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网站导航条和表格怎么做,番禺建设局网站,wordpress手机端图片,如何删除wordpress文件夹系列文章 关于时间复杂度o(1), o(n), o(logn), o(nlogn)的理解 关于HashMap的哈希碰撞、拉链法和key的哈希函数设计 关于JVM内存模型和堆内存模型的理解 关于代理模式的理解 关于Mysql基本概念的理解 关于软件设计模式的理解 文章目录 前言一、软件设计模式遵循的六大原则…系列文章 关于时间复杂度o(1), o(n), o(logn), o(nlogn)的理解 关于HashMap的哈希碰撞、拉链法和key的哈希函数设计 关于JVM内存模型和堆内存模型的理解 关于代理模式的理解 关于Mysql基本概念的理解 关于软件设计模式的理解 文章目录 前言一、软件设计模式遵循的六大原则二、学习软件设计模式的意义三、使用率最高的设计模式有哪几个具体使用场景举例1.单例模式Singleton2.工厂模式Factory3.观察者模式Observer4.策略模式Strategy 前言 软件设计模式Software Design Pattern是一套被反复使用的、关于代码设计经验的总结。被用来解决一些不断重复发生的问题是前辈们的代码设计经验的总结具有一定的普遍性可以反复使用。其目的是为了提高代码的可重用性、代码的可读性和代码的可靠性 一、软件设计模式遵循的六大原则 设计模式通常遵循的六大原则是 开放封闭原则Open/Closed PrincipleOCP 软件实体类、模块、函数等应该对扩展开放对修改关闭。这意味着在不修改现有代码逻辑的情况下能够通过扩展来增加新的功能。 单一职责原则Single Responsibility PrincipleSRP 一个类应该只负责一种类型的任务或职责。 里氏替换原则Liskov Substitution PrincipleLSP 子类型必须能够替换掉它们的父类型而不影响程序的正确性。 依赖倒置原则Dependency Inversion PrincipleDIP 应该依赖于接口或抽象类而不是具体的实现。 接口隔离原则Interface Segregation PrincipleISP 一个类不应该依赖它不需要的接口。 合成/聚合复用原则Composition/Aggregation Reuse PrincipleCARP 应该优先使用对象组合或聚合而不是继承来实现代码复用。 这些原则提供了指导帮助开发人员设计出灵活、可维护、可扩展和易于理解的软件系统。虽然并不是每种设计模式都严格遵循这些原则但设计模式通常是以这些原则为基础来提供解决特定问题的通用方案 二、学习软件设计模式的意义 设计模式的本质是面向对象设计原则的实际运用是对类的封装性、继承性和多态性以及类的关联关系和组合关系的充分理解。正确使用设计模式具有以下优势。 可以提高程序员的思维能力、编程能力和设计能力。可以使程序设计更加标准化、代码编制更加工程化使软件开发效率大大提高从而缩短软件的开发周期。可以使设计的代码可复用性高、可读性强、可靠性高、灵活性好、可维护性强。 三、使用率最高的设计模式有哪几个具体使用场景举例 1.单例模式Singleton 场景举例 当系统中需要确保一个类只有一个实例并提供全局访问点时通常使用单例模式。如数据库连接池、日志管理器等 代码案例 步骤 1: 创建单例类 import java.sql.Connection; import java.sql.DriverManager; import java.sql.SQLException;public class DatabaseConnection {// 数据库连接相关配置private static final String URL jdbc:mysql://localhost:3306/mydatabase;private static final String USERNAME username;private static final String PASSWORD password;// 私有静态变量保存类的唯一实例private static DatabaseConnection instance;// 数据库连接对象private Connection connection;// 私有构造函数防止外部直接创建对象private DatabaseConnection() {try {// 创建数据库连接connection DriverManager.getConnection(URL, USERNAME, PASSWORD);} catch (SQLException e) {e.printStackTrace();}}// 公有静态方法返回唯一实例public static DatabaseConnection getInstance() {if (instance null) {// 确保线程安全synchronized (DatabaseConnection.class) {if (instance null) {instance new DatabaseConnection();}}}return instance;}// 获取数据库连接对象public Connection getConnection() {return connection;} } 步骤 2: 使用单例类 import java.sql.Connection; import java.sql.PreparedStatement; import java.sql.ResultSet; import java.sql.SQLException;public class Main {public static void main(String[] args) {// 获取数据库连接Connection connection DatabaseConnection.getInstance().getConnection();// 执行数据库操作try {PreparedStatement statement connection.prepareStatement(SELECT * FROM users);ResultSet resultSet statement.executeQuery();while (resultSet.next()) {System.out.println(User ID: resultSet.getInt(id) , Name: resultSet.getString(name));}resultSet.close();statement.close();} catch (SQLException e) {e.printStackTrace();}} } 解释 单例模式的核心 私有构造函数和一个返回实例的公有静态方法。 线程安全 使用双重检查锁定确保在多线程环境下安全创建实例。 延迟初始化 实例在类被加载时不会创建在首次需要时才创建节省资源。 数据库连接池 这种方式也可以用于实现简单的数据库连接池通过控制并发访问来管理连接数提高数据库连接的效率和资源利用率。 