24种设计模式及案例(4)

关键代码：树枝内部组合该接口，并且含有内部属性 List，里面放 Component。

标准的代码优化技巧包括：消除循环、函数代码就地扩展、公共子表达式消除、改进寄存器分配、省略运行时对数据边界的检查、循环不变量代码移动、操作符长度削减（把指数操作转变为乘法操作，把乘法操作转变为移位操作或加法操作）等。２、表达式 １）算术表达式：算术表达式是由算术运算符连接常量、变量、函数的式 子。第1篇程 途 启 步第1单元简单程序设计21.1c语言程序主框架21.1.1用伪代码描述的简单计算器程序算法21.1.2将伪代码描述的算法逐步细化为c程序21.2数据类型与数据形式31.2.1数据类型31.2.2程序中的数据形式及其引用方式41.3标识符与声明61.3.1标识符61.3.2声明61.3.3变量的声明与初始化71.4操作符81.4.1赋值操作符与赋值表达式81.4.2算术操作符与算术表达式81.4.3操作符的优先级与结合性91.5函数91.5.1函数及其应用过程101.5.2函数调用与函数返回111.5.3函数定义111.5.4局部变量121.5.5函数声明141.5.6main函数151.5.7函数库。

优点： 1、高层模块调用简单。 2、节点自由增加。

缺点：在使用组合模式时，其叶子和树枝的声明都是实现类，而不是接口，违反了依赖倒置原则。

使用场景：部分、整体场景，如树形菜单，文件、文件夹的管理。

注意事项：定义时为具体类。

享元模式（Flyweight Pattern）主要用于减少创建对象的数量，以减少内存占用和提高性能。这种类型的设计模式属于结构型模式，它提供了减少对象数量从而改善应用所需的对象结构的方式。

享元模式尝试重用现有的同类对象，如果未找到匹配的对象，则创建新对象。我们将通过创建 5 个对象来画出 20 个分布于不同位置的圆来演示这种模式。由于只有 5 种可用的颜色，所以 color 属性被用来检查现有的 Circle 对象。

意图：运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象。

主要解决：在有大量对象时，有可能会造成内存溢出，我们把其中共同的部分抽象出来，如果有相同的业务请求，直接返回在内存中已有的对象，避免重新创建。

此函数检查指定的对象或事件的状态，如果该对象处于无信号状态，则调用线程处于等待状态，此时该线程不消耗cpu时间，。地方的时候可以用享元模式，可以大幅度减少实例化的类的对象，而对象间不同的部分，可以用其他对象来表示为外部状态。单片机的 10p 引脚安排为专门检测外部供电是否正常，当外部 5v供电掉电后，单片机将立即进入掉电保护状态，而在电路中电源能量还没有完全消耗尽之前，程序也必须抢先对各个端口进行配置，以便进入低电源消耗状态。

如何解决：用唯一标识码判断，如果在内存中有，则返回这个唯一标识码所标识的对象。

关键代码：用 HashMap 存储这些对象。

应用实例： 1、JAVA 中的 String，如果有则返回，如果没有则创建一个字符串保存在字符串缓存池里面。 2、的数据池。

优点：大大减少对象的创建，降低系统的内存，使效率提高。

缺点：提高了系统的复杂度，需要分离出外部状态和内部状态，而且外部状态具有固有化的性质，不应该随着内部状态的变化而变化，否则会造成系统的混乱。

使用场景： 1、系统有大量相似对象。 2、需要缓冲池的场景。

注意事项： 1、注意划分外部状态和内部状态，否则可能会引起线程安全问题。 2、这些类必须有一个工厂对象加以控制。

在策略模式（Strategy Pattern）中，一个类的行为或其算法可以在运行时更改。这种类型的设计模式属于行为型模式。

在策略模式中，我们创建表示各种策略的对象和一个行为随着策略对象改变而改变的 context 对象。策略对象改变 context 对象的执行算法。

意图：定义一系列的算法,把它们一个个封装起来, 并且使它们可相互替换。

主要解决：在有多种算法相似的情况下，使用 if...else 所带来的复杂和难以维护。

何时使用：一个系统有许多许多类，而区分它们的只是他们直接的行为。

如何解决：将这些算法封装成一个一个的类，任意地替换。

关键代码：实现同一个接口。

应用实例： 1、诸葛亮的锦囊妙计，每一个锦囊就是一个策略。 2、旅行的出游方式，选择骑自行车、坐汽车，每一种旅行方式都是一个策略。 3、JAVA AWT 中的 LayoutManager。

