行为型设计模式之访问者模式.md-ITADN社区

行为型设计模式之访问者模式.md

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本文将详细介绍软件设计中的访问者模式，一种行为型设计模式。通过解析其定义、工作原理及应用场景，帮助读者理解如何利用该模式改善代码结构和扩展性。访问者模式是23种经典设计模式中的行为型模式之一，其主要目的是封装一些施加于特定数据结构元素上的操作。当这些操作的种类越复杂且需要频繁变更时，使用访问者模式就显得非常有用。它将作用于元素的操作与元素本身分离，从而在不改变元素类的前提下增加新的操作。 **定义** 访问者模式中的“访问者”是一些可以为每一个具体的“元素”类别（Element）添加新操作的对象，而无需更改这些对象的类。这种设计让系统具有良好的扩展性。 **使用场景** 访问者模式适用于以下情况： 1. 对象结构相对固定，但需要在该结构上定义新的操作。 2. 需要在一个对象结构中的多个不同且无关的操作中执行操作，并避免将这些操作“污染”到对象的类里。 3. 对象结构中的对象类别是稳定的，但是经常需要添加新的操作。 **主要角色** 访问者模式包括以下关键的角色： 1. **元素（Element）**：这是一个抽象角色，通常为一个接口或抽象类，定义了接受访问者的函数。这个方法一般称为 `accept`。 2. **具体元素（ConcreteElement）**：实现了 `Element` 接口的类。该类包含访问者可以操作的具体数据。 3. **访问者（Visitor）**：这是另一个抽象角色，声明了访问特定类型元素的方法。这些方法通常将目标对象作为参数传入，即每一个具体的元素类。 4. **具体访问者（ConcreteVisitor）**：实现了 `Visitor` 接口的类。每个操作行为在该类中被定义为一个对目标对象执行的操作方法。 5. **对象结构（ObjectStructure）**：这是一个角色，可以是组合或集合类型的数据结构，并且它包含元素的角色，提供了一个访问内部元素的方法。 **示例** 通过展示的文件中的类图可以看到访问者模式的基本构成。该类图包括了元素角色、具体元素角色、访问者角色以及对象结构等部分。在实际代码中，定义了 `Element` 接口和具体的 `FolderElement` 和 `FileElement` 类；同时也有定义了 `Visitor` 接口及实现它的具体访问者类如 `FileNameVisitor`。客户端通过使用文件系统的组合结构（例如：FileSystemStructure）来组织元素，并且利用访问者 (例如: FileNameVisitor) 来操作这些元素。 **实际应用** 在现实工作中，访问者模式可用于多种场景中，比如编译器设计中的抽象语法树遍历与相应处理；或者图形用户界面系统内对不同类型图形对象（如移动、缩放或旋转）的操作执行。通过这种方式，在不改变原有类的情况下可以添加新的功能。使用访问者模式的核心在于将操作封装在访问者内部，并且当需要引入新操作时，只需增加一个新的访问者类即可，这大大减少了不同部分之间的耦合性并提高了系统的可扩展能力。然而，这种设计也增加了系统中类的数量和复杂度，同时由于具体访问者的实现与特定元素类型紧密关联，在维护上可能会遇到一些挑战。因此在决定使用该模式时需要全面考虑其利弊，并判断是否适合当前的项目需求。

