C设计模式工厂型设计示例

第1篇一、实验背景随着软件工程的不断发展，设计模式作为一种解决软件开发中常见问题的有效方法，越来越受到广泛关注。

本次实验旨在通过学习设计模式，提高编程能力，掌握解决实际问题的方法，并加深对设计模式的理解。

二、实验目的1. 理解设计模式的基本概念和分类；2. 掌握常见设计模式的原理和应用；3. 提高编程能力，学会运用设计模式解决实际问题；4. 培养团队协作精神，提高项目开发效率。

三、实验内容本次实验主要涉及以下设计模式：1. 创建型模式：单例模式、工厂模式、抽象工厂模式、建造者模式；2. 结构型模式：适配器模式、装饰者模式、桥接模式、组合模式、外观模式；3. 行为型模式：策略模式、模板方法模式、观察者模式、责任链模式、命令模式。

四、实验过程1. 阅读相关资料，了解设计模式的基本概念和分类；2. 分析每种设计模式的原理和应用场景；3. 编写代码实现常见设计模式，并进行分析比较；4. 将设计模式应用于实际项目中，解决实际问题；5. 总结实验经验，撰写实验报告。

五、实验结果与分析1. 创建型模式（1）单例模式：通过控制对象的实例化，确保一个类只有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点。

实验中，我们实现了单例模式，成功避免了资源浪费和同步问题。

（2）工厂模式：定义一个用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类。

实验中，我们使用工厂模式创建不同类型的交通工具，提高了代码的可扩展性和可维护性。

（3）抽象工厂模式：提供一个接口，用于创建相关或依赖对象的家族，而不需要指定具体类。

实验中，我们使用抽象工厂模式创建不同类型的计算机，实现了代码的复用和扩展。

（4）建造者模式：将一个复杂对象的构建与它的表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。

实验中，我们使用建造者模式构建不同配置的房屋，提高了代码的可读性和可维护性。

2. 结构型模式（1）适配器模式：将一个类的接口转换成客户期望的另一个接口，使原本接口不兼容的类可以一起工作。

23种设计模式记忆口诀以下是一个编写了23种设计模式的口诀，并添加了简短的注解的示例：1. 创建型模式，五六四建。

（Singleton, Prototype,Abstract Factory, Builder）单例原型、工厂建造。

适配桥接组合装饰，外观代理享元。

模板策略命令状态。

4. 还有七种模式高级课。

（Observer, Mediator, Iterator, Visitor, Memento, Chain of Responsibility, Interpreter）观察者调度迭代访问备忘，职责链解释器。

【创建型模式】1. 单例模式，静态唯一，（Singleton）保证只有一个实例被创建。

2. 原型模式，复制繁衍，（Prototype）通过复制现有对象来创建新对象。

3. 抽象工厂，产品家。

（Abstract Factory）提供一个创建一系列相关或互相依赖对象的接口。

4. 建造者模式，逐步完成。

（Builder）逐步创建复杂对象的一部分。

【结构型模式】1. 适配器，兼容转换器。

（Adapter）将一个类的接口转换成用户所期望的另一个接口。

2. 桥接模式，多维连接。

（Bridge）将抽象部分与它的实现部分分离，使它们可以独立地变化。

将对象组合成树形结构以表示"部分-整体"的层次结构。

4. 装饰器模式，动态添加。

（Decorator）动态地给对象添加一些额外的职责，同时又不改变其结构。

5. 外观模式，统一接口。

（Facade）为子系统的一组接口提供一个统一的接口。

6. 享元模式，复用共享。

（Flyweight）运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象。

7. 代理模式，半隐藏。

（Proxy）为其他对象提供一种代理以控制对该对象的访问。

【行为型模式】1. 模板方法模式，创建骨架。

（Template Method）定义一个算法的骨架，将一些步骤延迟到子类中实现。

2. 策略模式，互相替代。

java设计模式面试题Java 设计模式面试题设计模式是软件开发中常用的解决问题的方法论，它通过提供经过验证的解决方案来应对各种软件设计问题。

在面试中，设计模式也是经常被问到的内容之一。

本文将介绍一些常见的Java 设计模式面试题，并给出对应的解答。

一、单例模式（Singleton Pattern）单例模式是一种创建型设计模式，其目的是保证一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。

常见的实现方式有懒汉式和饿汉式。

1. 懒汉式实现单例模式的代码示例：```javapublic class Singleton {private static Singleton instance;private Singleton() {}public static Singleton getInstance() {if (instance == null) {instance = new Singleton();}return instance;}2. 饿汉式实现单例模式的代码示例：```javapublic class Singleton {private static Singleton instance = new Singleton();private Singleton() {}public static Singleton getInstance() {return instance;}}```二、工厂模式（Factory Pattern）工厂模式是一种创建型设计模式，其通过提供一个公共接口来创建对象，而不需要暴露对象的创建逻辑。

