代碼更優(yōu)雅！開發(fā)者不能錯(cuò)過的五種設(shè)計(jì)模式
在軟件開發(fā)中，我們常常會遇到一些常見類型的問題。
設(shè)計(jì)模式通過提供高效且經(jīng)過驗(yàn)證的方法來處理這些問題，從而幫助開發(fā)人員創(chuàng)建高效且具有適應(yīng)性的解決方案。
這些設(shè)計(jì)模式是后端開發(fā)的重要組成部分，它們?yōu)榻鉀Q問題提供了結(jié)構(gòu)化的方法，從而提高了性能。
接下來，我們簡要討論五種設(shè)計(jì)模式，這些模式在軟件開發(fā)人員中非常受歡迎。
觀察者設(shè)計(jì)模式 (Observer Design Pattern)
如果我們需要在對象之間建立一對多的關(guān)系，可以使用這種設(shè)計(jì)模式。
一個(gè)類負(fù)責(zé)跟蹤每個(gè)觀察者對象的狀態(tài)，當(dāng)檢測到變化時(shí)，通知這些觀察者對象。
這種模式可用于分布式事件處理。
它屬于行為型設(shè)計(jì)模式。
代碼示例：
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
interface Observer {
void perform(String message);
}
class FirstObserver implements Observer {
private String name;
public FirstObserver(String name) {
this.name = name;
}
public void perform(String message) {
System.out.println(name + " received update: " + message);
}
}
class SecondObserver implements Observer {
private String name;
public SecondObserver(String name) {
this.name = name;
}
public void perform(String message) {
System.out.println(name + " received update: " + message);
}
}
class Tracker {
private List<Observer> observers = new ArrayList<>();
public void addObserver(Observer observer) {
observers.add(observer);
}
public void removeObserver(Observer observer) {
observers.remove(observer);
}
public void notifyObservers(String message) {
for (Observer observer : observers) {
observer.perform(message);
}
}
}單例設(shè)計(jì)模式 (Singleton Design Pattern)
當(dāng)我們需要一個(gè)類只有一個(gè)實(shí)例時(shí)，可以使用單例設(shè)計(jì)模式。
這通常適用于數(shù)據(jù)庫管理類或緩存管理類等場景。在這些情況下，我們希望只建立一次與數(shù)據(jù)庫或緩存的連接。
代碼示例：
public class SingletonDesignPattern {
private static SingletonDesignPattern instance;
private SingletonDesignPattern() {}
public static SingletonDesignPattern getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new SingletonDesignPattern();
}
return instance;
}
}注意，上述getInstance()方法不是線程安全的。如果在多線程環(huán)境中使用，需要額外處理線程安全問題。
策略設(shè)計(jì)模式 (Strategy Design Pattern)
策略設(shè)計(jì)模式通過將算法與其上下文分離并在運(yùn)行時(shí)動態(tài)切換算法，促進(jìn)了代碼的靈活性和可維護(hù)性。
它屬于行為型設(shè)計(jì)模式。
這種模式允許我們在運(yùn)行時(shí)動態(tài)地改變算法，從而提高了代碼的可擴(kuò)展性。
工廠設(shè)計(jì)模式 (Factory Design Pattern)
如果一個(gè)類有多個(gè)子類，并且我們需要根據(jù)某些輸入選擇具體的子類，可以使用工廠設(shè)計(jì)模式。
這種模式避免了父類和子類之間的緊耦合。
它是一種創(chuàng)建型設(shè)計(jì)模式，可以定義一個(gè)接口或抽象類用于創(chuàng)建對象，但實(shí)例化的類由子類決定。
代碼示例：
interface Shape {
void draw();
}
class Circle implements Shape {
public void draw() {
System.out.println("This is a circle");
}
}
class Rectangle implements Shape {
public void draw() {
System.out.println("This is a rectangle");
}
}
class ShapeFactory {
public Shape getShape(String shapeType) {
switch(shapeType){
case "CIRCLE":
return new Circle();
case "RECTANGLE":
return new Rectangle();
default:
return null;
}
}
}構(gòu)建器設(shè)計(jì)模式 (Builder Design Pattern)
構(gòu)建器設(shè)計(jì)模式通過一步步構(gòu)建對象，保持代碼的簡潔性。它將對象的構(gòu)造過程與表示過程分離。
這種模式特別適合對象構(gòu)造過程復(fù)雜或有多種創(chuàng)建方式的情況。
我們可以通過創(chuàng)建一個(gè)靜態(tài)內(nèi)部類，并賦予其與外部類相同的屬性，來實(shí)現(xiàn)這種模式。
代碼示例：
public class Order {
private final List<Item> items;
private final String customerName;
private final Address deliveryAddress;
private Order(List<Item> items, String customerName, Address deliveryAddress) {
this.items = items;
this.customerName = customerName;
this.deliveryAddress = deliveryAddress;
}
public static class Builder {
private List<Item> items = new ArrayList<>();
private String customerName;
private Address deliveryAddress;
public Builder addItem(Item item) {
items.add(item);
return this;
}
public Builder setCustomerName(String customerName) {
this.customerName = customerName;
return this;
}
public Builder setDeliveryAddress(Address deliveryAddress) {
this.deliveryAddress = deliveryAddress;
return this;
}
public Order build() {
return new Order(items, customerName, deliveryAddress);
}
}
}注意，Order類的構(gòu)造方法被設(shè)置為私有，并且未提供任何 setter 方法。這強(qiáng)制我們使用 Builder 類，增強(qiáng)了代碼的靈活性和可維護(hù)性。
總結(jié)
以上介紹了幾種在組織中廣泛使用的設(shè)計(jì)模式。此外，還有裝飾器模式、適配器模式、外觀模式等設(shè)計(jì)模式。
掌握這些設(shè)計(jì)模式可以極大地提高軟件開發(fā)效率，幫助我們更好地管理復(fù)雜性，并編寫出靈活、可復(fù)用且干凈的代碼。