优点： 1、算法可以自由切换。 2、避免使用多重条件判断。 3、扩展性良好。

缺点： 1、策略类会增多。 2、所有策略类都需要对外暴露。

使用场景： 1、如果在一个系统里面有许多类，它们之间的区别仅在于它们的行为，那么使用策略模式可以动态地让一个对象在许多行为中选择一种行为。 2、一个系统需要动态地在几种算法中选择一种。 3、如果一个对象有很多的行为，如果不用恰当的模式，这些行为就只好使用多重的条件选择语句来实现。

注意事项：如果一个系统的策略多于四个，就需要考虑使用混合模式，解决策略类膨胀的问题。

在模板模式（Template Pattern）中，一个抽象类公开定义了执行它的方法的方式/模板。它的子类可以按需要重写方法实现，但调用将以抽象类中定义的方式进行。这种类型的设计模式属于行为型模式。

意图：定义一个操作中的算法的骨架，而将一些步骤延迟到子类中。模板方法使得子类可以不改变一个算法的结构即可重定义该算法的某些特定步骤。

主要解决：一些方法通用，却在每一个子类都重新写了这一方法。

何时使用：有一些通用的方法。

如何解决：将这些通用算法抽象出来。

关键代码：在抽象类实现，其他步骤在子类实现。

作为新一代轻量级paas平台，数人云采用以docker为代表的容器技术对应用进行封装，为paas平台的运维和企业业务应用之间定义了清晰的边界，帮助客户快速构建云原生应用，实现持续集成和交付，加快应用迭代周期。 } 类厂本身是一个管理组件实例化的类. 在 xpcom 中, 类厂要实现 nsifactory 接口, 它们就象上面的代码一样要使用类厂设计模式来封装对象的构造和初始化.封装构造函数 的例子是一个简单的无状态的类厂版本, 实际的编程要复杂一些, 一般的类厂都需要保存状态. 类厂至少应该保存那些对象已经被创建了的信息. 如果类厂管理的实例被存放在一个动态联接库中, 还需要知道什么时候可以卸载这个动态联接库. 当类厂保存了这样的信息, 就可以向类厂查询一个对象是否已经被创建.另一个需要保存的信息是关于单件. 如果一个类厂已经创建了一个单件类型的类, 后续的创建该单件的函数调用将返回已经创建的对象. 尽管有更好的工具和方式来管理单件, 开发人员可能仍然需要通过这种方式来保证只有一个单件对象被创建.厂模式可以完全利用函数来做, 状态可以保存在全局变量中。作为新一代轻量级paas，数人云基于开源技术领域的最佳实践，采用以docker为代表的容器技术对应用进行封装，具有弹性扩缩，灰度发布，监控报警和日志，应用编排，持续集成等特性，可部署在公有云、私有云以及混合云之上，帮助用户在云端快速建立并稳定运行一个高性能生产环境，将应用弹性做到极致，实现一站式的微服务架构集群系统。

