《Java设计模式》课件

设计模式Java本课程旨在深入探讨中常见的设计模式帮助学习者提高代码设计和架构能Java,力我们将逐一学习种经典设计模式并结合实际案例进行分析和实践23,课程大纲设计模式概述设计模式分类12介绍设计模式的定义、重要性按照设计目的和功能对各种设及在软件开发中的应用计模式进行分类讨论创造型、结构型、行为设计模式案例分析34型模式结合实际项目对设计模式的运重点学习各类设计模式的特点用进行深入剖析、应用场景及实现方式什么是设计模式软件设计问题的解决方案可重复使用的设计指南不同类型的设计模式设计模式是针对软件开发中常见的设计问题设计模式提供了一套可复用的设计原则帮设计模式可以根据目的和实现方式分为创建,提供的成熟的解决方案它们是经过实践验助开发人员解决软件设计中的常见问题提型、结构型和行为型等不同分类覆盖软件,,证的设计经验的总结高代码的可复用性和可维护性设计的各个方面设计模式的分类创建型模式结构型模式行为型模式并发型模式关注对象的创建过程提供在通过组合或继承方式来组织不关注对象之间的交互和职责分解决多线程并发访问的设计问,不同情况下创建对象的最佳方同的对象从而获得新的功能配包括策略模式、模板方法题例如生产者消费者模式、,,,-式包括单例模式、工厂模式包括适配器模式、装饰模式模式、观察者模式等读写锁模式等、抽象工厂模式等、代理模式等创建型模式创建对象创建型模式关注如何创建对象提供更好的对象创建机制以提高系统的灵活性和可扩展性,,对象生成这类模式通过定义一个创建对象的接口将对象的创建延迟到子类或具体实现中,对象构建这些模式提供了一种一步一步构建复杂对象的方式使得同样的构建过程可以创建不同的表示,单例模式简单而高效线程安全单例模式是最常用且最简单的设单例模式可以确保在多线程环境计模式之一它能保证一个类只下正确创建唯一实例对象，避免有一个实例对象，实现了资源的出现线程安全问题有效利用灵活扩展单例模式的实现方式可根据需求进行灵活调整和扩展满足不同场景下的需,求工厂模式定义优点应用场景类型工厂模式是一种创建型设计模可以隔离具体类的创建提高当系统需要创建很多不同但相包括简单工厂模式、工厂方法,式用于创建类实例封装了创系统的可扩展性和灵活性关类型的对象时可以使用工模式和抽象工厂模式,,,建对象的过程厂模式抽象工厂模式定义与特点结构应用场景UML抽象工厂模式定义了一个创建一系列相关或抽象工厂模式的图包括抽象工厂、具系统需要独立于创建、组合和表示的产UML•相互依赖对象的接口而无需指定它们具体体工厂、抽象产品和具体产品等角色相互品,,的类它使系统更加独立和灵活之间有依赖关系系统需要配置多个产品系列•系统要求提供一个产品类库所有产品类•,都具有某些共同的接口建造者模式分步构建对象解耦对象创建12建造者模式允许通过分步骤构建造者模式将对象的创建过程建复杂对象每个步骤都有相应与表示分离使得同样的构建过,,的构建方法这使得构建过程程可以创建不同的表示更加灵活和可控可变化的表示3建造者模式允许使用同样的构建过程创建不同的表示因此可以灵活地变,更对象的内部表示原型模式克隆对象原型模式允许通过克隆已有对象来创建新对象而无需创建新的对象实例,定制对象可以在克隆时对对象进行定制满足不同需求,提高效率原型模式可以大幅提高对象创建的效率避免重复创建相似对象,结构型模式适配器模式装饰模式将不兼容的类接口转换为可用的接口，使得原本无法一起工作的类动态地给对象添加新的功能，在不改变对象原有结构和行为的情况可以协同作用下增强其功能代理模式外观模式为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问为子系统中的一组接口提供一个统一的