1. 简单工厂模式的代码示例：```javapublic interface Shape {void draw();public class Circle implements Shape {@Overridepublic void draw() {System.out.println("Draw a circle.");}}public class Rectangle implements Shape {@Overridepublic void draw() {System.out.println("Draw a rectangle.");}}public class ShapeFactory {public Shape createShape(String shapeType) {if (shapeType.equalsIgnoreCase("circle")) {return new Circle();} else if (shapeType.equalsIgnoreCase("rectangle")) { return new Rectangle();}return null;}}```2. 抽象工厂模式的代码示例：```javapublic interface Shape {void draw();}public interface Color {void fill();}public class Circle implements Shape { @Overridepublic void draw() {System.out.println("Draw a circle."); }}public class Rectangle implements Shape {@Overridepublic void draw() {System.out.println("Draw a rectangle."); }}public class Red implements Color {@Overridepublic void fill() {System.out.println("Fill with red color."); }}public class Blue implements Color {@Overridepublic void fill() {System.out.println("Fill with blue color."); }}public abstract class AbstractFactory {public abstract Shape createShape(String shapeType); public abstract Color createColor(String colorType);}public class ShapeFactory extends AbstractFactory {@Overridepublic Shape createShape(String shapeType) {if (shapeType.equalsIgnoreCase("circle")) {return new Circle();} else if (shapeType.equalsIgnoreCase("rectangle")) { return new Rectangle();}return null;}@Overridepublic Color createColor(String colorType) {return null;}}public class ColorFactory extends AbstractFactory {@Overridepublic Shape createShape(String shapeType) {return null;}@Overridepublic Color createColor(String colorType) {if (colorType.equalsIgnoreCase("red")) {return new Red();} else if (colorType.equalsIgnoreCase("blue")) {return new Blue();}return null;}}```三、观察者模式（Observer Pattern）观察者模式是一种行为型设计模式，其定义了对象之间的一对多依赖关系，使得当一个对象改变状态时，它的所有依赖者都会收到通知并自动更新。

单例模式和工厂模式应用场景单例模式和工厂模式是软件设计中常用的两种设计模式。

它们各自有着不同的应用场景和优势，下面将分别介绍并举例说明。

首先是单例模式。

单例模式是一种创建型设计模式，它确保某个类只有一个实例，并提供一个全局访问点来访问这个实例。

单例模式常用于需要共享资源的场景，以确保资源的一致性和节省系统资源。

单例模式的应用场景有很多，比如数据库连接池、线程池、日志记录器等。

举个例子，假设我们有一个日志记录器的类，我们希望在整个系统中只有一个实例来记录日志。

这时我们可以使用单例模式来实现，通过单例模式可以确保只有一个日志记录器的实例存在，从而避免了多个日志记录器实例带来的资源浪费和日志不一致的问题。

下面是单例模式的代码示例：```javapublic class Logger {private static Logger instance;private Logger() {// 私有化构造方法，防止外部实例化}public static synchronized Logger getInstance() {if (instance == null) {instance = new Logger();}return instance;}public void log(String message) {System.out.println("[Log] " + message);}}```在上述示例中，Logger类的构造方法被私有化，外部无法直接实例化该类。

通过getInstance()方法获取Logger类的实例，如果实例不存在，则创建一个实例；如果实例已存在，则直接返回该实例。

这样就确保了整个系统中只有一个Logger实例存在。

接下来是工厂模式。

工厂模式是一种创建型设计模式，它提供了一种封装对象创建过程的方式，将对象的创建和使用解耦。

工厂模式可以根据不同的情况创建不同的对象，从而实现灵活的对象创建和管理。

设计模式之策略模式（Strategy）详解及代码⽰例⼀、策略模式的定义 策略（Strategy）模式的定义：该模式定义了⼀系列算法，并将每个算法封装起来，使它们可以相互替换，且算法的变化不会影响使⽤算法的客户。