这种实现方式在实际应用中非常有用特别是在需要频繁访问数据库的情况下可以减少连接的开销和管理成本。 2.工厂模式Factory 场景举例 当需要创建多个具有相似功能的对象时使用工厂模式可以将对象的创建逻辑封装在一个工厂类中提高代码的灵活性和可维护性。如数据库驱动管理等 代码案例 步骤 1: 创建接口 import java.sql.Connection;public interface DatabaseConnection {Connection getConnection(); } 步骤 2: 创建具体实现类 import java.sql.Connection; import java.sql.DriverManager; import java.sql.SQLException;public class MySQLConnection implements DatabaseConnection {// MySQL数据库连接相关配置private static final String URL jdbc:mysql://localhost:3306/mydatabase;private static final String USERNAME username;private static final String PASSWORD password;Overridepublic Connection getConnection() {Connection connection null;try {// 创建MySQL数据库连接connection DriverManager.getConnection(URL, USERNAME, PASSWORD);} catch (SQLException e) {e.printStackTrace();}return connection;} } import java.sql.Connection; import java.sql.DriverManager; import java.sql.SQLException;public class PostgreSQLConnection implements DatabaseConnection {// PostgreSQL数据库连接相关配置private static final String URL jdbc:postgresql://localhost:5432/mydatabase;private static final String USERNAME username;private static final String PASSWORD password;Overridepublic Connection getConnection() {Connection connection null;try {// 创建PostgreSQL数据库连接connection DriverManager.getConnection(URL, USERNAME, PASSWORD);} catch (SQLException e) {e.printStackTrace();}return connection;} }步骤 3: 创建工厂类 public class ConnectionFactory {public static DatabaseConnection getDatabaseConnection(String dbType) {if (dbType.equalsIgnoreCase(MySQL)) {return new MySQLConnection();} else if (dbType.equalsIgnoreCase(PostgreSQL)) {return new PostgreSQLConnection();}return null;} } 步骤 4: 使用工厂模式获取数据库连接 import java.sql.Connection;public class Main {public static void main(String[] args) {// 获取MySQL数据库连接DatabaseConnection mysqlConnection ConnectionFactory.getDatabaseConnection(MySQL);Connection mysqlConn mysqlConnection.getConnection();// 获取PostgreSQL数据库连接DatabaseConnection postgresConnection ConnectionFactory.getDatabaseConnection(PostgreSQL);Connection postgresConn postgresConnection.getConnection();// 使用数据库连接执行操作…} } 解释 工厂模式的核心 根据条件动态创建对象将创建逻辑封装在工厂类中客户端无需关心具体的创建细节。 可扩展性 当需要新增其他类型的数据库连接时只需在工厂类中添加相应的创建逻辑即可不需要修改客户端代码。 解耦 客户端与具体数据库连接类之间解耦通过工厂类进行统一管理降低了代码的耦合度。 工厂模式能够很好地应对数据库驱动管理场景中的需求变化使得代码更加灵活和可维护。 3.观察者模式Observer 场景举例 当一个对象的状态发生改变时需要通知其他相关对象并自动更新它们的状态时通常使用观察者模式。如消息订阅与发布系统等 代码案例 步骤 1: 创建主题接口 首先定义一个主题接口用于注册、删除和通知观察者。 public interface Subject {void registerObserver(Observer observer);void removeObserver(Observer observer);void notifyObservers(); } 步骤 2: 创建观察者接口 然后定义一个观察者接口用于接收主题的通知。 public interface Observer {void update(String message); } 步骤 3: 创建具体主题类 接下来创建具体的主题类实现主题接口并维护观察者列表以及在状态变化时通知观察者。 import java.util.ArrayList; import java.util.List;public class MessageTopic implements Subject {private ListObserver observers;private String message;public MessageTopic() {this.observers new ArrayList();}Overridepublic void registerObserver(Observer observer) {observers.add(observer);}Overridepublic void removeObserver(Observer observer) {observers.remove(observer);}Overridepublic void notifyObservers() {for (Observer observer : observers) {observer.update(message);}}public void setMessage(String message) {this.message message;notifyObservers();} } 步骤 4: 创建具体观察者类 然后创建具体的观察者类实现观察者接口并在接收到通知时执行相应的操作。 