一、原型模式
1、什么是原型模式
克隆
原型模式是一个创建型的模式。原型二字表明了改模式应该有一个样板实例，用户从这个样板对象中复制一个内部属性一致的对象，这个过程也就是我们称的“克隆”。被复制的实例就是我们所称的“原型”，这个原型是可定制的。原型模式多用于创建复杂的或者构造耗时的实例，因为这种情况下，复制一个已经存在的实例可使程序运行更高效。
2、原型模式应用场景
- （1）类初始化需要消化非常多的资源，这个资源包括数据、硬件资源等，通过原型拷贝避免这些消耗。
- （2）通过new产生的一个对象需要非常繁琐的数据准备或者权限，这时可以使用原型模式。
- （3）一个对象需要提供给其他对象访问，而且各个调用者可能都需要修改其值时，可以考虑使用原型模式拷贝多个对象供调用者使用，即保护性拷贝。
Spring框架中的多例就是使用原型。
3、原型模式UML类图（通用）
原型模式主要用于对象的复制，它的核心是就是类图中的原型类Prototype。Prototype类需要具备以下两个条件：
- （1）实现Cloneable接口。在java语言有一个Cloneable接口，它的作用只有一个，就是在运行时通知虚拟机可以安全地在实现了此接口的类上使用clone方法。在java虚拟机中，只有实现了这个接口的类才可以被拷贝，否则在运行时会抛出CloneNotSupportedException异常。
- （2）重写Object类中的clone方法。Java中，所有类的父类都是Object类，Object类中有一个clone方法，作用是返回对象的一个拷贝，但是其作用域protected类型的，一般的类无法调用，因此Prototype类需要将clone方法的作用域修改为public类型。
4、原型模式分类
演示实例
/*
* 书本类型，扮演的是ConcretePrototype角色，而Cloneable扮演Prototype角色
*/
public class Book implements Cloneable {
private String title;// 标题
private ArrayList<String> image = new ArrayList<String>();// 图片名列表
public Book() {
super();
}
/**
* 重写拷贝方法
*/
@Override
protected Book clone() {
try {
Book book = (Book) super.clone();//
book.image=(ArrayList<String>)this.image.clone();//深复制
return book;
} catch (CloneNotSupportedException e) {
e.printStackTrace();
}
return null;
}
public ArrayList<String> getImage() {
return image;
}
public void addImage(String img) {
this.image.add(img);
}
public String getTitle() {
return title;
}
public void setTitle(String title) {
this.title = title;
}
/**
* 打印内容
*/
public void showBook() {
System.out.println("----------------------Start----------------------");
System.out.println("title：" + title);
for (String img : image) {
System.out.println("image name:" + img);
}
System.out.println("----------------------End----------------------");
}
}
客户端代码
public class Client02 {
public static void main(String[] args) {
Book book1 = new Book();
book1.setTitle("书1");
book1.addImage("图1");
book1.showBook();
//以原型方式拷貝一份
Book book2 = book1.clone();
book2.showBook();
book2.setTitle("书2");
book2.addImage("圖2");
book2.showBook();
//再次还原打印书本
book1.showBook();
}
}
5、原型模式分为浅复制和深复制
- 浅复制 —-只是拷贝了基本类型的数据，而引用类型数据，复制后也是会发生引用，我们把这种拷贝叫做“（浅复制）浅拷贝”，换句话说，浅复制仅仅是指向被复制的内存地址，如果原地址中对象被改变了，那么浅复制出来的对象也会相应改变。
- 深复制 —-在计算机中开辟了一块新的内存地址用于存放复制的对象。
二、策略模式
1、什么是策略模式
定义了一系列的算法，并将每一个算法封装起来，而且使它们还可以相互替换。策略模式让算法独立于使用它的客户而独立变化。
2、策略模式由三种角色组成
策略模式应用场景
策略模式的用意是针对一组算法或逻辑，将每一个算法或逻辑封装到具有共同接口的独立的类中，从而使得它们之间可以相互替换。策略模式使得算法或逻辑可以在不影响到客户端的情况下发生变化。说到策略模式就不得不提及OCP(Open Closed Principle) 开闭原则，即对扩展开放，对修改关闭。策略模式的出现很好地诠释了开闭原则，有效地减少了分支语句。
3、策略模式代码
此代码通过模拟不同会员购物车打折力度不同分为三种策略，初级会员，中级会员，高级会员。
//策略模式 定义抽象方法 所有支持公共接口
abstract class Strategy {
// 算法方法