策略模式属于对象⾏为模式，它通过对算法进⾏封装，把使⽤算法的责任和算法的实现分割开来，并委派给不同的对象对这些算法进⾏管理。

⼆、策略模式优缺点 策略模式的主要优点如下。

多重条件语句不易维护，⽽使⽤策略模式可以避免使⽤多重条件转移语句。

符合开闭原则，可以在不修改原代码的情况下，灵活增加新算法。

算法使⽤和实现隔离分离，提⾼算法的保密性和安全性。

策略模式提供了⼀系列的可供重⽤的算法族，恰当使⽤继承可以把算法族的公共代码转移到⽗类⾥⾯，从⽽避免重复的代码。

策略模式可以提供相同⾏为的不同实现，客户可以根据不同时间或空间要求选择不同的。

其主要缺点如下。

客户端必须理解所有策略算法的区别，以便适时选择恰当的算法类。

策略模式造成很多的策略类。

三、策略模式的结构与实现 策略模式是准备⼀组算法，并将这组算法封装到⼀系列的策略类⾥⾯，作为⼀个抽象策略类的⼦类。

策略模式的重⼼不是如何实现算法，⽽是如何组织这些算法，从⽽让程序结构更加灵活，具有更好的维护性和扩展性，现在我们来分析其基本结构和实现⽅法。

策略模式的主要⾓⾊如下。

抽象策略（Strategy）类：定义了⼀个公共接⼝，各种不同的算法以不同的⽅式实现这个接⼝，环境⾓⾊使⽤这个接⼝调⽤不同的算法，⼀般使⽤接⼝或抽象类实现。

具体策略（Concrete Strategy）类：实现了抽象策略定义的接⼝，提供具体的算法实现。

环境（Context）类：持有⼀个策略类的引⽤，最终给客户端调⽤。

其结构图如图所⽰： 代码实现如下：public class StrategyPattern{public static void main(String[] args){Context c=new Context();Strategy s=new ConcreteStrategyA();c.setStrategy(s);c.strategyMethod();System.out.println("-----------------");s=new ConcreteStrategyB();c.setStrategy(s);c.strategyMethod();}}//抽象策略类interface Strategy{public void strategyMethod(); //策略⽅法}//具体策略类Aclass ConcreteStrategyA implements Strategy{public void strategyMethod(){System.out.println("具体策略A的策略⽅法被访问！");}}//具体策略类Bclass ConcreteStrategyB implements Strategy{public void strategyMethod(){System.out.println("具体策略B的策略⽅法被访问！");}}//环境类class Context{private Strategy strategy;public Strategy getStrategy(){return strategy;}public void setStrategy(Strategy strategy){this.strategy=strategy;}public void strategyMethod(){strategy.strategyMethod();}} 测试结果如下：具体策略A的策略⽅法被访问！-----------------具体策略B的策略⽅法被访问！ 如下补充⼀个促销策略模式：interface PromotionStrategy {void doPromotion();}class FanXianPromotionStrategy implements PromotionStrategy{@Overridepublic void doPromotion() {System.out.println("返现促销");}}class LiJianPromotionStrategy implements PromotionStrategy {@Overridepublic void doPromotion() {System.out.println("⽴减促销");}}class ManJianPromotionStrategy implements PromotionStrategy{@Overridepublic void doPromotion() {System.out.println("满减促销");}}class PromotionActivity {private PromotionStrategy promotionStrategy;public PromotionActivity(PromotionStrategy promotionStrategy) {this.promotionStrategy = promotionStrategy;}public void executePromotionStrategy(){promotionStrategy.doPromotion();}}public class Test {public static void main(String[] args) {PromotionActivity promotionActivity618 = new PromotionActivity(new LiJianPromotionStrategy());PromotionActivity promotionActivity1111 = new PromotionActivity(new FanXianPromotionStrategy());promotionActivity618.executePromotionStrategy();promotionActivity1111.executePromotionStrategy();}}四、策略模式的应⽤场景 策略模式在很多地⽅⽤到，如 Java SE 中的容器布局管理就是⼀个典型的实例，Java SE 中的每个容器都存在多种布局供⽤户选择。

设计模式应用实例在软件开发中，设计模式是解决特定问题的经过验证的方法。

它们是从过去成功的解决问题的经验中提取出来的，可以用于各种情况下的软件设计和开发。

本文将介绍一些常见的设计模式，并通过实例展示它们在实际项目中的应用。

1. 单例模式单例模式是一种最简单的设计模式，它保证一个类只有一个实例，并提供了一个全局访问点。

这个模式适用于某些场景下只需要一个对象来协调行为。

在实际开发中，单例模式可以用于全局配置对象、数据库连接对象、线程池等场景。

下面是一个单例模式的应用示例：singleton.py```pythonclass Config(object):def __init__(self):# load config data from filepassdef get(self, key):# get value of the key from config datapass_config = Nonedef get_config():global _configif _config is None:_config = Config()return _config```在上面的示例中，Config 类的对象只需要创建一次，所以可以使用单例模式。

get_config 函数用来获取单例的 Config 对象，如果还没有创建，则创建一个。

2. 工厂模式工厂模式是一种创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式，为客户端隐藏了对象的实现细节，并由工厂对象负责创建对象。

工厂模式可以通过减少代码重复和确保工厂生成的对象符合开放封闭原则来简化代码和提高可维护性。

在实际开发中，工厂模式可以用于创建各种对象，例如不同数据库类型的连接对象、不同操作系统的 GUI 组件等。

下面是一个简单的工厂模式的应用示例：factory.py```pythonclass Car(object):def __init__(self, name): = nameclass CarFactory(object):def __init__(self):self.cars = {}def create_car(self, name):if self.cars.get(name):return self.cars[name]car = Car(name)self.cars[name] = carreturn car```在上面的示例中，Car 类表示汽车对象，CarFactory 类用来创建汽车对象。

