Witam wszystkich. W moim poprzednim artykule pokrótce opisałem każdy wzór. W tym artykule postaram się szczegółowo pokazać, jak korzystać z wzorców.
Twórczy
Singel
Opis: ogranicza tworzenie klasy do pojedynczej instancji i zapewnia dostęp do tej pojedynczej instancji. Konstruktor klasy jest prywatny. MetodagetInstance()
tworzy tylko jedną instancję klasy. Realizacja:
class Singleton {
private static Singleton instance = null;
private Singleton() {}
public static Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
public void setUp() {
System.out.println("setUp");
}
}
public class SingletonTest { // Test
public static void main(String[] args){
Singleton singelton = Singleton.getInstance();
singelton.setUp();
}
}
Fabryka
Opis: Używane, gdy mamy nadklasę z wieloma podklasami i musimy zwrócić podklasę na podstawie danych wejściowych. Klasa nie wie, jaki typ obiektu powinna utworzyć. Obiekty są tworzone na podstawie danych wejściowych. Realizacja:
class Factory {
public OS getCurrentOS(String inputOS) {
OS os = null;
if (inputOS.equals("windows")) {
os = new windowsOS();
} else if (inputOS.equals("linux")) {
os = new linuxOS();
} else if (inputOS.equals("mac")) {
os = new macOS();
}
return os;
}
}
interface OS {
void getOS();
}
class windowsOS implements OS {
public void getOS () {
System.out.println("uses Windows");
}
}
class linuxOS implements OS {
public void getOS () {
System.out.println("uses Linux");
}
}
class macOS implements OS {
public void getOS () {
System.out.println("uses macOS");
}
}
public class FactoryTest { // Test
public static void main(String[] args){
String osName = "linux";
Factory factory = new Factory();
OS os = factory.getCurrentOS(osName);
os.getOS();
}
}
abstrakcyjna fabryka
Opis: Umożliwia wybranie określonej implementacji fabryki z rodziny możliwych fabryk. Tworzy rodzinę powiązanych obiektów. Łatwy do rozbudowy. Realizacja:
interface Lada {
long getLadaPrice();
}
interface Ferrari {
long getFerrariPrice();
}
interface Porshe {
long getPorshePrice();
}
interface InteAbsFactory {
Lada getLada();
Ferrari getFerrari();
Porshe getPorshe();
}
class UaLadaImpl implements Lada { // First
public long getLadaPrice() {
return 1000;
}
}
class UaFerrariImpl implements Ferrari {
public long getFerrariPrice() {
return 3000;
}
}
class UaPorsheImpl implements Porshe {
public long getPorshePrice() {
return 2000;
}
}
class UaCarPriceAbsFactory implements InteAbsFactory {
public Lada getLada() {
return new UaLadaImpl();
}
public Ferrari getFerrari() {
return new UaFerrariImpl();
}
public Porshe getPorshe() {
return new UaPorsheImpl();
}
} // First
class RuLadaImpl implements Lada { // Second
public long getLadaPrice() {
return 10000;
}
}
class RuFerrariImpl implements Ferrari {
public long getFerrariPrice() {
return 30000;
}
}
class RuPorsheImpl implements Porshe {
public long getPorshePrice() {
return 20000;
}
}
class RuCarPriceAbsFactory implements InteAbsFactory {
public Lada getLada() {
return new RuLadaImpl();
}
public Ferrari getFerrari() {
return new RuFerrariImpl();
}
public Porshe getPorshe() {
return new RuPorsheImpl();
}
} // Second
public class AbstractFactoryTest { // Test
public static void main(String[] args) {
String country = "UA";
InteAbsFactory ifactory = null;
if(country.equals("UA")) {
ifactory = new UaCarPriceAbsFactory();
} else if(country.equals("RU")) {
ifactory = new RuCarPriceAbsFactory();
}
Lada lada = ifactory.getLada();
System.out.println(lada.getLadaPrice());
}
}
Budowniczy
Opis: Służy do tworzenia złożonego obiektu przy użyciu prostych obiektów. Stopniowo tworzy duży obiekt z małego, prostego obiektu. Umożliwia zmianę wewnętrznej reprezentacji produktu końcowego. Realizacja:
class Car {
public void buildBase() {
print("Building the base");
}
public void buildWheels() {
print("Installing wheels");
}
public void buildEngine(Engine engine) {
