设计模式应试复习篇（九）——11种行为型模式的类图结构（7~11种）

小鱼儿 2022-04-22 01:34 115阅读 0赞

## 7、观察者模式 ##

1）观察者模式包含如下角色

Subject：目标又称为主题，它是指被观察的对象。在目标中定义了一个观察者集合，一个观察目标可以接受任意数量的观察者来观察，它提供一系列方法来增加和删除观察者对象，同时它定义了通知方法notify()。目标类可以是接口，也可以是抽象类或具体类。

ConcreteSubject：具体目标是目标类的子类，通常它包含有经常发生改变的数据，当它的状态发生改变时，向它的各个观察者发出通知；同时它还实现了在目标类中定义的抽象业务逻辑方法（如果有的话）。如果无须扩展目标类，则具体目标类可以省略。

Observer：观察者将对观察目标的改变做出反应，观察者一般定义为接口，该接口声明了更新数据的方法update()，因此又称为抽象观察者。

ConcreteObserver：具体观察者中维护一个指向具体目标对象的引用，它存储具体观察者的有关状态，这些状态需要和具体目标的状态保持一致；它实现了在抽象观察者中定义的update()方法。通常在实现时，可以调用具体目标类的attach()方法将自己添加到目标类的集合中或通过detach()方法将自己从目标类的集合中删除。

2）模式结构

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3）实例一：猫、狗与老鼠 假设猫是观察目标，老鼠和狗是观察者，猫叫，则老鼠跑，狗也跟着叫，使用观察者模式描述该过程。

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实例二：自定义登录控件 Java事件处理模型中应用了观察者模式，下面通过一个实例来学习如何自定义GUI组件，如包含两个文本框和两个按钮的登录组件LoginBean，并给该控件增加相应的事件。该实例基于Java Swing/AWT控件，在Swing/AWT的相关类中封装了对事件的底层处理。

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## 8、状态模式 ##

1）状态模式包含如下角色

Context：环境类，又称为上下文类，它是拥有多种状态的对象。由于环境类的状态存在多样性且在不同状态下对象的行为有所不同，因此将状态独立出去形成单独的状态类。在环境类中维护一个抽象状态类State的实例，这个实例定义当前状态，在具体实现时，它是一个State子类的对象。

State：抽象状态类，它用于定义一个接口以封装与环境类的一个特定状态相关的行为，在抽象状态类中声明了各种不同状态对应的方法，而在其子类中实现类这些方法，由于不同状态下对象的行为可能不同，因此在不同子类中方法的实现可能存在不同，相同的方法可以写在抽象状态类中。

ConcreteState：具体状态类，它是抽象状态类的子类，每一个子类实现一个与环境类的一个状态相关的行为，每一个具体状态类对应环境的一个具体状态，不同的具体状态类其行为有所不同。

2)模式结构

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3）实例一：论坛用户等级。在某论坛系统中，用户可以发表留言，发表留言将增加积分；用户也可以回复留言，回复留言也将增加积分；用户还可以下载文件，下载文件将扣除积分。该系统用户分为三个等级，分别是新手、高手和专家，这三个等级对应三种不同的状态，这三种状态分别定义如下：(1) 如果积分小于100分，则为新手状态，用户可以发表留言、回复留言，但是不能下载文件。 (2) 如果积分大于等于100分但小于1000分，则为高手状态，用户可以发表留言、回复留言，还可以下载文件，而且用户在发表留言时可以获取双倍积分。如果下载文件后积分小于0，则不能下载该文件。(3) 如果积分大于等于1000分，则为专家状态，用户可以发表留言、回复留言和下载文件，用户除了在发表留言时可以获取双倍积分外，下载文件只扣除所需积分的一半。如果下载文件后积分小于0，则不能下载该文件。

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实例二：银行账户，在某银行系统定义的账户有三种状态：(1) 如果账户中余额大于等于0，此时账户的状态为正常状态，既可以向账户存款也可以从中取款；(2) 如果账户中余额小于0，并且大于-2000，则账户的状态为透支状态(Overdraft State)，此时用户既可以向该账户存款也可以从该账户取款，但需要按天计算利息；(3) 如果账户中余额等于-2000，那么账户的状态为受限状态(Restricted State)，此时用户只能向该账户存款，不能再从中取款，同时也将按天计算利息；(4) 根据余额的不同，以上三种状态可发生相互转换。

