭代器会向后移动一位
System.out.println(s); //打印一下
}
}
```
可以看到当我们使用迭代器对List进行遍历时实际上就像一个指向列表头部的指针我们通过不断向后移动指针来依次获取所指向的元素
![image-20220525171535024](https://tva1.sinaimg.cn/large/e6c9d24ely1h2krpu5p8gj218m0800tp.jpg)
![image-20220525171557523](https://tva1.sinaimg.cn/large/e6c9d24ely1h2krq82x3kj21c407474t.jpg)
这里我们依照JDK提供的迭代器接口JDK已经为我们定义好了一个迭代器的具体相关操作也来设计一个迭代器
```java
public class ArrayCollection<T> { //首先设计一个简单的数组集合,一会我们就迭代此集合内的元素
private final T[] array; //底层使用一个数组来存放数据
private ArrayCollection(T[] array){ //private掉自己用
this.array = array;
}
public static <T> ArrayCollection<T> of(T[] array){ //开个静态方法直接吧数组转换成ArrayCollection其实和直接new一样但是这样写好看一点
return new ArrayCollection<>(array);
}
}
```
现在我们就可以将数据存放在此集合中了:
```java
public static void main(String[] args) {
String[] arr = new String[]{"AAA", "BBB", "CCC", "DDD"};
ArrayCollection<String> collection = ArrayCollection.of(arr);
}
```
接着我们就可以来实现迭代器接口了:
```java
public class ArrayCollection<T> implements Iterable<T>{ //实现Iterable接口表示此类是支持迭代的
...
@Override
public Iterator<T> iterator() { //需要实现iterator方法此方法会返回一个迭代器用于迭代我们集合中的元素
return new ArrayIterator();
}
public class ArrayIterator implements Iterator<T> { //这里实现一个,注意别用静态,需要使用对象中存放的数组
private int cur = 0; //这里我们通过一个指针表示当前的迭代位置
@Override
public boolean hasNext() { //判断是否还有下一个元素
return cur < array.length; //如果指针大于或等于数组最大长度,就不能再继续了
}
@Override
public T next() { //返回当前指针位置的元素并向后移动一位
return array[cur++]; //正常返回对应位置的元素,并将指针自增
}
}
}
```
接着,我们就可以对我们自己编写的一个简单集合类进行迭代了:
```java
public static void main(String[] args) {
String[] arr = new String[]{"AAA", "BBB", "CCC", "DDD"};
ArrayCollection<String> collection = ArrayCollection.of(arr);
for (String s : collection) { //可以直接使用foreach语法糖当然最后还是会变成迭代器调用
System.out.println(s);
}
}
```
最后编译出来的样子:
```java
public static void main(String[] args) {
String[] arr = new String[]{"AAA", "BBB", "CCC", "DDD"};
ArrayCollection<String> collection = ArrayCollection.of(arr);
Iterator var3 = collection.iterator(); //首先获取迭代器实际上就是调用我们实现的iterator方法
while(var3.hasNext()) {
String s = (String)var3.next(); //直接使用next()方法不断向下获取
System.out.println(s);
}
}
```
这样我们就实现了一个迭代器来遍历我们的元素。
## 中介者模式
在早期我们想要和别人进行语音聊天一般都是通过电话的方式我们通过拨打他人的电话号码来建立会话不过这样有一个问题比如我现在想要通知通知3个人某件事情那么我就得依次给三个人打电话甚至还会遇到一种情况就是我们没有某个人的电话号码但是其他人有这时还需要告知这个人并进行转告就很麻烦。
![image-20220526164233041](https://tva1.sinaimg.cn/large/e6c9d24egy1h2lwdrfpkkj21dy0ewjx9.jpg)
但是现在我们有了Facetime、有了微信我们可以同时让多个人参与到群通话中进行群聊这样我们就不需要一个一个单独进行通话或是转达了。实际上正是依靠了一个中间商给我们提供了进行群体通话的平台我们才能实现此功能而这个平台实际上就是一个中间人。又比如我们想要去外面租房但是我们怎么知道哪里有可以租的房子呢于是我们就会上各大租房APP上去找房源同样的如果我们现在有房子需要出租我们也不知道谁会想要租房子同样的我们也会把房子挂在租房APP上展示而当我们去租房时或是出租时就会有一个称为中介的人来跟我们对接实际上也是一种中介的模式。
在我们的程序中,可能也会出现很多的对象,但是这些对象之间的相互调用关系错综复杂,可能一个对象要做什么事情就得联系好几个对象:
![image-20220526174017796](https://tva1.sinaimg.cn/large/e6c9d24egy1h2ly1umglnj21fa0dswg2.jpg)