public class MessageSubscriber implements Observer {private String name;public MessageSubscriber(String name) {this.name name;}Overridepublic void update(String message) {System.out.println(name received message: message);} } 步骤 5: 使用观察者模式 最后在应用程序中使用观察者模式。 public class Main {public static void main(String[] args) {// 创建主题MessageTopic topic new MessageTopic();// 创建观察者Observer subscriber1 new MessageSubscriber(Subscriber 1);Observer subscriber2 new MessageSubscriber(Subscriber 2);// 注册观察者topic.registerObserver(subscriber1);topic.registerObserver(subscriber2);// 发布消息topic.setMessage(Hello, world!);} } 解释 主题接口 定义了注册、删除和通知观察者的方法。 观察者接口 定义了观察者需要实现的更新方法。 具体主题类 实现了主题接口维护了观察者列表并在状态变化时通知所有观察者。 具体观察者类 实现了观察者接口定义了接收通知时的具体行为。 使用观察者模式 创建主题对象创建观察者对象并注册到主题中然后发布消息。所有注册的观察者都会接收到消息通知并执行相应的操作。 观察者模式非常适用于消息订阅与发布场景可以实现松耦合的通信机制让发布者和订阅者之间的关系更加灵活。 4.策略模式Strategy 场景举例 当需要在运行时根据不同的情况选择算法或行为时使用策略模式可以将不同的算法封装成不同的策略类使得算法的变化独立于使用算法的客户。如支付系统中的支付策略等 代码案例 步骤 1: 创建支付策略接口 首先定义一个支付策略接口用于定义支付的方法。 public interface PaymentStrategy {void pay(double amount); } 步骤 2: 创建具体的支付策略类 然后创建具体的支付策略类实现支付策略接口每个具体的支付策略类代表一种支付方式例如信用卡支付、支付宝支付、微信支付等 public class CreditCardPayment implements PaymentStrategy {private String cardNumber;private String expiryDate;private String cvv;public CreditCardPayment(String cardNumber, String expiryDate, String cvv) {this.cardNumber cardNumber;this.expiryDate expiryDate;this.cvv cvv;}Overridepublic void pay(double amount) {System.out.println(Paid amount via credit card.);} }public class AlipayPayment implements PaymentStrategy {private String account;public AlipayPayment(String account) {this.account account;}Overridepublic void pay(double amount) {System.out.println(Paid amount via Alipay.);} }public class WechatPayment implements PaymentStrategy {private String account;public WechatPayment(String account) {this.account account;}Overridepublic void pay(double amount) {System.out.println(Paid amount via WeChat.);} } 步骤 3: 创建上下文类 接下来创建上下文类用于持有具体的支付策略对象并提供支付方法。 public class PaymentContext {private PaymentStrategy paymentStrategy;public PaymentContext(PaymentStrategy paymentStrategy) {this.paymentStrategy paymentStrategy;}public void setPaymentStrategy(PaymentStrategy paymentStrategy) {this.paymentStrategy paymentStrategy;}public void pay(double amount) {paymentStrategy.pay(amount);} } 步骤 4: 使用策略模式 最后在应用程序中使用策略模式进行支付。 public class Main {public static void main(String[] args) {// 创建支付上下文PaymentContext paymentContext new PaymentContext(new CreditCardPayment(1234 5678 9012 3456, ¹²⁄₂₄, 123));// 进行支付paymentContext.pay(100.0);// 切换支付方式paymentContext.setPaymentStrategy(new AlipayPayment(exampleexample.com));// 进行支付paymentContext.pay(200.0);} } 解释 支付策略接口 定义了支付的方法。 具体的支付策略类 实现了支付策略接口每个类代表一种支付方式实现了具体的支付逻辑。 支付上下文类 持有具体的支付策略对象并提供支付方法客户端通过上下文类进行支付。 使用策略模式 创建支付上下文对象根据需要设置不同的支付策略然后进行支付操作。 策略模式能够有效地解耦客户端和具体的支付策略使得支付系统更加灵活易于扩展和维护。