Przykłady wzorców projektowych GoF w podstawowych bibliotekach Java

672

Uczę się wzorców projektowych Java GoF i chcę zobaczyć ich przykłady z życia. Jakie są dobre przykłady wzorców projektowych w podstawowych bibliotekach Java?

java oop design-patterns java-api unj2
źródło

3229

Przegląd wielu wzorców projektowych można znaleźć w Wikipedii . Wspomina również, które wzory są wymienione przez GoF. Podsumuję je tutaj i spróbuję przypisać jak najwięcej implementacji wzorców, które można znaleźć zarówno w interfejsach API Java SE, jak i Java EE.

Wzory kreacyjne

Fabryka abstrakcyjna ^{_{(rozpoznawalna za pomocą metod kreacji zwracających samą fabrykę, która z kolei może zostać wykorzystana do stworzenia innego typu abstrakcyjnego / interfejsu)}}

Builder ^{_{(rozpoznawalny przez metody kreacyjne zwracające samą instancję)}}

java.lang.StringBuilder#append() (niezsynchronizowany)
java.lang.StringBuffer#append() (zsynchronizowany)
java.nio.ByteBuffer#put()(także w CharBuffer, ShortBuffer, IntBuffer, LongBuffer, FloatBufferi DoubleBuffer)
javax.swing.GroupLayout.Group#addComponent()
Wszystkie wdrożenia java.lang.Appendable
java.util.stream.Stream.Builder

Metoda fabryczna ^{_{(rozpoznawalna przez metody kreacyjne zwracające implementację typu abstrakcyjnego / interfejsu)}}

java.util.Calendar#getInstance()
java.util.ResourceBundle#getBundle()
java.text.NumberFormat#getInstance()
java.nio.charset.Charset#forName()
java.net.URLStreamHandlerFactory#createURLStreamHandler(String) (Zwraca obiekt singletonu według protokołu)
java.util.EnumSet#of()
javax.xml.bind.JAXBContext#createMarshaller() i inne podobne metody

Prototyp ^{_{(rozpoznawalny za pomocą metod kreacyjnych zwracających inne wystąpienie o tych samych właściwościach)}}

java.lang.Object#clone()(klasa musi zaimplementować java.lang.Cloneable)

Singleton ^{_{(rozpoznawalny za pomocą metod kreacyjnych zwracających za każdym razem tę samą instancję (zwykle samą)}}

Wzory strukturalne

Adapter ^{_{(rozpoznawalny przez metody kreacyjne biorąc instancję innego typu abstrakcyjnego / interfejsu i zwracając implementację własnego / innego typu abstrakcyjnego / interfejsu, który ozdabia / zastępuje daną instancję)}}

java.util.Arrays#asList()
java.util.Collections#list()
java.util.Collections#enumeration()
java.io.InputStreamReader(InputStream)(zwraca a Reader)
java.io.OutputStreamWriter(OutputStream)(zwraca a Writer)
javax.xml.bind.annotation.adapters.XmlAdapter#marshal() i #unmarshal()

Bridge ^{_{(rozpoznawalny przez metody kreacyjne pobierające instancję innego typu abstrakcyjnego / interfejsu i zwracające implementację własnego typu abstrakcyjnego / interfejsu, który deleguje / używa danej instancji)}}

Jeszcze nie przychodzi mi na myśl. Fikcyjnym przykładem może być new LinkedHashMap(LinkedHashSet<K>, List<V>)niemodyfikowana połączona mapa, która nie klonuje przedmiotów, ale używa ich. java.util.Collections#newSetFromMap()I singletonXXX()metody jednak zbliża.