但是如果我们在这中间搞一个中间人:
![image-20220526174129303](https://tva1.sinaimg.cn/large/e6c9d24egy1h2ly3337mpj21ek0d4abk.jpg)
这样当我们要联系其他人时,一律找中介就可以了,中介存储了所有人的联系方式,这样就不会像上面一样乱成一团了。这里我们就以房产中介的例子来编写:
```java
public class Mediator { //房产中介
private final Map<String, User> userMap = new HashMap<>(); //在出售的房子需要存储一下
public void register(String address, User user){ //出售房屋的人,需要告诉中介他的房屋在哪里
userMap.put(address, user);
}
public User find(String address){ //通过此方法来看看有没有对应的房源
return userMap.get(address);
}
}
```
接着就是用户了,用户有两种角色,一种是租房,一种是出租:
```java
public class User { //用户可以是出售房屋的一方,也可以是寻找房屋的一方
String name;
String tel;
public User(String name, String tel) {
this.name = name;
this.tel = tel;
}
public User find(String address, Mediator mediator){ //找房子的话,需要一个中介和你具体想找的地方
return mediator.find(address);
}
@Override
public String toString() {
return name+" (电话:"+tel+")";
}
}
```
现在我们来测试一下:
```java
public static void main(String[] args) {
User user0 = new User("刘女士", "10086"); //出租人
User user1 = new User("李先生", "10010"); //找房人
Mediator mediator = new Mediator(); //我是黑心中介
mediator.register("成都市武侯区天府五街白马程序员", user0); //先把房子给中介挂上去
User user = user1.find("成都市武侯区天府五街下硅谷", mediator); //开始找房子
if(user == null) System.out.println("没有找到对应的房源");
user = user1.find("成都市武侯区天府五街白马程序员", mediator); //开始找房子
System.out.println(user); //成功找到对应房源
}
```
中介者模式优化了原有的复杂多对多关系,而是将其简化为一对多的关系,更容易理解一些。
## 备忘录模式
> 2021年10月1日下午河南驻马店的一名13岁女中学生因和同学发生不愉快喝下半瓶百草枯。
>
> 10月5日抢救四天情况恶化家属泣不成声称“肺部一个小时一变”。
>
> 10月6日下午据武警河南省总队医院消息“目前女孩仍在医院救治。”
喝下百草枯,会给你后悔的时间,但是不会给你后悔的机会(百草枯含有剧毒物质,会直接导致肺部纤维化,这是不可逆的,一般死亡过程在一周左右,即使家里花了再多的钱,接受了再多的治疗,也无法逆转这一过程)相信如果再给这位小女孩一次机会,回到拿起百草枯的那一刻,一定不会再冲动地喝下了吧。
![image-20220527123444026](https://tva1.sinaimg.cn/large/e6c9d24egy1h2muu9cw13j20pq07y0u1.jpg)
备忘录模式,就为我们的软件提供了一个可回溯的时间节点,可能我们程序在运行过程中某一步出现了错误,这时我们就可以回到之前的某个被保存的节点上重新来过(就像艾克的大招),我们平时编辑文本的时候,当我们编辑出现错误时,就需要撤回,而我们只需要按下`Ctrl+Z`就可以回到上一步,这样就大大方便了我们的文本编辑。
其实备忘录模式也可以应用到我们的程序中,如果你学习过安卓开发,安卓程序在很多情况下都会重新加载`Activity`,实际上安卓中`Activity`的`onSaveInstanceState`和`onRestoreInstanceState`就是用到了备忘录模式,分别用于保存和恢复,这样就算重新加载也可以恢复到之前的状态。
这里我们就模拟一下对象的状态保存:
```java
public class Student {
private String currentWork; //当前正在做的事情
private int percentage; //当前的工作完成百分比
public void work(String currentWork) {
this.currentWork = currentWork;
this.percentage = new Random().nextInt(100);
}
@Override
public String toString() {
return "我现在正在做:"+currentWork+" (进度:"+percentage+"%)";
}
}
```
接着我们需要保存它在某一时刻的状态,我们来编写一个状态保存类:
```java
public class State {
final String currentWork;
final int percentage;
State(String currentWork, int percentage) { //仅开放给同一个包下的Student类使用
this.currentWork = currentWork;
this.percentage = percentage;
}
}
```
接着我们来将状态的保存和恢复操作都实现一下:
```java
public class Student {
...