print("Installing engine: " + engine.getEngineType());
}
private void print(String msg){
System.out.println(msg);
}
}
interface Engine {
String getEngineType();
}
class EngineOne implements Engine {
public String getEngineType() {
return "First engine";
}
}
class EngineTwo implements Engine {
public String getEngineType() {
return "Second engine";
}
}
abstract class Builder {
protected Car car;
public abstract Car buildCar();
}
class OneBuilderImpl extends Builder {
public OneBuilderImpl(){
car = new Car();
}
public Car buildCar() {
car.buildBase();
car.buildWheels();
Engine engine = new EngineOne();
car.buildEngine(engine);
return car;
}
}
class TwoBuilderImpl extends Builder {
public TwoBuilderImpl(){
car = new Car();
}
public Car buildCar() {
car.buildBase();
car.buildWheels();
Engine engine = new EngineOne();
car.buildEngine(engine);
car.buildWheels();
engine = new EngineTwo();
car.buildEngine(engine);
return car;
}
}
class Build {
private Builder builder;
public Build(int i){
if(i == 1) {
builder = new OneBuilderImpl();
} else if(i == 2) {
builder = new TwoBuilderImpl();
}
}
public Car buildCar(){
return builder.buildCar();
}
}
public class BuilderTest { // Test
public static void main(String[] args) {
Build build = new Build(1);
build.buildCar();
}
}
Prototyp
Opis: pomaga zwiększyć wydajność podczas tworzenia zduplikowanych obiektów; zamiast tworzyć nowy obiekt, tworzy i zwraca klon istniejącego obiektu. Klonuje istniejący obiekt. Realizacja:
interface Copyable {
Copyable copy();
}
class ComplicatedObject implements Copyable {
private Type type;
public enum Type {
ONE, TWO
}
public ComplicatedObject copy() {
ComplicatedObject complicatedObject = new ComplicatedObject();
return complicatedObject;
}
public void setType(Type type) {
this.type = type;
}
}
public class PrototypeTest { // Test
public static void main(String[] args) {
ComplicatedObject prototype = new ComplicatedObject();
ComplicatedObject clone = prototype.copy();
clone.setType(ComplicatedObject.Type.ONE);
}
}
Strukturalny
Adapter
Opis: Możemy użyć wzorca adaptera do połączenia dwóch niekompatybilnych interfejsów. Działa jako konwerter między dwoma niekompatybilnymi obiektami. Realizacja:
class PBank {
private int balance;
public PBank() { balance = 100; }
public void getBalance() {
System.out.println("PBank balance = " + balance);
}
}
class ABank {
private int balance;
public ABank() { balance = 200; }
public void getBalance() {
System.out.println("ABank balance = " + balance);
}
}
class PBankAdapter extends PBank {
private ABank abank;
public PBankAdapter(ABank abank) {
this.abank = abank;
}
public void getBalance() {
abank.getBalance();
}
}
public class AdapterTest { // Test
public static void main(String[] args) {
PBank pbank = new PBank();
pbank.getBalance();
PBankAdapter abank = new PBankAdapter(new ABank());
abank.getBalance();
}
}
Złożony
Opis: Grupuje kilka obiektów w strukturę drzewa przy użyciu jednej klasy. Umożliwia pracę z wieloma klasami za pośrednictwem jednego obiektu. Realizacja:
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
interface Car {
void draw(String color);
}
class SportsCar implements Car {
public void draw(String color) {
System.out.println("SportsCar color: " + color);
}
}
class UnknownCar implements Car {
public void draw(String color) {
System.out.println("UnknownCar color: " + color);
}
}
class Drawing implements Car {
private List<Car> cars = new ArrayList<Car>();
public void draw(String color) {
for(Car car : cars) {
car.draw(color);
}
}
public void add(Car s){
this.cars.add(s);
}
public void clear(){
System.out.println();
this.cars.clear();
}
}
public class CompositeTest { // Test
public static void main(String[] args) {
Car sportsCar = new SportsCar();
Car unknownCar = new UnknownCar();
Drawing drawing = new Drawing();
drawing.add(sportsCar);