Złożony ^{_{(rozpoznawalny przez metody behawioralne uwzględniające instancję tego samego typu abstrakcyjnego / interfejsu w strukturze drzewa)}}

java.awt.Container#add(Component) (praktycznie cały Swing w ten sposób)
javax.faces.component.UIComponent#getChildren() (praktycznie w całym interfejsie JSF)

Dekorator ^{_{(rozpoznawalny przez metody kreacyjne wykorzystujące instancję tego samego typu abstrakcyjnego / interfejsu, co dodaje dodatkowe zachowanie)}}

Wszystkie podklasy java.io.InputStream, OutputStream, Readeri Writerma konstruktora biorąc instancji tego samego typu.
java.util.Collections, Z checkedXXX(), synchronizedXXX()i unmodifiableXXX()metod.
javax.servlet.http.HttpServletRequestWrapper i HttpServletResponseWrapper
javax.swing.JScrollPane

Fasada ^{_{(rozpoznawalna przez metody behawioralne, które wewnętrznie wykorzystują instancje różnych niezależnych typów abstrakcyjnych / interfejsów)}}

javax.faces.context.FacesContext, To wewnętrznie wykorzystuje m.in. abstrakcyjne typy interfejsów / LifeCycle, ViewHandler, NavigationHandleri wiele innych bez że Użytkownik końcowy musi martwić się o to (które są jednak na sterowanie ręczne przez wstrzyknięcie).
javax.faces.context.ExternalContext, Wykorzystująca wewnętrzne ServletContext, HttpSession, HttpServletRequest, HttpServletResponse, etc.

Flyweight ^{_{(rozpoznawalny dzięki kreatywnym metodom zwracającym buforowaną instancję, nieco pomysł „multiton”)}}

java.lang.Integer#valueOf(int)(także w Boolean, Byte, Character, Short, Longi BigDecimal)

Proxy ^{_{(recognizeable metodami kreacyjnych który zwraca realizację danego typu interfejsu Streszczenie / co z kolei delegatów / wykorzystuje się inną realizację danego typu abstract interfejsu /)}}

Wzorce zachowań

Łańcuch odpowiedzialności ^{_{(rozpoznawalny przez metody behawioralne, które (pośrednio) wywołują tę samą metodę w innej implementacji tego samego typu abstrakcyjnego / interfejsu w kolejce)}}

Komenda ^{_{(rozpoznawalna przez metody behawioralne w typie abstrakcyjnym / interfejsu, który wywołuje metodę w implementacji innego typu abstrakcyjnego / interfejsu, który został enkapsulowany przez implementację komendy podczas jej tworzenia)}}

Wszystkie wdrożenia java.lang.Runnable
Wszystkie wdrożenia javax.swing.Action

Interpreter ^{_{(rozpoznawalny przez metody behawioralne zwracające strukturalnie inną instancję / typ danej instancji / typu; zauważ, że parsowanie / formatowanie nie jest częścią wzorca, określanie wzorca i sposób jego zastosowania)}}

java.util.Pattern
java.text.Normalizer
Wszystkie podklasy java.text.Format
Wszystkie podklasy javax.el.ELResolver

Iterator ^{_{(rozpoznawalny przez metody behawioralne sekwencyjnie zwracające instancje innego typu niż kolejka)}}

Wszystkie wdrożenia java.util.Iterator(a więc także także java.util.Scanner!).
Wszystkie wdrożenia java.util.Enumeration

Mediator ^{_{(rozpoznawalny przez metody behawioralne przyjmujące instancję różnego typu abstrakcyjnego / interfejsu (zwykle przy użyciu wzorca poleceń), która deleguje / używa danej instancji)}}

java.util.Timer(wszystkie scheduleXXX()metody)
java.util.concurrent.Executor#execute()
java.util.concurrent.ExecutorService( invokeXXX()i submit()metody)
java.util.concurrent.ScheduledExecutorService(wszystkie scheduleXXX()metody)
java.lang.reflect.Method#invoke()

Memento ^{_{(rozpoznawalny przez metody behawioralne, które wewnętrznie zmieniają stan całej instancji)}}

java.util.Date(robią to metody ustawiające, Datejest wewnętrznie reprezentowane przez longwartość)
Wszystkie wdrożenia java.io.Serializable
Wszystkie wdrożenia javax.faces.component.StateHolder

Observer (lub Publish / Subscribe) ^{_{(rozpoznawalny przez metody behawioralne, które wywołują metodę na instancji innego typu abstrakcyjnego / typu interfejsu, w zależności od własnego stanu)}}

java.util.Observer/ java.util.Observable(rzadko używany w prawdziwym świecie)
Wszystkie implementacje java.util.EventListener(praktycznie całego Swinga)
javax.servlet.http.HttpSessionBindingListener
javax.servlet.http.HttpSessionAttributeListener
javax.faces.event.PhaseListener

