25年上半年五月之软考之设计模式

目录

一、单例模式

二、工厂模式

三、 抽象工厂模式

四、适配器模式

五、策略模式

六、装饰器模式

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考点：会挖空super(coffeOpertion);

七、代理模式

为什么必须要使用代理对象？

和装饰器模式的区别

八、备忘录模式

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一、单例模式

这个模式能确保一个类只有一个实例，并提供全局访问点，非常适合配置管理、日志对象等场景。

我们不使用单例模式的时候会导致

1. 内存浪费（重复加载配置）

2. 配置不一致（不同实例可能读取不同状态）

以下是不使用单例模式的例子

public class Printer {// 构造函数，用于初始化打印机对象时打印提示信息public Printer() {System.out.println("这是一台普通的打印机");}public static void main(String[] args) {// 创建第一个打印机对象Printer printer1 = new Printer();// 创建第二个打印机对象Printer printer2 = new Printer();// 判断两个打印机对象是否为同一实例，并输出结果System.out.println("printer1和printer2是同一台吗？" + (printer1 == printer2));}
}

运行结果

这是使用单例模式的结果：

知识点扫盲：
//    互斥访问 使用关键字synchronized 意思是打印完第一个，才能打印第二个，保证有序

public class Printer1 {private static Printer1 instance;
private Printer1(){System.out.println("全公司唯一一台打印机已经启动");
}
private static synchronized Printer1 getInstance(){if (instance==null){instance = new Printer1();}return instance;
}public void PrintDocument(String employee,String document){System.out.println(employee+"正在打印"+document);
}
public static void main(String[] args) {
//    员工A申请使用打印机Printer1 printerA = Printer1.getInstance();
//    员工B申请使用打印机Printer1 printerB= Printer1.getInstance();
//    检查是否是同一台打印机System.out.println("printerA和printerB是同一台吗？"+(printerA==printerB));}
}

true

二、工厂模式

假设你开了一家奶茶店，顾客可以点不同口味的奶茶（原味、芒果、草莓）。
问题：如果直接在代码里用new创建每种奶茶，会导致：

1. 代码臃肿（每次新增口味都要改多处逻辑）

2. 难以维护（制作流程分散在各处）

解决方案：用工厂模式统一管理奶茶的创建过程！

首先我们先扫盲一下接下来代码的知识点

package org.factory;
public class Case {public static void main(String[] args) {String str1="Hello";String str2="hello";String str3="World";boolean result1 =str1.equals(str2);boolean result2 =str1.equalsIgnoreCase(str2);System.out.println(result1);  // 输出falseSystem.out.println(result2);  // 输出true}}

equalsIgnoreCase() 是 Java 中 String 类的一个方法，用于比较两个字符串的内容是否相同，忽略大小写差异。

首先，先来梳理一下代码思路。首先定义一个接口，将制作奶茶的步骤在这个接口里。

之后创建不同的类实现先创建的接口，表示某种奶茶的具体制作过程。

之后创建工厂类，在工厂类里，客人要点什么奶茶就做什么奶茶。

最后，客人点单，具体喝什么奶茶就使用什么方法的调用。也算是做到了一个客户与程序之间的交互。

可能有人会疑问，为什么要写接口，为什么要写不同的奶茶类，试想，如果我们把所有实现奶茶的方法放在一个类里，让客户去从一个类里调用，判断条件会变多，代码也会变得很长，我们在寻找这些条件的时候，运行速度可能会变慢。所以当我们想要添加新口味时，前者需要修改同一个类，而后者只需扩展，不会影响已有代码。

这里也运用了多态的思想，客户点奶茶时，无论奶茶是原味、芒果还是其他类型，客户端都通过同一个接口方法（如prepare()）操作。本质就是，不同奶茶类（Original、Mango）对这些方法有不同的实现。

经常面试题里会出现多态这样的提问，我以前会说，就像水，可以是冰，可以是气。现在我明白了，就像奶茶有不同的口味，就像王者荣耀的英雄同样是攻击却有不同的伤害技能，可以是物理攻击可以是法术攻击。

接下来我们来具体实现，观察工厂模式的作用。

至少需要5个文件来实现。

1.定义同一种类的行为模式

package org.factory;public interface MilkTea {void prepare();//准备材料void make();//制作奶茶void pack();//打包
//这里介绍了奶茶的制作过程
}

2.具体类里是做什么

我们实现接口，注意：接口是实现，类是继承

这是经典珍珠奶茶

package org.factory;public class OriginalMilkTea implements MilkTea{
//    代码实现流程:/*** 1.创建接口* 2.实现接口* 3.创建工厂类，在工厂中实现制造奶茶* 4.卖给客户不同的奶茶* 我们可以创建很多类似的类去表示不同奶茶的制作方式*/@Overridepublic void prepare() {
//    如果我要做珍珠奶茶 珍珠、红茶、牛奶System.out.println("正在准备材料");System.out.println("准备好材料：珍珠、红茶、牛奶");}@Overridepublic void make() {System.out.println("正在制作中");}@Overridepublic void pack() {System.out.println("用经典杯打包原味奶茶！");}
}