行为型设计模式之观察者模式.md

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本文介绍了行为型设计模式中的观察者模式，详细讲解了其定义、应用场景以及如何实现。适合软件开发人员阅读和学习。观察者模式是一种行为型设计模式，它定义了对象之间的一对多依赖关系，使得当一个对象的状态发生变化时，所有依赖于它的对象都能够得到通知并自动更新。在该模式中，被观察的对象称为主题（Subject），而那些依赖主题的对象则被称为观察者（Observer）。这种模式可以用来实现事件处理系统、实时系统和发布订阅系统的开发。在观察者模式中，主要包含以下几种角色： 1. **Subject（主题）**：定义了注册、移除及通知观察者的接口。实际应用中的类通常维护一个观察者的列表，并在状态改变时调用它们的更新方法。 2. **ConcreteSubject（具体主题）**：实现Subject接口，保存具体的对象信息，在其状态发生变化时会通知所有订阅者。 3. **Observer（观察者）**：定义了与Subject通信的方法，以便当被观察者的状态发生变动时能够进行自我更新。这是模式的核心部分，其中声明的更新方法在主题的状态改变后会被调用。 4. **ConcreteObserver（具体观察者）**：实现Observer接口，并提供具体的更新逻辑。通过使用UML类图可以清晰地表示这些角色之间的关系和各自的职责。例如，在示例代码中定义了Subject和Observer接口，以及它们的具体实现类，如WeatherStation、TemperatureDisplay 和 WeatherConditionDisplay 类。关键知识点包括： - 观察者模式允许对象在不知道其他对象的情况下进行通信。 - 具体主题负责维护一个观察者的列表，并且会在状态变化时通知所有订阅的观察者。 - 观察者只需要注册到具体主题中，实现更新接口，在被通知后会自动调用其自身的方法来响应这些变更。 - 可以随时添加或移除观察者，这使得绑定是动态的。 - 当主题的状态改变时，所有的观察者都会收到通知，并根据各自的逻辑进行相应的操作。 - 主题与具体观察者的耦合度较低，有助于系统的维护工作。使用该模式可以减少组件之间的依赖性。当一个对象内部状态发生变更时，它能自动地让所有订阅的其他对象更新自身以反映新的状况。这种设计在图形用户界面、事件处理系统和框架开发中非常有用，并且适用于需要保持松散耦合关系的各种场景。然而，在观察者众多并且频繁触发更新的情况下可能会导致性能问题，因为这会引发大量的通知广播及状态同步操作。因此，在实际应用时需权衡具体需求与潜在的效率损失之间的平衡点。

行为型设计模式_中介者模式.md

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本篇文档深入解析了中介者模式这一行为型设计模式，通过实例阐述其在软件开发中的应用及其优势。适合希望改善代码结构和提高团队协作效率的技术人员阅读。中介者模式是一种行为型设计模式，其核心思想在于通过引入一个中介者对象来封装一系列对象间的交互关系。在软件工程中，这种模式主要用于减少类之间复杂的直接通信，从而降低系统间的耦合性，提高可维护性和可拓展性。 ### 定义中介者模式定义了一个中介者对象，它负责控制和协调一组同事类（Colleague）之间的交互。各个同事类通过中介者对象进行消息传递和协作，而不是直接相互引用。这样的设计使得同事类间的依赖关系减弱，同事类的通信都由中介者来控制。 ### 使用场景当遇到以下几种情况时，可以考虑使用中介者模式： 1. 当一组对象之间的复杂交互导致通信混乱。 2. 当组件因紧密耦合而导致难以复用。 3. 需要在不同的上下文中重用某些对象，并通过修改中介者而非同事类来实现这一点。 4. 在某个对象的行为中集中处理多个类的行为。 ### 主要角色中介者模式包含以下几个主要角色： 1. 抽象中介者（Mediator）：定义了中介者的接口，规定了同事对象之间交互所需的抽象方法。 2. 具体中介者（ConcreteMediator）：实现抽象中介者的接口，负责具体协调各个同事对象之间的交互关系。 3. 抽象同事类（Colleague）：定义了同事类的接口，包含了与其他同事对象交互所需的方法。它并不清楚其他同事的具体实现细节。 4. 具体同事类（ConcreteColleague）：实现抽象同事类的接口，包含了具体的业务方法以及与其他同事对象交互的方法。在需要与其他同事对象通信时，会通过中介者来进行。 ### 类图类图是面向对象设计中用于描述系统静态结构的一种图形表示方式，在中介者模式中可以帮助我们更好地理解各个角色之间的关系。通常包含：抽象中介者、具体中介者、抽象同事类、具体同事类以及客户端（Client）等部分。 ### 示例代码在给定的文件中，使用Java语言实现了一个简单的示例来展示如何应用中介者模式： - **ChatMediator接口**：定义了发送消息的方法。 - **ChatMediatorImpl类**：实现了上述接口，并具体实施了发送消息的功能。它持有所有用户（User）对象的列表，在传递信息时会遍历这个列表并排除掉发出该消息的用户，避免回环现象的发生。 - **User抽象类**：定义了一个同事类的基本框架，包括发送和接收消息的方法。每个具体的实现类如ChatUser继承自这一基础类型，并提供了具体的行为逻辑以及与其他对象交互的方式。 - **ChatUser类**：作为上述模式中的一个实例化版本，它实现了用户之间的通信功能，并且重新实现了equals与hashCode方法以支持正确的信息传递机制。 - **Client类**：展示了如何使用中介者模式。在这个示例中，客户端创建了一个具体的中介者和几个用户对象，并利用该中介来发送消息给其他参与者。通过上述代码实例可以看出，在避免组件之间直接相互依赖的情况下，中介者模式是如何实现间接的通信方式的。这使得系统在面对复杂的交互场景时能够有效降低耦合度并保持结构清晰。