高层接口，使得子系统更容易使用适配器模式作用优势应用场景适配器模式用于将一个类的接可以复用现有的类而无需修改常用于将旧系统与新系统进行口转换为客户端期望的另一种代码，提高了软件的复用性和集成和协作也可以用于将第接口允许不兼容的类一起工灵活性同时降低了系统耦合三方组件与现有系统匹配作度装饰模式灵活的设计应用广泛清晰的结构装饰模式可以动态地给对象添加新的功能装饰模式在中广泛应用如流、装饰模式有明确的结构包括抽象组件、具,Java,IO,无需修改类的结构实现了灵活的设计过滤器等可以在不修改原有类的基体组件和装饰器便于理解和实现,Servlet,,础上扩展功能代理模式隔离访问代理模式通过引入代理对象来间接访问原始对象隔离了原始对象和客户端增加了系统,,的灵活性和可扩展性控制访问代理模式可以控制对原始对象的访问增加访问的安全性和合法性,功能扩展代理模式可以在不修改原始对象的前提下为其增加额外的功能,外观模式简化复杂系统松耦合设计外观模式为复杂的子系统提供一外观类与子系统类之间的耦合度个统一的高层接口用户无需了较低增强了系统的灵活性和可,解内部详细实现即可使用扩展性代码复用外观模式将常用功能封装在外观类中提高了代码的重用性,桥接模式抽象化和实现分离可扩展性强桥接模式将抽象部分和实现部分通过桥接模式我们可以独立地变,分离开来使它们可以独立地变化更抽象部分和实现部分提高了系,,和扩展符合面向对象的设计原则统的可扩展性,动态组合桥接模式允许我们在运行时动态地选择和组合不同的抽象和实现部分增强,了系统的灵活性组合模式层次结构组合模式将单个对象和复合对象进行统一处理，形成树状的层次结构组件抽象组合模式将单个和复合对象都抽象为相同的组件接口，让客户端无需关心其内部结构一致性组合模式通过统一的组件接口，使得对单个对象和复合对象的操作保持一致性行为型模式策略模式模板方法模式观察者模式定义一系列算法并将每个算法封装起来使定义一个操作中的算法的骨架而将一些步定义对象之间的一种一对多的依赖关系以,,,,它们可以相互替换通过策略模式可以选骤延迟到子类中通过模板方法模式子类便当一个对象的状态发生改变时所有依赖,,,择算法的运行时实现可以在不改变算法结构的情况下重定义某些于它的对象都得到通知并自动更新步骤策略模式灵活性封装算法策略模式允许在运行时动态选择将不同的算法封装为独立的类使,算法这增加了系统的灵活性和得它们易于替换和复用可扩展性避免条件语句策略模式可以消除臃肿的条件语句提高代码的可读性和可维护性,模板方法模式定义优势应用场景模板方法模式定义了一个算法该模式可以提高代码的复用性经常在框架开发中使用如,的骨架并将一些步骤推迟到和灵活性使得子类可以根据的和,,Java AbstractClass子类这使得子类可以在不改自身需求重写算法的某些步骤子类可以重ConcreteClass变算法结构的情况下重新定义而不影响整体结构写特定的步骤而不需要重写,,某些步骤整个算法观察者模式定义优点观察者模式定义了对象之间的一支持广播通信被观察者可以有,对多依赖关系当一个对象的状任意数量的观察者目标和观察,;态发生改变时所有依赖于它的者之间的抽象耦合观察者获得,;对象都将得到通知更新非常方便适用场景事件触发机制、股票行情、消息推送等需要一对多的依赖关系,状态模式动态行为灵活性12状态模式允许对象在内部状态通过将状态封装在单独的状态改变时动态地改变其行为使对类中可以更灵活地添加新的状,,象能够根据当前状态切换到不态而不需要修改现有的代码,同的行为可维护性应用场景34状态模式将状态相关的行为集常见于控件的状态管理、工UI中在状态类中有利于代码的组作流程控制、对象生命周期管,织和维护理等场景备忘录模式记录状态变化核心