单例模式、多例模式、枚举、工厂模式
第一章 单例设计模式
知识点-- 单例设计模式的概述
目标
正常情况下一个类可以创建多个对象
public class Person(){
// 默认生成一个公共的空参构造方法
}
// 测试类
public static void main(String[] args) {
// 正常情况下一个类可以创建多个对象
Person p1 = new Person();
Person p2 = new Person();
Person p3 = new Person();
// ...
}
但是有些时候的某些类, 我们希望只能创建单一的一个对象, 这时候我们需要使用到单例设计模式, 下面我们来介绍一下单例设计模式.
路径
- 单例设计模式的作用
- 单例设计模式实现步骤
- 单例设计模式的类型
讲解
单例设计模式的作用
单例模式，是一种常用的软件设计模式。通过单例模式可以保证系统中，应用该模式的这个类只有一个实例。即一个类只有一个对象实例。
单例设计模式实现步骤
- 将构造方法私有化，使其不能在类的外部通过new关键字实例化该类对象。
- 在该类内部产生一个唯一的实例化对象 private
- 定义一个静态方法返回这个唯一对象。
例设计模式的类型
根据实例化对象的时机单例设计模式又分为以下两种:
- 饿汉单例设计模式
- 懒汉单例设计模式
小结
略
知识点-- 饿汉式单例设计模式
目标
- 掌握单例设计模式的书写
路径
- 单例设计模式 — 饿汉式
讲解
饿汉单例设计模式就是使用类的时候已经将对象创建完毕，不管以后会不会使用到该实例化对象，先创建了再说。很着急的样子，故被称为“饿汉模式”。
代码如下：
public class Person {
// 饿汉式单例设计模式: 比较着急,不管会不会使用这个类的对象,都先创建了再说
// 1.构造方法私有化
private Person(){
}
// 2.在该类的内部创建一个该类的对象
private static final Person P = new Person();
// 3.提供一个静态方法,供外界获取该类的对象
public static Person getInstance(){
return P;
}
// 成员方法
public static void sleep(){
System.out.println("睡觉");
}
}
public class Test {
public static void main(String[] args) {
// 验证
Person p1 = Person.getInstance();
Person p2 = Person.getInstance();
Person p3 = Person.getInstance();
Person p4 = Person.getInstance();
System.out.println(p1);
System.out.println(p2);
System.out.println(p3);
System.out.println(p4);
}
}
小结
略
知识点-- 懒汉式单例设计模式
目标
- 掌握懒汉式单例设计模式的书写
路径
- 单例设计模式 — 懒汉式
讲解
懒汉单例设计模式就是调用getInstance()方法时实例才被创建，先不急着实例化出对象，等要用的时候才实例化出对象。不着急，故称为“懒汉模式”。
代码如下：
public class Person {
// 懒汉式单例: 不着急,只要当你调用了getInstance静态方法获取对象的时候,就创建,其他时候不创建
// 1. 将构造方法私有化，使其不能在类的外部通过new关键字实例化该类对象。
private Person(){
}
// 2. 在该类内部产生一个唯一的实例化对象
private static Person p ;// 默认值为null
// 3. 定义一个静态方法返回这个唯一对象。
public static synchronized Person getInstance(){
// 创建Person类的唯一对象
// 判断一下,如果p这个成语变量的值为null,就创建,不为null,说明该对象已经创建了,直接返回即可
if (p == null){
p = new Person();
}
return p;
}
// ...