public State save(){
return new State(currentWork, percentage);
}
public void restore(State state){
this.currentWork = state.currentWork;
this.percentage = state.percentage;
}
...
}
```
现在我们来测试一下吧:
```java
public static void main(String[] args) {
Student student = new Student();
student.work("学Java"); //开始学Java
System.out.println(student);
State savedState = student.save(); //保存一下当前的状态
student.work("打电动"); //刚打开B站播放视频学一半开始摆烂了
System.out.println(student);
student.restore(savedState); //两级反转!回到上一个保存的状态
System.out.println(student); //回到学Java的状态
}
```
可以看到虽然在学习Java的过程中中途摆烂了但是我们可以时光倒流回到还没开始摆烂的时候继续学习Java
![image-20220527163947219](https://tva1.sinaimg.cn/large/e6c9d24egy1h2n1x785gtj20x803m74l.jpg)
不过备忘录模式为了去保存对象的状态,会占用大量的资源,尤其是那种属性很多的对象,我们需要合理的使用才能保证程序稳定运行。
## 观察者模式
牵一发而动全身,一幅有序摆放的多米诺骨牌,在我们推到第一个骨牌时,后面的骨牌会不断地被上一个骨牌推倒:
![image-20220527164444210](https://tva1.sinaimg.cn/large/e6c9d24egy1h2n22ctg4rj20ym0cgact.jpg)
在Java中一个对象的状态发生改变可能就会影响到其他的对象与之相关的对象可能也会联动的进行改变。还有我们之前遇到过的监听器机制当具体的事件触发时我们在一开始创建的监听器就可以执行相关的逻辑。我们可以使用观察者模式来实现这样的功能当对象发生改变时观察者能够立即观察到并进行一些联动操作我们先定义一个观察者接口
```java
public interface Observer { //观察者接口
void update(); //当对象有更新时,会回调此方法
}
```
接着我们来写一个支持观察者的实体类:
```java
public class Subject {
private final Set<Observer> observerSet = new HashSet<>();
public void observe(Observer observer) { //添加观察者
observerSet.add(observer);
}
public void modify() { //模拟对象进行修改
observerSet.forEach(Observer::update); //当对象发生修改时,会通知所有的观察者,并进行方法回调
}
}
```
接着我们就可以测试一下了:
```java
public static void main(String[] args) {
Subject subject = new Subject();
subject.observe(() -> System.out.println("我是一号观察者!"));
subject.observe(() -> System.out.println("我是二号观察者!"));
subject.modify();
}
```
这样我们就简单实现了一下观察者模式当然JDK也为我们提供了实现观察者模式相关的接口
```java
import java.util.Observable; //java.util包下提供的观察者抽象类
public class Subject extends Observable { //继承此抽象类表示支持观察者
public void modify(){
System.out.println("对对象进行修改!");
this.setChanged(); //当对对象修改后需要setChanged来设定为已修改状态
this.notifyObservers(new Date()); //使用notifyObservers方法来通知所有的观察者
//注意只有已修改状态下通知观察者才会有效,并且可以给观察者传递参数,这里传递了一个时间对象
}
}
```
我们来测试一下吧:
```java
public static void main(String[] args) {
Subject subject = new Subject();
subject.addObserver((o, arg) -> System.out.println("监听到变化,并得到参数:"+arg));
//注意这里的Observer是java.util包下提供的
subject.modify(); //进行修改操作
}
```
## 状态模式
在标准大气压下水在0度时会结冰变成固态在0-100度之间时会呈现液态100度以上会变成气态水这种物质在不同的温度下呈现出不同的状态而我们的对象可能也会像这样存在很多种状态甚至在不同的状态下会有不同的行为我们就可以通过状态模式来实现。