角色应用场景备忘录模式允许对象在不违反封装的前提下发起人（）记录当前内部常见于需要撤销重做操作的地方如文本编•Originator/,保存和恢复其内部状态在需要回滚操作时状态辑器、棋类游戏等,非常实用备忘录（）保存发起人的•Memento内部状态管理者（）负责保存和恢•Caretaker复备忘录命令模式命令封装调用控制将客户请求封装为一个对象使不命令模式使应用程序的请求调用,同客户请求的内部实现方式不同得到很好的控制可以记录请求历,而相互独立史、撤销和重做等操作解耦对象将发送者和接收者完全解耦使得发送者和接收者独立于彼此,迭代器模式统一集合遍历迭代器模式提供了一种遍历集合元素的标准方式使得无需了解集合的内部结构就可以遍历其,中的元素安全遍历迭代器模式可以确保在遍历过程中不会出现并发修改的问题提供了一种安全且有序的遍历方,式解耦数据结构迭代器模式将集合的遍历逻辑与集合本身的实现分离提高了代码的灵活性和可扩展性,访问者模式定义原理优点应用场景访问者模式是一种行为型设计访问者模式将算法与数据结构扩展性好可以在不修改现有当需要对一组对象执行一些复,模式通过分离对象的数据与分离将各种不同的操作封装代码的情况下为对象添加新杂的操作并且不希望修改原,,,,行为来实现它允许在不修改到访问者对象中这样可以在的功能同时也能够避免类爆有的代码结构时就可以使用,现有代码的情况下为一组对不修改现有类的情况下为其炸保持代码结构的清晰访问者模式,,,象添加新的操作添加新的功能中介者模式协调交互灵活性增强中介者模式通过引入一个中介对中介者模式让组件彼此独立可以,象来管理各个组件之间的复杂交灵活地添加、修改或删除组件提,互降低了组件之间的耦合度高了系统的灵活性,模块化设计中介者模式鼓励模块化设计把复杂的交互逻辑集中到中介对象中使得各个,,组件更加内聚解释器模式定义组成应用解释器模式是一种行为型设计模式它定义解释器模式包括抽象表达式类、终结符表达解释器模式广泛应用于编程语言、数据库查,了一种语言的语法及其解释方式使用该模式类、非终结符表达式类、环境类等通过询语言、正则表达式等领域可以灵活地定,,,式可以构建出求值、编译或执行特定语言的这些类可以构建出特定语言的解释器制满足特定需求的解释器解释器总结设计模式的核心原则设计模式的应用场景设计模式的发展趋势设计模式的学习方法设计模式遵循原则如设计模式可广泛应用于企业软随着软件需求的不断变化设建议结合实际项目需求学习设SOLID,,单一职责、开闭原则、里氏替件、手机应用、游戏开发等各计模式也在不断发展和更新计模式并将理论与实践相结,,换等助力开发可维护、可拓种项目中提高代码的可关注可扩展性、可测试性等特合形成自己的设计模式应用,Java,,展的软件系统复用性和灵活性性能力设计模式的应用设计模式不仅在软件开发中广泛应用也在其他领域有广泛用途,在业务流程优化、系统架构设计、算法优化等场景中设计模式都,能发挥重要作用合理运用设计模式不仅可以提高代码的可维护性和可扩展性还可以增强系统的灵活性和适应性,企业在实际应用中可以根据具体需求选择合适的设计模式并结合,,自身实际情况进行优化和改进从而提高系统的整体性能和可靠性,问答环节课程结束后我们将开放问答环节让学员提出任何关于设计模式的问题,,Java这是一个很好的机会来深入探讨本课程中涉及的各种模式的应用场景、优缺点以及最佳实践讲师将耐心解答学员的提问并结合实际案例分享设计模式在,实际开发中的应用心得我们欢迎学员积极发言踊跃提出自己在实际工作中遇到的问题和困惑讲师将,根据问题的性质和深度给出专业的解答和指导帮助大家更好地理解和运用设计,模式同时也欢迎大家分享自己在应用设计模式方面的心得和技巧共同学习、,交流、进步。