drawing.add(unknownCar);
drawing.draw("green");
drawing.clear();
drawing.add(sportsCar);
drawing.add(unknownCar);
drawing.draw("white");
}
}
Pełnomocnik
Opis: Reprezentuje obiekty, które mogą kontrolować inne obiekty przez przechwytywanie ich wywołań metod. Możesz przechwycić wywołanie metody oryginalnego obiektu. Realizacja:
interface Image {
void display();
}
class RealImage implements Image {
private String file;
public RealImage(String file){
this.file = file;
load(file);
}
private void load(String file){
System.out.println("Loading " + file);
}
public void display() {
System.out.println("Displaying " + file);
}
}
class ProxyImage implements Image {
private String file;
private RealImage image;
public ProxyImage(String file){
this.file = file;
}
public void display() {
if(image == null){
image = new RealImage(file);
}
image.display();
}
}
public class ProxyTest { // Test
public static void main(String[] args) {
Image image = new ProxyImage("test.jpg");
image.display();
image.display();
}
}
Waga lotna
Opis: Ponownie wykorzystuje obiekty zamiast tworzyć dużą liczbę podobnych obiektów. Oszczędza pamięć. Realizacja:
class Flyweight {
private int row;
public Flyweight(int row) {
this.row = row;
System.out.println("ctor: " + this.row);
}
void report(int col) {
System.out.print(" " + row + col);
}
}
class Factory {
private Flyweight[] pool;
public Factory(int maxRows) {
pool = new Flyweight[maxRows];
}
public Flyweight getFlyweight(int row) {
if (pool[row] == null) {
pool[row] = new Flyweight(row);
}
return pool[row];
}
}
public class FlyweightTest { // Test
public static void main(String[] args) {
int rows = 5;
Factory theFactory = new Factory(rows);
for (int i = 0; i < rows; i++) {
for (int j = 0; j < rows; j++) {
theFactory.getFlyweight(i).report(j);
}
System.out.println();
}
}
}
Fasada
Opis: Ukrywa złożony system klas, dodając wszystkie wywołania do jednego obiektu. Umieszcza wywołania metod kilku złożonych obiektów w jednym obiekcie. Realizacja:
interface Car {
void start();
void stop();
}
class Key implements Car {
public void start() {
System.out.println("Insert keys");
}
public void stop() {
System.out.println("Remove keys");
}
}
class Engine implements Car {
public void start() {
System.out.println("Start engine");
}
public void stop() {
System.out.println ("Stop engine");
}
}
class Facade {
private Key key;
private Engine engine;
public Facade() {
key = new Key();
engine = new Engine();
}
public void startCar() {
key.start();
engine.start();
}
public void stoptCar() {
key.stop();
engine.stop();
}
}
public class FacadeTest { // Test
public static void main(String[] args) {
Facade facade = new Facade();
facade.startCar();
System.out.println();
facade.stoptCar();
}
}
Most
Opis: Oddziela implementację od abstrakcji, umożliwiając zmianę każdej z nich niezależnie od drugiej. Uniezależnia określone klasy od klas implementujących interfejs. Realizacja:
interface Engine {
void setEngine();
}
abstract class Car {
protected Engine engine;
public Car(Engine engine){
this.engine = engine;
}
abstract public void setEngine();
}
class SportsCar extends Car {
public SportsCar(Engine engine) {
super(engine);
}
public void setEngine() {
System.out.print("SportsCar engine: ");
engine.setEngine();
}
}
class UnknownCar extends Car {
public UnknownCar(Engine engine) {
super(engine);
}
public void setEngine() {
System.out.print("UnknownCar engine: ");
engine.setEngine();
}
}
class PerformanceEngine implements Engine {
public void setEngine(){
System.out.println("sport");
}
}
class UnknownEngine implements Engine {
public void setEngine(){
System.out.println("unknown");
}
}
public class BridgeTest { // Test
public static void main(String[] args) {
Car sportsCar = new SportsCar(new PerformanceEngine());
sportsCar.setEngine();
System.out.println();