![image-20220527215236172](https://tva1.sinaimg.cn/large/e6c9d24egy1h2nayq0qf7j21780comxv.jpg)
我们来设计一个学生类,然后学生的学习方法会根据状态不同而发生改变,我们先设计一个状态枚举:
```java
public enum State { //状态直接使用枚举定义
NORMAL, LAZY
}
```
接着我们来编写一个学生类:
```java
public class Student {
public class Student {
private State state; //使用一个成员来存储状态
public void setState(State state) {
this.state = state;
}
public void study(){
switch (state) { //根据不同的状态,学习方法会有不同的结果
case LAZY:
System.out.println("只要我不努力,老板就别想过上想要的生活,开摆!");
break;
case NORMAL:
System.out.println("拼搏百天,我要上清华大学!");
break;
}
}
}
```
我们来看看,在不同的状态下,是否学习会出现不同的效果:
```java
public static void main(String[] args) {
Student student = new Student();
student.setState(State.NORMAL); //先正常模式
student.study();
student.setState(State.LAZY); //开启摆烂模式
student.study();
}
```
状态模式更加强调当前的对象所处的状态,我们需要根据对象不同的状态决定其他的处理逻辑。
## 策略模式
对面卡兹克打野被开了,我们是去打小龙还是打大龙呢?这就要看我们团队这一局的打法策略了。
![image-20220527222552772](https://tva1.sinaimg.cn/large/e6c9d24egy1h2nbxb021mj20ww0aotb1.jpg)
我们可以为对象设定一种策略,这样对象之后的行为就会按照我们在一开始指定的策略而决定了,看起来和前面的状态模式很像,但是,它与状态模式的区别在于,这种转换是“主动”的,是由我们去指定,而状态模式,可能是在运行过程中自动切换的。
其实策略模式我们之前也遇到过,比如线程池的拒绝策略:
```java
public static void main(String[] args) {
ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(1, 1, 10,
TimeUnit.SECONDS, new SynchronousQueue<>(), //这里不给排队
new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy()); //当线程池无法再继续创建新任务时,我们可以自由决定使用什么拒绝策略
Runnable runnable = () -> {
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(60);
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
};
executor.execute(runnable); //连续提交两次任务,肯定塞不下,这时就得走拒绝了
executor.execute(runnable);
}
```
可以看到我们如果使用AbortPolicy那么就是直接抛出异常
![image-20220527223231753](https://tva1.sinaimg.cn/large/e6c9d24egy1h2nc480yhjj21ga034aap.jpg)
我们也可以使用其他的策略:
```java
public static void main(String[] args) {
ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(1, 1, 10,
TimeUnit.SECONDS, new SynchronousQueue<>(),
new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy()); //使用DiscardOldestPolicy策略从队列中丢弃
```
这种策略就会从等待队列中踢出一个之前的,不过我们这里的等待队列是没有容量的那种,所以会直接炸掉:
![image-20220527223510016](https://tva1.sinaimg.cn/large/e6c9d24egy1h2nc6ypzsnj21200220sw.jpg)
至于具体原因可以回去看看JUC篇视频教程。
再比如我们现在有一个排序类,但是根据不同的策略,会使用不同的排序方案:
```java
public interface Strategy { //策略接口,不同的策略实现也不同
Strategy SINGLE = Arrays::sort; //单线程排序方案