}
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Person p1 = Person.getInstance();
Person p2 = Person.getInstance();
Person p3 = Person.getInstance();
System.out.println(p1);
System.out.println(p2);
System.out.println(p3);
}
}
注意：懒汉单例设计模式在多线程环境下可能会实例化出多个对象，不能保证单例的状态，所以加上关键字：synchronized，保证其同步安全。
小结
单例模式可以保证系统中一个类只有一个对象实例。
实现单例模式的步骤：
- 将构造方法私有化，使其不能在类的外部通过new关键字实例化该类对象。
- 在该类内部产生一个唯一的实例化对象，并且将其封装为private static类型的成员变量。
- 定义一个静态方法返回这个唯一对象。
第二章 多例设计模式
知识点–多例设计模式
目标
- 掌握多例设计模式的书写
路径
- 多例设计模式的作用
- 实现步骤
- 实现代码
- 测试结果
讲解
多例设计模式的作用
多例模式，是一种常用的软件设计模式。通过多例模式可以保证系统中，应用该模式的类有固定数量的实例。多例类要自我创建并管理自己的实例，还要向外界提供获取本类实例的方法。
实现步骤
1.创建一个类, 将构造方法私有化，使其不能在类的外部通过new关键字实例化该类对象。
2.在该类内部产生固定数量的实例化对象 ----> 集合
3.提高一个静态方法来随机获取一个该了的实例化对象
实现代码
public class Person {
// 使用多例设计模式: 保证程序运行期间该类只有固定数量的对象产生
// 1.创建一个类, 将构造方法私有化，使其不能在类的外部通过new关键字实例化该类对象。
private Person(){
}
// 2.在该类内部产生固定数量的实例化对象 ----> 集合 只能产生依次固定数量的对象
// 2.1 定义一个存放该类对象的集合
private static ArrayList<Person> list = new ArrayList<>();
// 2.2 在静态代码块中,创建固定数量的对象,添加到集合中
static {
// 创建固定数量的该类对象
for (int i = 0; i < 3; i++) {
Person p = new Person();
list.add(p);
}
}
// 3.提高一个静态方法来随机获取一个该了的实例化对象
public static Person getInstance(){
// 创建一个Random对象
Random r = new Random();
// 随机产生一个list集合的索引
int index = r.nextInt(list.size());// [0,3) 0,1,2
// 根据索引获取对象
Person p = list.get(index);
// 返回对象
return p;
}
}
测试结果
public class Test {
public static void main(String[] args) {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
Person p1 = Person.getInstance();
System.out.println(p1);
}
}
}
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小结
多例模式可以保证系统中一个类有固定个数的实例, 在实现需求的基础上, 能够提高实例的复用性.
实现多例模式的步骤：
- 创建一个类, 将构造方法私有化，使其不能在类的外部通过new关键字实例化该类对象。
- 在类中定义该类被创建的总数量
- 在类中定义存放类实例的list集合
- 在类中提供静态代码块,在静态代码块中创建类的实例
- 提供获取类实例的静态方法
第四章 枚举
知识点–枚举的概述和定义
目标
- 掌握枚举的定义和使用
路径
- 引入不使用枚举存在的问题
- 枚举的概述
- 枚举的定义
- 枚举的使用
讲解
不使用枚举存在的问题
假设我们要定义一个人类，人类中包含姓名和性别。通常会将性别定义成字符串类型，效果如下：
public class Person {
private String name;
private String sex;
public Person() {
}
public Person(String name, String sex) {
this.name = name;
this.sex = sex;
}
// 省略get/set/toString方法
}
public class Demo01 {
public static void main(String[] args) {
Person p1 = new Person("张三", "男");
Person p2 = new Person("张三", "abc"); // 因为性别是字符串,所以我们可以传入任意字符串
}
}
不使用枚举存在的问题：可以给性别传入任意的字符串，导致性别是非法的数据，不安全。
枚举的概念
枚举是一种用来表示固定个数值的引用数据类型,例如性别,季节,方向等等这些数据都是有固定个数数值的,java中的枚举是有固定个数对象的"特殊类"。
定义枚举的格式
public enum 枚举名 {
// 第一行都是罗列枚举实例,这些枚举实例直接写大写名字即可。
实例,实例,实例,...；
}
public enum Sex {
BOY,GIRL,YAO
}
public enum Season {
SPRING, SUMMER, AUTUMN, WINTER;
}
public enum Direction {
UP,DOWN,LEFT,RIGHT
}
// 使用枚举
public class Test {
public static void main(String[] args) {
/*
概述:枚举是一种用来表示固定个数值的引用数据类型,例如性别,季节,方向等等这些数据都是有固定个数数值的
格式:
public enum 枚举名{
枚举值,枚举值,枚举值,....