行为型设计模式之策略模式.md

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本文介绍了策略模式，一种行为型设计模式，解释了其定义、优点以及应用场景，并提供了具体的代码示例来帮助理解如何在实际项目中使用该模式。设计模式是软件工程领域内为解决常见的编程问题而提出的模板解决方案。策略模式（Strategy Pattern）是一种行为型的设计模式，其主要目标是在不改变客户端代码的情况下定义并封装一系列算法，并且能够根据需要在运行时选择使用不同的算法。策略模式主要包括以下三个角色： 1. 抽象策略角色：这是一个接口或抽象类，它规定了所有具体策略实现的公共方法。通常，在Java中这个角色由接口或者抽象类来扮演。 2. 具体策略角色：这些是实现了抽象策略定义的方法的具体实体类。每个具体的策略都是一个算法的不同表现形式。 3. 封装角色（Context）：该角色持有对某个具体策略对象的引用，并提供设置或获取当前使用的具体策略方法，同时负责执行由选定策略提供的操作。使用场景： - 当多个相似但行为不同的类存在时，可以利用策略模式来定义这些不同之处。 - 需要根据环境选择算法的不同变体。 - 算法需要访问复杂的数据结构或信息而客户端不需要知道。 - 一个对象的行为是基于其内部状态的，并且这种变化的状态可以通过改变所使用的策略来进行管理。在类图中，通常可以看到以下元素： - Strategy：定义所有支持算法的公共接口。Context使用这个接口来调用ConcreteStrategy实现的具体方法。 - ConcreteStrategy：它实现了由抽象策略角色提供的方法，每个具体策略代表一种特定的行为或算法。 - Context：维护一个对当前使用的AbstractStrategy对象的引用，并提供执行该策略的方法。下面是一个简单的Java代码示例： ```java // 抽象策略接口 public interface Strategy { void doSomething(); } // 具体策略实现类1 public class ConcreteStrategy1 implements Strategy { @Override public void doSomething() { System.out.println(具体策略1的运算法则); } } // 具体策略实现类2 public class ConcreteStrategy2 implements Strategy { @Override public void doSomething() { System.out.println(具体策略2的运算法则); } } // 上下文类，用于封装和管理具体的策略对象 public class Context { private Strategy strategy; // 构造函数或setter方法来设置当前使用的是哪个具体策略 public Context(Strategy strategy) { this.strategy = strategy; } // 调用由当前使用的ConcreteStrategy提供的算法 public void doAnything() { this.strategy.doSomething(); } } // 客户端代码示例，演示如何创建并使用Context来执行策略方法 public class Client { public static void main(String[] args) { Strategy strategy = new ConcreteStrategy1(); Context context = new Context(strategy); context.doAnything(); } } ``` 在实际的应用场景中，策略模式常常与工厂模式相结合以提高代码的灵活性和解耦。例如，在Spring框架里可以通过依赖注入的方式将多种实现策略接口的具体类注入到一个工厂类中，并通过该工厂类来管理和获取特定的策略实例。以下是结合使用Spring框架的一个示例： ```java // 定义策略接口，标记为@Component注解以便于自动扫描和注册成bean @Component public interface Strategy { void doSomething(); } // 策略实现类1，同样被标注了@Component以成为Spring的bean @Component(concreteStrategy1) public class ConcreteStrategy1 implements Strategy { @Override public void doSomething() { System.out.println(具体策略1的运算法则); } } // 策略实现类2 @Component(concreteStrategy2) public class ConcreteStrategy2 implements Strategy { @Override public void doSomething() { System.out.println(具体策略2的运算法则); } } // 创建一个工厂来管理所有的ConcreteStrategy实例，通过bean id获取具体的策略对象 @Component public class StrategyFactory { // Spring会自动将所有实现该接口的类注入到这个Map中 @Autowired private Map strategyMap; public Strategy getStrategy(String name) { return this.strategyMap.get(name); } } // 示例测试代码，展示如何通过策略工厂获取具体的实例并执行其方法 @SpringBootTest class SpringbootDemoApplicationTests { @Autowired private StrategyFactory factory; @Test public void test() { // 根据名称从工厂中获取对应的ConcreteStrategy对象，并调用doSomething方法。 this.factory.getStrategy(concreteStrategy1).doSomething(); } } ``` 通过这种方式，可以大大增强代码的灵活性和可维护性。