乐华工厂模式代码1. 引言在软件开发过程中，经常会遇到需要创建多个相似对象的情况。

如果每次都直接使用new关键字来创建对象，不仅代码冗长，而且难以维护和扩展。

这时候，可以使用工厂模式来解决这个问题。

乐华工厂模式代码是一种创建型设计模式，它提供了一种创建对象的接口，但是由子类决定实例化哪个类。

通过使用工厂模式，我们可以将对象的创建和使用分离，使代码更加灵活、可扩展和易于维护。

2. 工厂模式的基本概念工厂模式由三个基本角色组成：•抽象产品（Abstract Product）：定义产品的共同接口，描述产品的特性和行为。

•具体产品（Concrete Product）：实现抽象产品接口，是工厂模式创建的目标对象。

•工厂（Factory）：负责创建具体产品的对象，隐藏了具体产品的创建逻辑。

3. 工厂模式的实现方式工厂模式有三种实现方式：简单工厂模式、工厂方法模式和抽象工厂模式。

下面将分别介绍这三种实现方式。

3.1 简单工厂模式简单工厂模式也称为静态工厂模式，它由一个工厂类负责创建所有的产品对象。

客户端通过向工厂类传递不同的参数来创建不同的产品对象。

简单工厂模式的优点是简单易用，客户端不需要关心具体产品的创建过程。

但是缺点也很明显，工厂类负责创建所有的产品对象，当产品种类增多时，工厂类的代码会变得很臃肿。

3.2 工厂方法模式工厂方法模式是简单工厂模式的升级版，它将工厂类的职责从具体产品的创建中解耦出来，每个具体产品都有一个对应的工厂类负责创建。

工厂方法模式的优点是增加新产品时无需修改现有代码，只需要添加新的具体产品和对应的工厂类即可。

但是缺点是客户端需要知道具体产品的工厂类，增加了客户端的复杂度。

3.3 抽象工厂模式抽象工厂模式是工厂方法模式的扩展，它定义了一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口，每个工厂类负责创建一系列相关的产品。

抽象工厂模式的优点是将客户端与具体产品的实现解耦，客户端只需要知道抽象工厂和抽象产品接口即可。

设计模式之⼯⼚模式（3种）详解及代码⽰例 ⼯⼚模式划分来说总共有三类：简单⼯⼚模式、⼯⼚⽅法模式和抽象⼯⼚模式。

其中简单⼯⼚模式不输⼊23种设计模式之⼀，但他们⼜都属于创建型模式。

我们依次讲解这三种⼯⼚模式。

⼀、简单⼯⼚ 1、什么是简单⼯⼚模式？ ⾸先来说简单⼯⼚，简单⼯⼚模式，⼜叫做静态⼯⼚模式（Static Factory Method），由⼀个⼯⼚对象决定创建出哪⼀种产品类的实例，简单⼯⼚模式的实质是由⼀个⼯⼚类根据传⼊的参数，动态决定应该创建哪⼀个产品类。

属于创建型模式，但不属于GOF23设计模式。

2、简单⼯⼚适⽤场景 ⼯⼚类负责创建的对象⽐较少；客户端（应⽤层）只需要知道传⼊⼯⼚类的参数，对于如何创建对象（逻辑）不关⼼。

3、简单⼯⼚优缺点优点：只需要传⼊⼀个正确的参数，就可以获取你所需要的对象，⽽⽆需知道其细节创建。

缺点：⼯⼚类的职责相对过重，增加新的产品，需要修改⼯⼚类的判断逻辑，违背了开闭原则。

4、简单⼯⼚实现 ⾸先来看类图： 代码实现：public class ShapeFactory {public Shape getShape(String shapeType){if(shapeType.equalsIgnoreCase("circle")){return new Circle();}else if(shapeType.equalsIgnoreCase("rectangle")){return new Rectangle();}else if(shapeType.equalsIgnoreCase("squere")){return new Squere();}return null;}public Shape getShape(Class clazz) throws Exception{return (Shape) clazz.newInstance();}}⼆、⼯⼚⽅法模式 1、什么是⼯⼚⽅法 ⼯⼚⽅法模式（Factory Method），⼜称多态性⼯⼚模式，属于设计模式三⼤分类中的创建型模式，作为抽象⼯⼚模式的孪⽣兄弟，⼯⼚⽅法模式定义了⼀个创建对象的接⼝，但由⼦类决定要实例化的类是哪⼀个，也就是说⼯⼚模式让实例化推迟到⼦类。