}
规范: 枚举值的名称所有字母大写
使用枚举: 其实就是把枚举当成一个数据类型来使用
枚举值; 枚举名.枚举值
*/
// 定义一个Sex枚举类型的变量,并赋值
Sex sex1 = Sex.BOY;
Sex sex2 = Sex.GIRL;
Sex sex3 = Sex.YAO;
// 定义一个Direction枚举类型的变量,并赋值
Direction d1 = Direction.UP;
Direction d2 = Direction.DOWN;
}
}
枚举的使用
- 定义枚举：BOY表示男，GIRL表示女
enum Sex {
BOY, GIRL; // 男，女
}
- Perosn中的性别有String类型改为Sex枚举类型
public class Person {
private String name;
private Sex sex;
public Person() {
}
public Person(String name, Sex sex) {
this.name = name;
this.sex = sex;
}
// 省略get/set/toString方法
}
- 使用是只能传入枚举中的固定值
public class Demo02 {
public static void main(String[] args) {
// 使用枚举格式: 枚举类型.枚举值
Person p1 = new Person("张三", Sex.BOY);
Person p2 = new Person("张三", Sex.GIRL);
Person p3 = new Person("张三", "abc");// 编译报错
}
}
小结
略
知识点–枚举的其他内容(听听就好)
目标
- 了解枚举的其他内容
路径
- 了解枚举的其他内容
讲解
枚举的本质其实就是一个使用了多例设计模式的类，所以枚举中还可以有成员变量，成员方法等。
枚举的本质是一个类，我们刚才定义的Sex枚举最终效果如下：
public enum Sex {
BOY, GIRL; // 男，女
}
public enum Sex {
BOY(18), GIRL(16);
public int age;
Sex(int age) {
this.age = age;
}
public void showAge() {
System.out.println("年龄是: " + age);
}
}
public class Demo03 {
public static void main(String[] args) {
Person p1 = new Person("张三", Sex.BOY);
Person p2 = new Person("张三", Sex.GIRL);
Sex.BOY.showAge();
Sex.GIRL.showAge();
}
}
运行效果：
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小结
- 略
第四章 工厂设计模式
知识点-- 工厂模式的概述
目标
- 工厂模式其实就是用来帮我们创建对象的, 那么它到底有哪些特点, 我们来学习一下.
路径
- 工厂模式的介绍
- 工厂模式的作用
- 案例演示
讲解
工厂模式的介绍
工厂模式（Factory Pattern）是 Java 中最常用的设计模式之一。这种类型的设计模式属于创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。之前我们创建类对象时, 都是使用new 对象的形式创建, 除new 对象方式以外, 工厂模式也可以创建对象.
耦合度: 类与类之间的关系,如果关系比较强,高耦合, 如果关系比较弱,低耦合
10个类:
10个测试类: 需要创建这10个类的对象
以前: 直接通过new 来创建 10个测试类都要和这个10个类关系起来
现在: 使用工厂模式,定义一个工厂类,专门用来创建这10个类的对象, 并提供获取的方法,
在10个测试类中创建这10个类的对象,只需要使用工厂类来创建就行了,10个测试类就只和工厂类有关系
工厂模式的作用
将前端代码与要创建的对象分开，前端不需要直接创建对象，也就不需要关心创建对象时需要的数据。只需要通过工厂类获取对象即可。
- 解决类与类之间的耦合问题
案例演示
需求
- 编写一个Car接口, 提供run方法
- 编写一个Falali类实现Car接口,重写run方法
- 编写一个Benchi类实现Car接口,重写run方法
提供一个工厂类,可以用来生产汽车对象
实现代码
1.编写一个Car接口, 提供run方法
public interface Car {
public void run();
}
2.编写一个Falali类实现Car接口,重写run方法
public class Falali implements Car {
@Override
public void run() {
System.out.println("法拉利以每小时500公里的速度在奔跑.....");
}
}
3.编写一个Benchi类实现Car接口
public class Benchi implements Car {
@Override
public void run() {
System.out.println("奔驰汽车以每秒1米的速度在挪动.....");
}
}
4.提供一个CarFactory(汽车工厂),用于生产汽车对象
public class CarFactory {
/**
* @param id : 车的标识
* benchi : 代表需要创建Benchi类对象
* falali : 代表需要创建Falali类对象
* 如果传入的车标识不正确,代表当前工厂生成不了当前车对象,则返回null
* @return
*/
public Car createCar(String id){
if("falali".equals(id)){
return new Falali();
}else if("benchi".equals(id)){
return new Benchi();
}
return null;
}
}
5.定义CarFactoryTest测试汽车工厂
public class CarFactoryTest {
public static void main(String[] args) {
CarFactory carFactory = new CarFactory();
Car benchi = carFactory.createCar("benchi");
benchi.run();
Car falali = carFactory.createCar("falali");
falali.run();
}
}
小结
- 工厂模式的存在可以改变创建类的对象的方式,解决类与类之间的耦合.