行为型设计模式之命令模式.md

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本文将详细介绍命令模式作为行为型设计模式的一种，探讨其在软件开发中的应用、优点及实现方式。命令模式是一种行为型设计模式，主要用于将请求或操作封装成对象。这种模式使得发送者与接收者之间解耦，并允许不同的请求对客户进行参数化配置。通过这种方式，可以将请求作为对象存储、排队或者记录日志，并且支持可撤销的操作。该模式包括以下几个主要角色： 1. **命令(Command)**：这是一个接口或抽象类，定义了执行特定操作的方法。它包含一个`execute`方法，用于触发与命令相关的动作。 2. **具体命令(ConcreteCommand)**：这是命令接口的具体实现类。这类对象关联了一个接收者，并实现了`execute`方法来调用接收者的具体操作。 3. **调用者(Invoker)**：负责引发命令执行的对象。它包含一个命令对象，在适当的时候通过调用该对象的`execute`方法触发动作。调用者不需要了解具体的细节，只需知道如何使用命令。 4. **接收者(Receiver)**：实际执行操作的对象。它知道自己该如何完成具体任务，并且是通过被命令类的方法调用来实现这些行为。 5. **客户端(Client)**：创建和配置命令、具体命令对象、调用者以及接受者的场所，负责将所有元素组装起来以形成完整的命令模式结构。使用场景包括： - 当需要封装一个请求为对象时； - 需要控制对这个对象的访问或者提供统一接口给操作的不同变体； - 支持撤销和重做功能，因为可以保存历史状态来实现这些特性； - 在事务处理中确保一组动作要么全部成功执行，要么都不执行。在命令模式下，客户端创建一个具体命令并设定其接收者。当`execute`方法被调用时，接收者会根据该请求完成相应的操作。这种设计将发出请求和实际执行的责任分离出来，使两者之间保持独立性，并且发送方无需了解受控对象的具体信息。优点包括： - 降低系统各部分之间的耦合度； - 支持撤销与重做功能； - 简化事务处理逻辑的实现。缺点可能在于增加抽象层可能导致过多具体命令类，从而让设计变得复杂。此外，如果撤销操作管理不当，则可能会引发资源或内存泄漏问题。在实际软件开发中，该模式被广泛应用于图形用户界面、宏指令和事务管理系统等领域，并有助于提高系统的灵活性与维护性。