Strategy PARALLEL = Arrays::parallelSort; //并行排序方案
void sort(int[] array);
}
```
现在我们编写一个排序类:
```java
public class Sorter {
private Strategy strategy; //策略
public void setStrategy(Strategy strategy) {
this.strategy = strategy;
}
public void sort(int[] array){
strategy.sort(array);
}
}
```
现在我们就可以指定不同的策略进行排序了:
```java
public static void main(String[] args) {
Sorter sorter = new Sorter();
sorter.setStrategy(Strategy.PARALLEL); //指定为并行排序方案
sorter.sort(new int[]{9, 2, 4, 5, 1, 0, 3, 7});
}
```
## 访问者模式
公园中存在多个景点,也存在多个游客,不同的游客对同一个景点的评价可能不同;医院医生开的处方单中包含多种药元素,査看它的划价员和药房工作人员对它的处理方式也不同,划价员根据处方单上面的药品名和数量进行划价,药房工作人员根据处方单的内容进行抓药,相对于处方单来说,划价员和药房工作人员就是它的访问者,不过访问者的访问方式可能会不同。
![image-20220527231226552](https://tva1.sinaimg.cn/large/e6c9d24egy1h2nd9r7qzlj219u0dk432.jpg)
在我们的Java程序中也可能会出现这种情况我们就可以通过访问者模式来进行设计。
比如我们日以继夜地努力,终于在某某比赛赢得了冠军,而不同的人对于这分荣誉,却有着不同的反应:
```java
public class Prize { //奖
String name; //比赛名称
String level; //等级
public Prize(String name, String level) {
this.name = name;
this.level = level;
}
public String getName() {
return name;
}
public String getLevel() {
return level;
}
}
```
我们首先定义一个访问者接口:
```java
public interface Visitor {
void visit(Prize prize); //visit方法来访问我们的奖项
}
```
然后就是访问者相关的实现了:
```java
public class Teacher implements Visitor { //指导老师作为一个访问者
@Override
public void visit(Prize prize) { //它只关心你得了什么奖以及是几等奖,这也关乎老师的荣誉
System.out.println("你得奖是什么奖?"+prize.name);
System.out.println("你得了几等奖?"+prize.level);
}
}
```
```java
public class Boss implements Visitor{ //你的公司老板作为一个访问者
@Override
public void visit(Prize prize) { //你的老板只关心这些能不能为公司带来什么效益,奖本身并不重要
System.out.println("你的奖项大么,能够为公司带来什么效益么?");
System.out.println("还不如老老实实加班给我多干干,别去搞这些没用的");
}
}
```
```java
public class Classmate implements Visitor{ //你的同学也可以作为一个访问者
@Override
public void visit(Prize prize) { //你的同学也关心你得了什么奖,不过是因为你是他的奖学金竞争对手,他其实并不希望你得奖
System.out.println("你得了"+prize.name+"奖啊,还可以");
System.out.println("不过这个奖没什么含金量,下次别去了");
}
}
```
```java
public class Family implements Visitor{ //你的家人也可以是一个访问者
@Override
public void visit(Prize prize) { //你的家人并不是最关心你得了什么奖,而是先关心你自己然后才是奖项,他们才是真正希望你好的人。这个世界很残酷,可能你会被欺负得遍体鳞伤,可能你会觉得活着如此艰难,但是你的背后至少还有爱你的人,为了他们,怎能就此驻足。
System.out.println("孩子,辛苦了,有没有好好照顾自己啊");
System.out.println("你得了什么奖啊?"+prize.name+",很不错,要继续加油啊!");
}
}
```
可以看到,这里我们就设计了四种访问者,但是不同的访问者对于某一件事务的处理可能会不同。访问者模式把数据结构和作用于结构上的操作解耦,使得操作集合可相对自由地演化,我们上面就是将奖项本身的属性和对于奖项的不同操作进行了分离。