第五章 Lombok【自学扩展】
知识点-- Lombok的使用
目标
- 能够使用Lombok
路径
- lombok介绍
- lombok使用
讲解
lombok介绍
- lombok可以使用注解的方式让一些代码变的简洁 方便
- 实体类中有一些固定的代码：构造方法，getter/setter、equals、hashcode、toString方法都是固定的，写出来看着比较麻烦。而Lombok能通过注解的方式，在编译时自动为属性生成这些代码。
lombok使用
1. 添加lombox的jar包：
将lombok.jar(本例使用版本：1.18.10)，添加到模块目录下，并添加到ClassPath
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2. 为IDEA添加lombok插件（连接网络使用）
- 第一步
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-qPAAcoik-1688052294185)(imgs\image-20200516232559924.png)]
- 第二步：
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-8tORNxGb-1688052294186)(imgs\image-20200516232640969.png)]
- 第三步：
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-IOnOODke-1688052294187)(imgs\image-20200516232706997.png)]
- 第四步：
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-VzH3ybfW-1688052294188)(imgs\image-20200516232729955.png)]
-
安装完毕后，重启IDEA。
-
新建一个类：Student
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-5ZFvRq2l-1688052294189)(imgs\image-20200516232800944.png)]
lombok常用注解
-
@Getter和@Setter
- 作用：生成成员变量的get和set方法。
- 写在成员变量上，指对当前成员变量有效。
- 写在类上，对所有成员变量有效。
- 注意：静态成员变量无效。
-
@ToString：
- 作用：生成toString()方法。
- 该注解只能写在类上。
-
@NoArgsConstructor和@AllArgsConstructor
- @NoArgsConstructor：无参数构造方法。
- @AllArgsConstructor：满参数构造方法。
- 注解只能写在类上。
-
@EqualsAndHashCode
- 作用：生成hashCode()和equals()方法。
- 注解只能写在类上。
-
@Data
-
作用： 生成setter/getter、equals、hashCode、toString方法，如为final属性，则不会为该属性生成setter方法。
-
注解只能写在类上。
-
小结
略
总结
- 能够说出单例设计模式的好处
作用: 可以保证使用该模式定义的类只有一个对象产生
实现步骤:
1.构造方法私有化,使其不能在其他类中通过new调用构造方法来创建对象
2.在类的内部创建一个该类的对象
3.提供一个公共的静态方法,用来供外界获取该类的唯一对象
饿汉式和懒汉式(看创建对象的时机)
- 能够说出多例模式的好处
作用: 可以保证使用该模式定义的类有固定数量的对象产生
实现步骤:
1.构造方法私有化,使其不能在其他类中通过new调用构造方法来创建对象
2.在类的内部创建固定数量的该类对象
3.提供一个公共的静态方法,用来供外界获取该类的对象
- 能够定义枚举
定义枚举:
public enum 枚举名{
枚举值,枚举值,...
}
枚举的使用:
获取枚举值: 枚举名.枚举值
给枚举类型的变量赋值: 枚举类型 变量名 = 枚举名.枚举值;
- 能够使用工厂模式编写java程序
提供一个工厂类,在工厂类中提供一个公共的静态方法,用来创建类的对象