行为型设计模式之备忘录模式.md

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本篇文章将深入探讨软件工程中的设计模式之一——备忘录模式。通过实例解析其工作原理、应用场景及其在代码管理与状态恢复方面的优势。备忘录模式是一种行为型设计模式，它允许在不暴露对象的实现细节的情况下，捕获并保存对象的内部状态，从而可以在未来某个时刻恢复到之前的状态。这种模式特别适用于需要撤销操作或备份特定时间点的对象状态以便将来可以恢复。 ### 备忘录模式的主要角色包括： 1. **发起人（Originator）**：负责创建一个备忘录（Memento），它用来记录当前时刻自身的内部状态，并使用这个备忘录对象进行状态恢复。 2. **备忘录（Memento）**：这是一个用来存储发起人对象的内部状态快照的对象。通常只有备忘录的创建者可以访问其内容，以确保外部类无法获取到对象的状态信息。 3. **看管人（Caretaker）**：负责管理备忘录，但并不对备忘录的内容进行操作或检查。看管人只知道如何存储和恢复备忘录。 ### 使用场景： - 当你需要提供“撤销”功能时。 - 在系统需要支持回退功能的情况下。 - 创建一个对象的副本以便在后续某个时间点恢复到某一个特定状态时使用。 ### 重要知识点： 1. **封装性**：发起人负责创建和恢复备忘录，但并不把内部状态直接暴露给其他类。 2. **保存与恢复对象的状态**：通过备忘录类实现。该类提供方法来保存和读取发起人的状态信息。 3. **隐藏实现细节**：看管人只知道备忘录的存在，并不知道其内容详情，这样有助于减少系统间的耦合性。 ### 类图解析：理解备忘录模式的结构可以通过查看它的三个主要组件——发起人、备忘录和看管人之间的关系。Originator拥有创建和恢复Memento的方法；Caretaker负责管理这些对象的状态保存与还原操作。 ### 示例代码分析 - **Originator类**：定义了`createMemento()`方法用于生成一个状态快照，以及`restoreMemento(Memento m)`来从备忘录中读取数据并重置自身。 - **Memento类**：作为存储发起人状态信息的容器。它通常不提供公共访问接口给外部使用。 - **Caretaker类**：负责管理这些保存的状态快照，包括如何添加、获取或移除它们的操作方法。通过备忘录模式，在不违反封装原则的前提下提供了对象内部状态的有效备份与恢复机制，这对于需要撤销操作的应用来说非常有用。然而，如果一个对象具有大量属性，则可能会导致存储大量的Memento实例从而影响性能问题。