优点： 1、封装不变部分，扩展可变部分。 2、提取公共代码，便于维护。 3、行为由父类控制，子类实现。

缺点：每一个不同的实现都需要一个子类来实现，导致类的个数增加，使得系统更加庞大。

使用场景： 1、有多个子类共有的方法，且逻辑相同。 2、重要的、复杂的方法，可以考虑作为模板方法。

注意事项：为防止恶意操作，一般模板方法都加上 final 关键词。

七、observer，观察者模式：定义对象间一对多的依赖关系，当一个对象的状态发生改变时，所有依赖于它的对象都得到通知自动更新。状态模式允许对象在内部状态改变时改变它的行为，对象看起来好想修改了它的状态。设计箱内的工具习题解答2让你的对象知悉现况气象观测站认识观察者模式出版者+订阅者=观罕者模式五分钟短剧：观察主题定义观察者模式松耦合的威力设计气象站实现气象站使用java内建的观察者模式java.util.observable的黑暗面设计箱内的工具习题解答3装饰者模式：装饰对象4工厂模式：烘烤oo的精华5单件模式：独一无二的对象6命令模式：封装调用7适配器模式与外观模式：随遇而安8模板方法模式：封装算法9送代器与组合模式：管理良好的集合10状态模式：事物的状态11代理模式：控制对象访问12复合模式：模式中的模式13与设计模式相处：真实世界中的模式a附录a：剩下的模式...展开收缩。

七、observer，观察者模式：定义对象间一对多的依赖关系，当一个对象的状态发生改变时，所有依赖于它的对象都得到通知自动更新。其定义了一种一对多的依赖关系，让多个观察者对象同时某一个主题对象，这个主题对象在状态上发生变化时，会通知所有观察者对象，使它们能够自动更新自己。响应式编程对应的是命令式编程,命令式编程中，数据以状态的形式保存，通过命令来通知需要状态的对象来更新状态。

主要解决：一个对象状态改变给其他对象通知的问题，而且要考虑到易用和低耦合，保证高度的协作。

在软件构建过程中，我们需要为某些对象建立一种“通知依赖关系”——一个对象（目标对象）的状态发生改变，所有的依赖对象（观察者对象）都将得到通知。七、observer，观察者模式：定义对象间一对多的依赖关系，当一个对象的状态发生改变时，所有依赖于它的对象都得到通知自动更新。6)当模型状态发生改变的时候，模型会通知相应的视图，告诉视图它的状态发生了改变。

如何解决：使用面向对象技术，可以将这种依赖关系弱化。

关键代码：在抽象类里有一个 ArrayList 存放观察者们。

应用实例： 1、拍卖的时候，拍卖师观察最高标价，然后通知给其他竞价者竞价。 2、西游记里面悟空请求菩萨降服红孩儿，菩萨洒了一地水招来一个老乌龟，这个乌龟就是观察者，他观察菩萨洒水这个动作。

优点： 1、观察者和被观察者是抽象耦合的。 2、建立一套触发机制。

缺点： 1、如果一个被观察者对象有很多的直接和间接的观察者的话，将所有的观察者都通知到会花费很多时间。 2、如果在观察者和观察目标之间有循环依赖的话，观察目标会触发它们之间进行循环调用，可能导致系统崩溃。 3、观察者模式没有相应的机制让观察者知道所观察的目标对象是怎么发生变化的，而仅仅只是知道观察目标发生了变化。

使用场景：

一个抽象模型有两个方面，其中一个方面依赖于另一个方面。将这些方面封装在独立的对象中使它们可以各自独立地改变和复用。

首先来解释一下什么是直接的朋友：每个对象都会与其他对象有耦合关系，只要两个对象之间有耦合关系，我们就说这两个对象之间是朋友关系。配合物的插入配体插入到dna碱基对之间，与碱基对发生π电子堆积后，其π*空轨道与碱基的π电子轨道发生耦合，能级下降，从而导致ππ* 跃迁能减小，产生红移。减少对象之间的耦合有利于系统的复用，但是同时设计师需要使这些低耦合度的对象之间能够维持行动的协调一致，保证高度的协作。

一个对象必须通知其他对象，而并不知道这些对象是谁。

除此之外，幼儿教师可以选择几个幼儿作为观察记录对象，要重视对某些不常见事件进行观察，然后从观察的结果中针对幼儿某个动作和行为充分了解幼儿的性格特征，并对该行为做出正确的评价，以便自身制订出有效的策略促进幼儿的健康成长。在gof的《design patterns: elements of reusable object-oriented software》中给出了三类（创建型[对类的实例化过程的抽象化]、结构型[描述如何将类或对象结合在一起形成更大的结构]、行为型[对在不同的对象之间划分责任和算法的抽象化]）共23种设计模式，包括：abstract factory（抽象工厂模式），builder（建造者模式），factory method（工厂方法模式），prototype（原始模型模式），singleton（单例模式）。年轻代（young generation）：对象被创建时，内存的分配首先发生在年轻代（大对象可以直接 被创建在年老代），大部分的对象在创建后很快就不再使用，因此很快变得不可达，于是被年轻代的gc机制清理掉（ibm的研究表明，98%的对象都是很快消 亡的），这个gc机制被称为minor gc或叫young gc。