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## 9、策略模式 ##

1）策略模式包含如下角色

Context：环境类是使用算法的角色，它在解决某个问题(即实现某个方法)时可以采用多种策略。在环境类中维持一个对抽象策略类的引用实例，用于定义所采用的策略。

Strategy：抽象策略类为所支持的算法声明了抽象方法，是所有策略类的父类，它可以是抽象类或具体类，也可以是接口。环境类通过抽象策略类中声明的方法在运行时调用具体策略类中实现的算法。

ConcreteStrategy：具体策略类实现了在抽象策略类中声明的算法，运行时具体策略对象将覆盖环境类中定义的抽象策略对象，使用一种具体的算法实现某个业务处理

2）模式结构

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3）实例一：排序策略 某系统提供了一个用于对数组数据进行操作的类，该类封装了对数组的常见操作，如查找数组元素、对数组元素进行排序等。现以排序操作为例，使用策略模式设计该数组操作类，使得客户端可以动态地更换排序算法，可以根据需要选择冒泡排序或选择排序或插入排序，也能够灵活地增加新的排序算法。

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实例二：旅游出行策略 旅游出行方式可以有多种，如可以乘坐飞机旅游，也可以乘火车旅游，如果有兴趣自行车游也是一种极具乐趣的出行方式。不同的旅游出行方式有不同的实现过程，客户根据自己的需要选择一种合适的旅游方式。在本实例中我们用策略模式来模拟这一过程。

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## 10、模板方法模式 ##

1）模式包含如下角色

AbstractClass：抽象类定义了一系列基本操作，这些基本操作可以是具体的，也可以是抽象的，每一个基本操作对应算法的一个步骤，在其子类中可以重定义或实现这些步骤。同时，抽象类还实现了一个模板方法，用于定义一个算法的框架，模板方法不仅可以调用在抽象类中实现的基本方法，也可以调用在抽象类的子类中实现的基本方法，还可以调用其他对象中的方法。

ConcreteClass：具体子类是抽象类的子类，用于实现在抽象类中声明的抽象基本操作以完成子类特定算法的步骤，也可以覆盖在父类中已经实现的具体基本操作。

2）模式结构

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3）实例一：银行业务办理流程 在银行办理业务时，一般都包含几个基本步骤，首先需要取号排队，然后办理具体业务，最后需要对银行工作人员进行评分。无论具体业务是取款、存款还是转账，其基本流程都一样。现使用模板方法模式模拟银行业务办理流程。

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实例二：数据库操作模板 对数据库的操作一般包括连接、打开、使用、关闭等步骤，在数据库操作模板类中我们定义了connDB()、openDB()、useDB()、closeDB()四个方法分别对应这四个步骤。对于不同类型的数据库（如SQL Server和Oracle），其操作步骤都一致，只是连接数据库connDB()方法有所区别，现使用模板方法模式对其进行设计。

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## 11、访问者模式 ##

1）访问者模式包含如下角色：

Vistor: 抽象访问者

ConcreteVisitor: 具体访问者

Element: 抽象元素

ConcreteElement: 具体元素

ObjectStructure: 对象结构

2）模式结构

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3）实例一：购物车 顾客在超市中将选择的商品，如苹果、图书等放在购物车中，然后到收银员处付款。在购物过程中，顾客需要对这些商品进行访问，以便确认这些商品的质量，之后收银员计算价格时也需要访问购物车内顾客所选择的商品。此时，购物车作为一个ObjectStructure（对象结构）用于存储各种类型的商品，而顾客和收银员作为访问这些商品的访问者，他们需要对商品进行检查和计价。不同类型的商品其访问形式也可能不同，如苹果需要过秤之后再计价，而图书不需要。使用访问者模式来设计该购物过程。

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实例二：奖励审批系统 某高校奖励审批系统可以实现教师奖励和学生奖励的审批(AwardCheck)，如果教师发表论文数超过10篇或者学生论文超过2篇可以评选科研奖，如果教师教学反馈分大于等于90分或者学生平均成绩大于等于90分可以评选成绩优秀奖，使用访问者模式设计该系统，以判断候选人集合中的教师或学生是否符合某种获奖要求。

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