行为型设计模式之迭代器模式.md

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本篇文档深入解析了迭代器模式作为行为型设计模式之一的核心理念与应用场景，旨在帮助开发者理解并灵活运用该模式解决实际问题。迭代器模式是一种行为型设计模式，其主要目的是提供一种方法顺序访问一个聚合对象（也称为容器）中的各个元素，而不暴露该容器的内部表示。在软件开发中，这种模式被广泛应用于各种集合类的遍历过程中，以确保对这些集合的操作既简单又安全。 ### 关键知识点 #### 定义迭代器模式通过定义一个接口来实现访问和遍历元素的基本操作。例如，在Java语言中，这一功能通常由`Iterator`接口及其相关的`next()`、`hasNext()`等方法提供支持。 #### 使用场景该设计模式适用于以下情况： - 当需要统一的接口来访问聚合对象内部的各个元素时。 - 如果你需要对同一个集合进行多种不同方式的遍历操作。 - 在为不同的数据结构提供一致性的遍历机制方面，迭代器模式也非常有用。 #### 主要角色 1. **迭代器（Iterator）**：定义了访问和遍历元素的方法接口。通常包括两个基本方法:`hasNext()`用于检查是否还有更多可访问的元素；`next()`返回下一个元素。 2. **具体的迭代器（Concrete Iterator）**：实现了上述接口，并跟踪当前遍历的位置。 3. **聚合（Aggregate）**：定义了创建相应迭代器对象的方法接口。 4. **具体的聚合（Concrete Aggregate）**：实现创建具体迭代器的接口，通过调用该方法可以获取到合适的实例。 #### 类图在面向对象设计中，类图用于表示不同类之间的静态关系。对于迭代器模式而言，这种图表展示了迭代器、各种具体迭代器类型、以及聚合和它们的具体实现之间的相互作用方式。 #### 示例代码示例通常使用特定编程语言来展示如何应用该模式。比如，在Java里，`java.util.ArrayList` 类就使用了这一设计模式来遍历列表中的元素。“ArrayList”类内部定义了一个私有静态类“Itr”，它实现了“Iterator”接口，并管理着遍历过程的状态。 ### 详细解释在提供的示例代码中，“Iterator”接口规定了几种方法，包括 `hasNext()`、`next()`、`remove()` 和 `forEachRemaining()`。其中的 `remove()` 和 `forEachRemaining()` 是默认实现的方法，可以被具体迭代器类覆盖。 “Itr”是“Iterator”接口的一个实例，在遍历过程中维护当前的位置和已访问元素的状态。“Itr”的构造函数为私有，这意味着它只能在“ArrayList”内部创建。通过调用“ArrayList”的`iterator()`方法就可以获取到这个具体的迭代器。 “Itr”类的 `hasNext()` 方法用于确认是否还有可遍历的元素；而`next()`方法则返回下一个集合中的项目，并更新迭代器的状态。“remove()”功能是删除最近一次调用`next()`时所返回的那个元素，但是需要注意的是，在未先执行“next()”的情况下直接使用“remove()”，会引发异常。此外，“forEachRemaining(Consumer)`允许传入一个函数式接口作为参数，用于对集合中剩余的每个项目进行操作。 ### 实际应用在Java集合框架内，迭代器模式被应用于所有类型的遍历需求。例如`ListIterator`提供了双向遍历列表的能力；而“Map”则通过其`keySet()`, `entrySet()` 和 `values()` 方法返回了可以用于访问映射内容的视图。该设计模式解决了对集合对象进行统一遍历的问题，同时避免暴露内部结构给外部代码，从而提升了程序的安全性和可维护性。

行为型设计模式之解释器模式.md

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本文介绍了解释器模式，一种在软件开发中用于构建语言解析和处理机制的行为型设计模式，并探讨了其应用场景与实现方式。解释器模式是设计模式中的行为型模式之一，它主要用于将特定上下文（Context）中的语法规则转换成一个具体的对象。这种模式在编译原理、文本分析等领域有广泛应用。通过为一种语言编写解释器，并将其表达为抽象语法树（Abstract Syntax Tree, AST），然后遍历该树执行语义分析。 ### 解释器模式的定义解释器模式提供了一种用于解析特定文法规则的方法，可以将这些规则表示成一组类，每个类对应于一个具体的规则。例如，在编程语言中可为运算符、变量和函数调用等编写相应的解析类。 ### 使用场景 1. 当需要执行一种特定的语言，并且该语言的句子能够被表示成抽象语法树时。 2. 存在一个重复出现的问题，通过组合模式可以更方便地添加或修改结构时。 3. 为了减少使用大量If-Else语句或是Switch语句的情况。 ### 主要角色 1. **抽象表达式（Abstract Expression）**：定义解释器的接口。通常包含一个名为`interpret`的方法。 2. **终结符表达式（Terminal Expression）**：实现与文法中的终结符相关的操作。 3. **非终止符表达式（Nonterminal Expression）**：每条规则对应于一个非终态符号，使用组合结构，并利用其他表达式解释句子。 4. **环境(Context)**：包含解释器之外的全局信息。 ### 类图 - 抽象表达式 (AbstractExpression)：定义了需要实现的方法`interpret` - 终结符表达式(TerminalExpression): 实现终结符相关的操作 - 非终止符表达式(NonterminalExpression): 包含其他表达式的引用，用于解释句子。 - 客户端(Client): 构建或获取表达式，并调用其`interpret`方法。 ### 示例代码假设有一个简单的语言支持加法和乘法运算。以下是该语言的简化示例： ```java // 抽象类定义了接口 interface Expression { int interpret(Context context); } class Number implements Expression { // 终结符表达式实现 private int number; public Number(int value) { this.number = value; } @Override public int interpret(Context context) { return number; } } class Plus implements Expression { // 非终结符表达式的实现 private final Expression leftExpression, rightExpression; public Plus(Expression left, Expression right) { this.leftExpression = left; this.rightExpression = right; } @Override public int interpret(Context context) { return leftExpression.interpret(context) + rightExpression.interpret(context); } } class Context { // 包含全局信息的环境类 } public class InterpreterDemo { public static void main(String[] args) { Expression num1 = new Number(5); Expression num2 = new Number(10); Expression sum = new Plus(num1, num2); Context context = new Context(); int result = sum.interpret(context); System.out.println(结果是： + result); } } ``` ### 工作中的应用场景解释器模式在实际工作中可用于实现规则引擎、工作流定义和执行，以及报表生成器中公式的解析等。例如，在一个报表工具里可能需要处理用户输入的复杂公式；此时可以使用该模式来构建相应的语法树并进行计算。此外，在自然语言处理或形式化验证等领域也有解释器的应用实例。开发者可以根据具体需求对这些模式进行扩展和优化，以适应更复杂的语法规则及表达式的解析任务。