abstract void algorithmInterface();
}
class StrategyA extends Strategy {
@Override
void algorithmInterface() {
System.out.println("算法A");
}
}
class StrategyB extends Strategy {
@Override
void algorithmInterface() {
System.out.println("算法B");
}
}
class StrategyC extends Strategy {
@Override
void algorithmInterface() {
System.out.println("算法C");
}
}
// 使用上下文维护算法策略
class Context {
Strategy strategy;
public Context(Strategy strategy) {
this.strategy = strategy;
}
public void algorithmInterface() {
strategy.algorithmInterface();
}
}
class ClientTestStrategy {
public static void main(String[] args) {
Context context;
context = new Context(new StrategyA());
context.algorithmInterface();
context = new Context(new StrategyB());
context.algorithmInterface();
context = new Context(new StrategyC());
context.algorithmInterface();
}
}
三、观察者模式
1、什么是观察者模式
观察者模式（Observer），是一种行为型模型，行为型模式关注的是系统中对象之间的相互交互，解决系统在运行时对象之间的相互通信和协作，进一步明确对象的职责。相比来说，创建型模式关注对象的创建过程，结构型模式关注对象和类的组合关系。
2、模式的职责
观察者模式主要用于1对N的通知。当一个对象的状态变化时，他需要及时告知一系列对象，令他们做出相应。
实现有两种方式：
- 推：每次都会把通知以广播的方式发送给所有观察者，所有的观察者只能被动接收。
- 拉：观察者只要知道有情况即可，至于什么时候获取内容，获取什么内容，都可以自主决定。
3、模式的实现
//观察者的接口，用来存放观察者共有方法
public interface Observer {
// 观察者方法
void update(Subjecct subjecct);
}
//观察对象的父类
public class Subjecct {
//观察者的存储集合
private List<Observer> list = new ArrayList<>();
// 注册观察者方法
public void registerObserver(Observer obs) {
list.add(obs);
}
// 删除观察者方法
public void removeObserver(Observer obs) {
list.remove(obs);
this.notifyAllObserver();
}
// 通知所有的观察者更新
public void notifyAllObserver() {
for (Observer observer : list) {
observer.update(this);
}
}
}
//具体观察者对象的实现
public class RealObserver extends Subjecct {
//被观察对象的属性
private int state;
public int getState(){
return state;
}
public void setState(int state){
this.state=state;
//主题对象(目标对象)值发生改变
this.notifyAllObserver();
}
}
public class Client {
public static void main(String[] args) {
// 目标对象
RealObserver subject = new RealObserver();
// 创建多个观察者
ObserverA obs1 = new ObserverA();
ObserverA obs2 = new ObserverA();
ObserverA obs3 = new ObserverA();
// 注册到观察队列中
subject.registerObserver(obs1);
subject.registerObserver(obs2);
subject.registerObserver(obs3);
// 改变State状态
subject.setState(300);
System.out.println(obs1.getMyState());
System.out.println(obs2.getMyState());
System.out.println(obs3.getMyState());
// 改变State状态
subject.setState(400);
System.out.println(obs1.getMyState());
System.out.println(obs2.getMyState());
System.out.println(obs3.getMyState());
}
}
4、观察者模式应用场景
关联行为场景，需要注意的是，关联行为是可拆分的，而不是“组合”关系。
事件多级触发场景。
跨系统的消息交换场景，如消息队列、事件总线的处理机制。
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