Car unknownCar = new UnknownCar(new UnknownEngine());
unknownCar.setEngine();
}
}
Dekorator
Opis: Dodaje nową funkcjonalność do istniejącego obiektu bez powiązania z jego strukturą. Realizacja:
interface Car {
void draw();
}
class SportsCar implements Car {
public void draw() {
System.out.println("SportsCar");
}
}
class UnknownCar implements Car {
public void draw() {
System.out.println("UnknownCar");
}
}
abstract class CarDecorator implements Car {
protected Car decorated;
public CarDecorator(Car decorated){
this.decorated = decorated;
}
public void draw(){
decorated.draw();
}
}
class BlueCarDecorator extends CarDecorator {
public BlueCarDecorator(Car decorated) {
super(decorated);
}
public void draw() {
decorated.draw();
setColor();
}
private void setColor(){
System.out.println("Color: red");
}
}
public class DecoratorTest { // Test
public static void main(String[] args) {
Car sportsCar = new SportsCar();
Car blueUnknownCar = new BlueCarDecorator(new UnknownCar());
sportsCar.draw();
System.out.println();
blueUnknownCar.draw();
}
}
behawioralne
Metoda szablonowa
Opis: umożliwia zdefiniowanie podstawowego algorytmu i umożliwia potomkom zastąpienie niektórych kroków algorytmu bez zmiany jego ogólnej struktury. Realizacja:
abstract class Car {
abstract void startEngine();
abstract void stopEngine();
public final void start(){
startEngine();
stopEngine();
}
}
class CarOne extends Car {
public void startEngine() {
System.out.println("Start engine.");
}
public void stopEngine() {
System.out.println("Stop engine.");
}
}
class CarTwo extends Car {
public void startEngine() {
System.out.println("Start engine.");
}
public void stopEngine() {
System.out.println("Stop engine.");
}
}
public class TemplateTest { // Test
public static void main(String[] args) {
Car car1 = new CarOne();
car1.start();
System.out.println();
Car car2 = new CarTwo();
car2.start();
}
}
Mediator
Opis: udostępnia klasę pośredniczącą, która obsługuje całą komunikację między różnymi klasami. Realizacja:
class Mediator {
public static void sendMessage(User user, String msg){
System.out.println(user.getName() + ": " + msg);
}
}
class User {
private String name;
public User(String name){
this.name = name;
}
public String getName() {
return name;
}
public void sendMessage(String msg){
Mediator.sendMessage(this, msg);
}
}
public class MediatorTest { // Test
public static void main(String[] args) {
User user1 = new User("user1");
User user2 = new User("user2");
user1.sendMessage("message1");
user2.sendMessage("message2");
}
}
Łańcuch odpowiedzialności
Opis: Pozwala uniknąć ścisłej zależności między nadawcą a odbiorcą żądania; ponadto żądanie może być przetwarzane przez kilka obiektów. Realizacja:
interface Payment {
void setNext(Payment payment);
void pay();
}
class VisaPayment implements Payment {
private Payment payment;
public void setNext(Payment payment) {
this.payment = payment;
}
public void pay() {
System.out.println("Visa Payment");
}
}
class PayPalPayment implements Payment {
private Payment payment;
public void setNext(Payment payment) {
this.payment = payment;
}
public void pay() {
System.out.println("PayPal Payment");
}
}
public class ChainofResponsibilityTest { // Test
public static void main(String[] args) {
Payment visaPayment = new VisaPayment();
Payment payPalPayment = new PayPalPayment();
visaPayment.setNext(payPalPayment);
visaPayment.pay();
}
}
Obserwator
Opis: Pozwala jednemu obiektowi obserwować, co dzieje się w innych obiektach. Realizacja:
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
interface Observer {
void event(List<String> strings);
}
class University {
private List<Observer> observers = new ArrayList<Observer>();
private List<String> students = new ArrayList<String>();
public void addStudent(String name) {
students.add(name);
notifyObservers();
}
public void removeStudent(String name) {