这是红糖姜茶

package org.factory;public class RedSugarTea implements MilkTea{/*此类我表示的是红糖姜茶*/@Overridepublic void prepare() {System.out.println("准备材料！");System.out.println("红糖、生姜、红茶");}@Overridepublic void make() {System.out.println("混合熬煮中！");}@Overridepublic void pack() {System.out.println("使用夏季限定包装杯包装！");}/**/
}

3.工厂模式来进行判断生产

package org.factory;public class MilkFactory {
//    工厂里面制作奶茶
//    客人需要什么奶茶我就制作什么奶茶，所以需要我们定义一个函数public static MilkTea createTea (String type){if ("Orginal".equalsIgnoreCase(type)){return new OriginalMilkTea();}else if ("RedSugar".equalsIgnoreCase(type)){return new RedSugarTea();}throw new IllegalArgumentException("没有这种口味的奶茶");}
}

4.客户需要去定义 这里也相当于一个测试类  假如需要喝红糖姜茶

package org.factory;public class Customer {public static void main(String[] args) {MilkTea RedSugar =MilkFactory.createTea("RedSugar");RedSugar.prepare();RedSugar.make();RedSugar.pack();}
}

接口就是一个数据类型，后面是一个对象，用对象去调用接口里面的方法，再识别出需要去调用哪个方法。

三、 抽象工厂模式

生活实例：苹果 vs 小米全家桶

假设你要购买一套电子产品，包含 手机 和 耳机。不同品牌（如苹果、小米）的产品风格不同，且手机和耳机需要配套使用（比如苹果手机和AirPods配对更佳）。
抽象工厂模式 就是用来生产 同一品牌系列产品 的解决方案，确保你获得的手机和耳机是同一品牌风格，避免混搭不兼容。

上一个我们讲的是制作奶茶的过程，但是只是同一款产品，那就是奶茶。

但是在此设计模式中，可以同时制造耳机和手机，只需要多设计一些接口和实现类。生产 多个相关联的产品（比如同时生产手机+耳机+手表，且保证同一品牌）。

四、适配器模式

顾名思义，适配器模式主要用于解决接口不兼容的问题，让原本无法一起工作的类可以协同工作。生活中常见的例子是电源适配器，比如不同国家的插头标准不同，适配器可以让不同插头在同一个插座上使用。

其实我觉得这个虽然好理解，但是我感觉代码是不好理解的。

本质是功能不同的两个类，转为功能相同的一个类。

实际例子：现在有英语导游给中国人导游 为了让中国人听得懂外语 ,   发明了耳机适配器.

代码实现：先明确输出的是中文，英文是英语导游说的，适配器是将英语导游的话转换为中文。

1.定义一个接口

package org.adapter;public interface ChineseSpeaker {
//    我们是将英文翻译成中文 这里定义的是说中文的能力String ChineseAbility();
}

2.英语导游说英语

package org.adapter;public class EnglishGuide {public String SpeakEnglish(){return "Hello !This is a GreatWall";}
}

3.，首先让值传入翻译器中,翻译之后,传出来

package org.adapter;public class Translator implements ChineseSpeaker{private EnglishGuide guide;public Translator(EnglishGuide guide){this.guide=guide;}
//   翻译功能，要先传入英文，再让其转换为中文@Overridepublic String ChineseAbility() {String message = guide.SpeakEnglish();
// replace原来的值    想要替换的值return message.replace("Hello !This is a","你好！这里是");
//        System.out.println(replace(message,"Hi，这里是"));}
}

4.给翻译器传入值，调用接口实现的函数

package org.adapter;public class Test {public static void main(String[] args) {EnglishGuide englishGuide = new EnglishGuide();Translator translator = new Translator(englishGuide);System.out.println(translator.ChineseAbility());}
}

五、策略模式

这个模式很好理解，面对同一个类有不同的策略，假如你想买车，不考虑预算，你想买什么车就买什么车，可以买白色宝马，灰色宝马，黑色宝马，黑色奔驰，灰色奔驰，白色小米，黄色小米，等等。任意搭配。我们把所有能够组成的策略的类都生成出来。代码文件很多。

需要定义的东西很多，我们需要把不同属性作为接口抽出来，比如颜色，品牌，油型。

假如我们想要买白色特斯拉用98的油型。就是这样的代码。

package org.strategy;public abstract class Car {
//    Car  颜色、油、品牌protected Color color;protected Soil soil;protected Brand brand;protected void info() {String info = color.color() + brand.Brand() + ": " + soil.soil();System.out.println(info);}}

package org.strategy;public class tebaiba extends Car{public tebaiba() {color = new WhiteImp();brand = new Tesila();soil = new Ninety_eight();}
}

package org.strategy;public class Test {public static void main(String[] args) {Car tebaiba = new tebaiba();tebaiba.info();}
}