注意事项： 1、JAVA 中已经有了对观察者模式的支持类。 2、避免循环引用。 3、如果顺序执行，某一观察者错误会导致系统卡壳，一般采用异步方式。

迭代器模式（Iterator Pattern）是 Java 和 .Net 编程环境中非常常用的设计模式。这种模式用于顺序访问集合对象的元素，不需要知道集合对象的底层表示。

迭代器模式属于行为型模式。

意图：提供一种方法顺序访问一个聚合对象中各个元素, 而又无须暴露该对象的内部表示。

主要解决：不同的方式来遍历整个整合对象。

何时使用：遍历一个聚合对象。

如何解决：把在元素之间游走的责任交给迭代器，而不是聚合对象。

关键代码：定义接口：hasNext, next。

应用实例：JAVA 中的 iterator。

优点： 1、它支持以不同的方式遍历一个聚合对象。 2、迭代器简化了聚合类。 3、在同一个聚合上可以有多个遍历。 4、在迭代器模式中，增加新的聚合类和迭代器类都很方便，无须修改原有代码。

缺点：由于迭代器模式将存储数据和遍历数据的职责分离，增加新的聚合类需要对应增加新的迭代器类，类的个数成对增加，这在一定程度上增加了系统的复杂性。

使用场景： 1、访问一个聚合对象的内容而无须暴露它的内部表示。 2、需要为聚合对象提供多种遍历方式。 3、为遍历不同的聚合结构提供一个统一的接口。

迭代器模式:在对象的集合之中游走,而不暴露集合的实现.。迭代器：在对象的集合之中游走，而不暴露集合的实现。3. 迭代器 ── 在对象的集合中游走，而不暴露集合的实现。

顾名思义，责任链模式（Chain of Responsibility Pattern）为请求创建了一个接收者对象的链。这种模式给予请求的类型，对请求的发送者和接收者进行解耦。这种类型的设计模式属于行为型模式。

在这种模式中，通常每个接收者都包含对另一个接收者的引用。如果一个对象不能处理该请求，那么它会把相同的请求传给下一个接收者，依此类推。

将这些对象连成一条链，并沿着这条链传递该请求，直到有一个对象处理它为止。由于headers可以在request请求中被发送或者在response请求中被接收，并且规定了哪些参数是可写的，headers对象有一个特殊的guard属性。请求在这个链上传递，直到链上的某一个对象决定处理此请求。

主要解决：职责链上的处理者负责处理请求，客户只需要将请求发送到职责链上即可，无须关心请求的处理细节和请求的传递，所以职责链将请求的发送者和请求的处理者解耦了。

何时使用：在处理消息的时候以过滤很多道。

如何解决：拦截的类都实现统一接口。

注意：代码中的判断条件必须是while (left <= right)，否则的话判断条件不完整，比如：array[3] = {1, 3, 5}。while(条件判断){//while循环先进行条件判断，如果成立则执行循环体中的代码。当按下向下时,先判断是否已经选定了要移动的区域,如果没有选中要移动的区域则判断当前所处的区域是否为两个格高,如果是两个格高则向下移动两格,如果是一个格高则向下移动一格,接着再调用setrange()函数设置选择要移动的区域,而后调用repaint()函数刷新屏幕,否则如果已经选中了要移动的区域,就让光标向下移动一格,然后调用setmoverange()函数判断是否能够向下移动已选中的区域,如果能移动就调用repaint()函数刷新屏幕,如果不能移动就让光标向上退回到原来的位置.按下向左时情况完全类似向上的情况,按下向右时情况完全类似向下的情况,因此这里不再赘述,详细情况请参见程序的源代码。

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