students.remove(name);
notifyObservers();
}
public void addObserver(Observer observer){
observers.add(observer);
}
public void removeObserver(Observer observer) {
observers.remove(observer);
}
public void notifyObservers(){
for (Observer observer : observers) {
observer.event(students);
}
}
}
class Director implements Observer {
public void event(List<String> strings) {
System.out.println("The list of students has changed: " + strings);
}
}
public class ObserverTest { // Test
public static void main(String[] args) {
University university = new University();
Director director = new Director();
university.addStudent("Oscar");
university.addObserver(director);
university.addStudent("Anna");
university.removeStudent("Oscar");
}
}
Strategia
Opis: Definiuje zestaw algorytmów i umożliwia im interakcję. Pozwala na zmianę strategii (algorytmów) w czasie wykonywania. Realizacja:
interface Strategy {
void download(String file);
}
class WindowsDownloadStrategy implements Strategy {
public void download(String file) {
System.out.println("windows download: " + file);
}
}
class LinuxDownloadStrategy implements Strategy {
public void download(String file) {
System.out.println("linux download: " + file);
}
}
class Context {
private Strategy strategy;
public Context(Strategy strategy){
this.strategy = strategy;
}
public void download(String file){
strategy.download(file);
}
}
public class StrategyTest { // Test
public static void main(String[] args) {
Context context = new Context(new WindowsDownloadStrategy());
context.download("file.txt");
context = new Context(new LinuxDownloadStrategy());
context.download("file.txt");
}
}
Komenda
Opis: Umożliwia enkapsulację różnych operacji w poszczególnych obiektach. Realizacja:
interface Command {
void execute();
}
class Car {
public void startEngine() {
System.out.println("Start engine");
}
public void stopEngine() {
System.out.println ("Stop engine");
}
}
class StartCar implements Command {
Car car;
public StartCar(Car car) {
this.car = car;
}
public void execute() {
car.startEngine();
}
}
class StopCar implements Command {
Car car;
public StopCar(Car car) {
this.car = car;
}
public void execute() {
car.stopEngine();
}
}
class CarInvoker {
public Command command;
public CarInvoker(Command command){
this.command = command;
}
public void execute(){
this.command.execute();
}
}
public class CommandTest { // Test
public static void main(String[] args) {
Car car = new Car();
StartCar startCar = new StartCar(car);
StopCar stopCar = new StopCar(car);
CarInvoker carInvoker = new CarInvoker(startCar);
carInvoker.execute();
}
}
Państwo
Opis: Pozwala obiektowi na zmianę zachowania w zależności od jego stanu. Realizacja:
interface State {
void doAction();
}
class StartPlay implements State {
public void doAction() {
System.out.println("start play");
}
}
class StopPlay implements State {
public void doAction() {
System.out.println("stop play");
}
}
class PlayContext implements State {
private State state;
public void setState(State state){
this.state = state;
}
public void doAction() {
this.state.doAction();
}
}
public class StateTest { // Test
public static void main(String[] args) {
PlayContext playContext = new PlayContext();
State startPlay = new StartPlay();
State stopPlay = new StopPlay();
playContext.setState(startPlay);
playContext.doAction();
playContext.setState(stopPlay);
playContext.doAction();
}
}
Gość
Opis: Służy do uproszczenia operacji na grupach powiązanych obiektów. Realizacja:
interface Visitor {
void visit(SportsCar sportsCar);
void visit(Engine engine);
void visit(Wheel wheel);
}
interface Car {
void accept(Visitor visitor);
}
class Engine implements Car {
public void accept(Visitor visitor) {
visitor.visit(this);
}
}
class Wheel implements Car {
public void accept(Visitor visitor) {
visitor.visit(this);
}
}
class SportsCar implements Car {