White特斯拉: 98

在考试的时候最有可能挖空就是挖 

第一个空一般都是接口或者抽象类。

六、装饰器模式

我使用了DeepSeek预测，今年最可能考的就是装饰器模式和代理模式。

不修改原有对象，只是将原有对象进行加工。

这里我们使用（咖啡加料系统）来进行学习。

假如普通咖啡10元，不加糖。假如我们这里有两种操作。

A类咖啡：我们需要加椰果来增加口感，价格就变成了12元。

B类咖啡：我们需要加牛奶来增加醇香，价格就变成了15元。

1.       接口类

package org.Decorator;public interface CoffeOpertion {
//    1.对咖啡进行加料String addSugar();
//    2.对咖啡进行加价double price(double money);
}

2.       实现普通咖啡类

package org.Decorator;public class SimpleCoffe implements CoffeOpertion{
//    我们首先要知道普通咖啡是什么规格，再进行装饰@Overridepublic String addSugar() {return "无糖";}@Overridepublic double price(double money) {return 10.0;}
}

3.       抽象装饰类

package org.Decorator;
//抽象装饰类
public abstract class CoffeeDecorator implements CoffeOpertion {protected CoffeOpertion coffeOpertion;
//    这个是装饰类，你要把装饰的对象传进来public CoffeeDecorator(CoffeOpertion coffeOpertion){this.coffeOpertion=coffeOpertion;}}

4.       A操作

package org.Decorator;public class CoffeDecoratorA extends CoffeeDecorator{public CoffeDecoratorA(CoffeOpertion coffeOpertion) {super(coffeOpertion);}@Overridepublic String addSugar() {return "A类咖啡饮品，额外加椰果";}@Overridepublic double price(double money) {money = money+2;return money;}
}

5.B操作

package org.Decorator;public class CoffeDecoratorB extends CoffeeDecorator{public CoffeDecoratorB(CoffeOpertion coffeOpertion) {super(coffeOpertion);}@Overridepublic String addSugar() {return "拿铁咖啡，额外加牛奶";}@Overridepublic double price(double money) {money =money+5;return money;}
}

6.       实现类

package org.Decorator;public class Coffeshop extends SimpleCoffe{public static void main(String[] args) {SimpleCoffe simple = new SimpleCoffe();String sugar=simple.addSugar();double money = simple.price(10);System.out.println("这是普通咖啡的规格："+sugar + ",价格" + money);CoffeOpertion coffeOpertionA= new CoffeDecoratorA(new SimpleCoffe());CoffeDecoratorB coffeDecoratorB = new CoffeDecoratorB(new SimpleCoffe());System.out.println(coffeOpertionA.addSugar()+"价格为"+coffeOpertionA.price(10));System.out.println(coffeDecoratorB.addSugar()+"价格为"+coffeDecoratorB.price(10));}
}

这是运行结果

考点：会挖空super(coffeOpertion);

在子类的构造函数里一定要强调父类。

    public CoffeDecoratorA(CoffeOpertion coffeOpertion) {super(coffeOpertion);
//        this.coffeOpertion=coffeOpertion;}

七、代理模式

为什么必须要使用代理对象？

1.隐藏复杂性 ：代理对象可以控制何时、如何创建真实对象（例如延迟加载）

2.功能扩展：代理可以在不修改真实对象的前提下，添加额外逻辑（缓存、权限验证）

3.接口透明：客户端无需知道背后是代理还是真实对象，只需调用统一接口

和装饰器模式的区别

• 代理：控制访问，侧重隐藏真实对象（如权限控制）。

• 装饰器：动态扩展功能，侧重增强（如咖啡加糖）。

代码实现：一个真实的类，一个代理真实的类，一个抽象的接口，代理与真实的类拥有相同的功能。在特定条件下被实现，比如，老师今天感冒不能上课就由课代表代表上课。

2

1.

package org.Proxy;public interface Lesson {String CanLesson();
}

2.

package org.Proxy;public class RealTeacher implements Lesson{@Overridepublic String CanLesson() {return "老师正在朗读荷塘月色";}
}

3.

package org.Proxy;public class StudentProxy implements Lesson{
//    关键：持有真实对象的引用protected RealTeacher teacher;
//    构造函数public StudentProxy(){this.teacher = new RealTeacher();}
//    添加检查权限，没有老师的时候学生上课public boolean checkPermission(){return false;}@Overridepublic String CanLesson() {// 添加代理逻辑（示例：权限校验）if (checkPermission()) {return "老师在，老师上课：\n" +teacher.CanLesson();} else {return "老师不在学生代替老师上课,语文课代表正在朗读荷塘月色\n";}}
}

4.

package org.Proxy;public class Test {public static void main(String[] args) {StudentProxy proxy = new StudentProxy();String message= proxy.CanLesson();System.out.println(message);}
}

对我来说写多了，好像调用来调用去没什么区别哈哈。。。