结构型设计模式之装饰者模式.md

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本篇文档深入浅出地介绍了装饰者（Decorator）设计模式的概念、原理及其在实际编程中的应用，帮助读者理解如何动态地给对象添加职责。 ### 装饰者模式装饰者模式是一种结构型设计模式，它允许用户在不改变原有对象的基础上动态地添加额外的职责或行为。与通过继承扩展功能相比，装饰者模式提供了更灵活的扩展方式。 #### 定义与概念装饰者模式主要由以下几个核心角色组成： 1. **组件接口（Component）**：定义一个对象接口，可以给这些对象动态地添加职责。 2. **具体组件（ConcreteComponent）**：定义一个将要被装饰的对象，也就是真正的业务逻辑所在的类。 3. **装饰者抽象类（Decorator）**：维持一个指向组件接口对象的引用，并定义一个与组件接口一致的接口。 4. **具体装饰者（ConcreteDecorator）**：具体的装饰者类，实现装饰功能，即在组件接口对象中添加新的行为。装饰者模式的使用场景包括： - 在运行时需要动态给对象增加职责的情况。 - 当系统需要通过组合方式扩展功能，而不是通过继承的方式。 - 当采用继承的方式会导致类的数量爆炸性增长时，使用装饰者模式可以减少类的数量。 #### 装饰者模式的使用装饰者模式通过组合的方式来实现对组件的装饰。装饰者对象将请求转发给它所装饰的对象，并且可能在将请求转发之前或者之后添加一些额外的功能。下面以一个咖啡的例子来说明装饰者模式的实现。假设我们有一个简单的咖啡接口`ICoffee`，一个具体的咖啡实现`OriginalCoffee`，以及两个装饰者类`MilkDecorator`和`SugarDecorator`，它们分别代表加奶和加糖的行为。 ```java public interface ICoffee { void makeCoffee(); } public class OriginalCoffee implements ICoffee { @Override public void makeCoffee() { System.out.print(原味咖啡); } } public abstract class CoffeeDecorator implements ICoffee { protected final ICoffee coffee; public CoffeeDecorator(ICoffee coffee) { this.coffee = coffee; } @Override public void makeCoffee() { coffee.makeCoffee(); } } public class MilkDecorator extends CoffeeDecorator { public MilkDecorator(ICoffee coffee) { super(coffee); } @Override public void makeCoffee() { super.makeCoffee(); addMilk(); } private void addMilk() { System.out.print(加奶); } } public class SugarDecorator extends CoffeeDecorator { public SugarDecorator(ICoffee coffee) { super(coffee); } @Override public void makeCoffee() { super.makeCoffee(); addSugar(); } private void addSugar() { System.out.print(加糖); } } public class Client { public static void main(String[] args) { ICoffee coffee = new OriginalCoffee(); coffee.makeCoffee(); System.out.println(); coffee = new MilkDecorator(coffee); coffee.makeCoffee(); System.out.println(); coffee = new SugarDecorator(coffee); coffee.makeCoffee(); } } ``` 当程序运行时，客户端代码首先创建了一个`OriginalCoffee`对象，代表原味咖啡。然后，通过`MilkDecorator`装饰者添加了加奶的行为，再通过`SugarDecorator`装饰者添加了加糖的行为，最终输出了原味咖啡加奶再加糖的整个过程。装饰者模式可以创建一个装饰者栈，这样可以按照需求将任意多的装饰者对象叠加到一个组件上。使用装饰者模式可以避免创建大量只是因为扩展功能而略有不同的子类。 #### 装饰者模式与代理模式的区别装饰者模式和代理模式都是通过组合来扩展对象，但它们的重点不同。装饰者模式侧重于动态地为对象增加职责或行为，而代理模式则主要控制对对象的访问。例如，代理通常用于实现安全性、延迟加载等功能。在结构上，一般情况下一个系统中只有一个代理类，而在装饰者模式下可能形成多个层次的装饰链（即多个装饰者叠加）。因此，在实际应用时需要根据具体需求选择合适的模式来使用。

