day17 【单例模式、多例模式、枚举、工厂模式】

今日目标

单例模式多例模式枚举工厂模式

教学目标

能够说出单例设计模式的好处能够说出多例模式的好处能够定义枚举能够使用工厂模式编写java程序

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);}}}

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：

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 {@Overridepublic 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 {@Overridepublic 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

​ 2. 为IDEA添加lombok插件（连接网络使用）

第一步 第二步： 第三步： 第四步：

安装完毕后，重启IDEA。

新建一个类：Student

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