Car[] cars;
public SportsCar(){
cars = new Car[]{new Engine(), new Wheel()};
}
public void accept(Visitor visitor) {
for (int i = 0; i < cars.length; i++) {
cars[i].accept(visitor);
}
visitor.visit(this);
}
}
class CarVisitor implements Visitor {
public void visit(SportsCar computer) {
print("car");
}
public void visit(Engine engine) {
print("engine");
}
public void visit(Wheel wheel) {
print("wheel");
}
private void print(String string) {
System.out.println(string);
}
}
public class VisitorTest { // Test
public static void main(String[] args) {
Car computer = new SportsCar();
computer.accept(new CarVisitor());
}
}
Interpretator
Opis: Umożliwia zdefiniowanie gramatyki prostego języka w dziedzinie problemowej. Realizacja:
interface Expression {
String interpret(Context context);
}
class Context {
public String getLowerCase(String s){
return s.toLowerCase();
}
public String getUpperCase(String s){
return s.toUpperCase();
}
}
class LowerExpression implements Expression {
private String s;
public LowerExpression(String s) {
this.s = s;
}
public String interpret(Context context) {
return context.getLowerCase(s);
}
}
class UpperExpression implements Expression {
private String s;
public UpperExpression(String s) {
this.s = s;
}
public String interpret(Context context) {
return context.getUpperCase(s);
}
}
public class InterpreterTest { // Test
public static void main(String[] args) {
String str = "TesT";
Context context = new Context();
Expression lowerExpression = new LowerExpression(str);
str = lowerExpression.interpret(context);
System.out.println(str);
Expression upperExpression = new UpperExpression(str);
str = upperExpression.interpret(context);
System.out.println(str);
}
}
Iterator
Opis: iterator sekwencyjnie uzyskuje dostęp do elementów kolekcji, nie znając ich podstawowej formy. Realizacja:
interface Iterator {
boolean hasNext();
Object next();
}
class Numbers {
public int num[] = {1 , 2, 3};
public Iterator getIterator() {
return new NumbersIterator();
}
private class NumbersIterator implements Iterator {
int ind;
public boolean hasNext() {
if(ind < num.length) return true;
return false;
}
public Object next() {
if(this.hasNext()) return num[ind++];
return null;
}
}
}
public class IteratorTest { // Test
public static void main(String[] args) {
Numbers numbers = new Numbers();
Iterator iterator = numbers.getIterator();
while (iterator.hasNext()) {
System.out.println(iterator.next());
}
}
}
Memento
Opis: Pozwala na zapisanie aktualnego stanu obiektu; stan ten można później przywrócić. Nie narusza enkapsulacji. Realizacja:
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
class Memento {
private String name;
private int age;
public Memento(String name, int age){
this.name = name;
this.age = age;
}
public String getName() {
return name;
}
public int getAge() {
return age;
}
}
class User {
private String name;
private int age;
public User(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
System.out.println(String.format("create: name = %s, age = %s", name, age));
}
public Memento save(){
System.out.println(String.format("save: name = %s, age = %s", name, age));
return new Memento(name, age);
}
public void restore(Memento memento){
name = memento.getName();
age = memento.getAge();
System.out.println(String.format("restore: name = %s, age = %s", name, age));
}
}
class SaveUser {
private List<Memento> list = new ArrayList<Memento>();
public void add(Memento memento){
list.add(memento);
}
public Memento get(int ind){
return list.get(ind);
}
}
public class MementoTest { // Test
public static void main(String[] args) {
SaveUser saveUser = new SaveUser();
User user1 = new User("Peter", 17);
User user2 = new User("Ian", 19);
saveUser.add(user1.save());
user1.restore(saveUser.get(0));
}
}
Powodzenia w programowaniu!
Więcej czytania: |
---|
GO TO FULL VERSION