设计模式之创建型-构建者模式.md

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本文档深入探讨了软件工程中的设计模式之一——构建者模式，专注于其在创建型模式分类下的应用和优势。通过实例解析如何使用该模式提高代码可维护性和灵活性。构建者模式是一种创建型设计模式，它允许用户通过指定复杂对象的类型和内容来逐步创建它们。该模式分离了对象的构建过程与表示方式，使得能够以不同的形式展现同一类型的构造流程而不必改变整个制造方法。在软件开发中，这个模型特别适用于以下情况： 1. 当需要独立于组成部分及装配步骤设计复杂的生成算法时。 2. 如果产品有多种可能的表现形态，并且这些不同表现必须通过相同的构建过程来实现的话。模式涉及的主要角色包括： 1. 产品（Product）：最终创建的复杂对象。通常，这个角色由特定类表示，在示例中是Computer类。 2. 建造者接口（Builder）：定义了生成复杂对象的方法集合，并且需要被具体实施来构建这些产物。在例子中的实现为ComputerBuilder接口。 3. 具体建造者（Concrete Builder）：实现了BuilderInterface，完成特定产品的构造和组装过程。示例中由LenovoComputerBuilder和MacComputerBuilder类表示。 4. 指挥者（Director）：使用BuilderInterface的对象来指导构建流程的执行，并确保遵循正确的步骤去创建复杂的产品表现形式。在案例里是通过ComputerDirector类实现。这些角色之间的协作关系可以通过其构造图示清楚地看到，其中指挥者负责协调建造者的活动以生成产品对象。实例代码展示了如何应用这种设计模式。首先定义了需要构建的计算机（如包含CPU、RAM等核心组件以及USB端口数量和显示器键盘等可选配件）的具体类Computer。接着是抽象Builder类ComputerBuilder的规定——所有具体构造者都必须实现的方法，包括设置USB接口数、显示设备及按键布局，并最终完成产品的制造。两个具体的建造者LenovoComputerBuilder和MacComputerBuilder继承自上述的BuilderInterface并实现了各自的构建逻辑来生产联想与苹果品牌的电脑产品。同时，计算机指挥器类ComputerDirector通过makeComputer()方法根据传递给它的具体构造者的实例设置各种配件数量以及其它可选配置，并最终生成一个完整的计算机对象。客户端代码通过创建特定的建造者实例并将它们提供给指令者类以获得所需的产品形式；这种方式使生产逻辑与客户使用端解耦，从而简化了构建过程和产品的细节。该模式的优点在于： - 支持逐步构造复杂的物体。 - 封装并隐藏了生成的具体步骤。 - 提供了一种控制产品创建方式的方法。 - 允许不同的表示方案的产品对象的产生。 - 增强系统的灵活性及可扩展性。然而，其缺点包括： - 如果产品的构建过程相对简单，则使用该模式可能会增加不必要的复杂度。 - 客户端可能需要更多的时间来理解如何应用这种设计模型。

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