Stan ^{_{(rozpoznawalny przez metody behawioralne, które zmieniają swoje zachowanie w zależności od stanu instancji, który można kontrolować zewnętrznie)}}

javax.faces.lifecycle.LifeCycle#execute()(kontrolowane przez FacesServletzachowanie jest zależne od bieżącej fazy (stanu) cyklu życia JSF)

Strategia ^{_{(rozpoznawalna przez metody behawioralne w typie abstrakcyjnym / interfejsu, który wywołuje metodę w implementacji innego typu abstrakcyjnego / interfejsu, który został przekazany jako argument metody do implementacji strategii)}}

java.util.Comparator#compare(), wykonane między innymi Collections#sort().
javax.servlet.http.HttpServlet, service()wszystkie i wszystkie doXXX()metody przyjmują HttpServletRequesti HttpServletResponseimplementator musi je przetworzyć (i nie przyjmować ich jako zmiennych instancji!).
javax.servlet.Filter#doFilter()

Metoda szablonu ^{_{(rozpoznawalna przez metody behawioralne, które mają już „domyślne” zachowanie zdefiniowane przez typ abstrakcyjny)}}

Wszystkie non-streszczenie metody java.io.InputStream, java.io.OutputStream, java.io.Readeri java.io.Writer.
Wszystkie non-streszczenie metody java.util.AbstractList, java.util.AbstractSeti java.util.AbstractMap.
javax.servlet.http.HttpServlet, wszystkie doXXX()metody domyślnie wysyłają do odpowiedzi błąd 405 „Metoda niedozwolona” HTTP 405. Możesz dowolnie je wdrożyć.

Gość ^{_{(rozpoznawalny przez dwa różne typy abstrakcyjne / interfejs, który ma zdefiniowane metody, które biorą drugi typ abstrakcyjny / interfejs; ten w rzeczywistości wywołuje metodę drugiego, a drugi wykonuje na nim pożądaną strategię)}}

BalusC
źródło

23

imponujące .. :) +1. javax.lang.model.elementokreśla odwiedzających;) Nie jestem do końca pewien, czy doXXXi doFiltersą „strategiami”.

Bozho

16

Wspomniane konstruktory, np. StrinbgBuilder, nie są przykładem Wzorca konstruktora. Bardzo częstym błędem jest jednak

uważanie

77

@BalusC, mam do ciebie pytanie. Czy przeczytałeś CAŁY kod źródłowy Java i JSF?

Tapas Bose

20

@Tapas: Nie przeczytałem wszystkiego, tylko części, których potrzebowałem, lub byłem po prostu ciekawy, jak to zrobili.

BalusC

7

Większość przykładów pod „Fabryczną metodą” to przykłady „statycznej fabryki”, która nie jest wzorem GoF. Niepoprawne.

okaziciela pierścienia

107

Wzór obserwatora podczas całej huśtawki ( Observable, Observer)
MVC również w rozkwicie
Wzór adapter: InputStreamReader i OutputStreamWriter UWAGA: ContainerAdapter, ComponentAdapter, FocusAdapter, KeyAdapter, MouseAdapterto nie adaptery; w rzeczywistości są to obiekty zerowe. Zły wybór nazewnictwa przez Sun.
Wzór dekoratora ( BufferedInputStreammoże ozdobić inne strumienie, takie jak FilterInputStream)
AbstractFactory Pattern dla AWT Toolkit i Swing wtykowych klas look-and-feel
java.lang.Runtime#getRuntime() jest Singleton
ButtonGroup dla wzoru Mediator
Action, AbstractActionmoże być używany do różnych prezentacji wizualnych w celu wykonania tego samego kodu -> Wzorzec poleceń
Interned Strings lub CellRender w JTable dla Flyweight Pattern (Pomyśl również o różnych pulach - Pule wątków, pule połączeń, pule obiektów EJB - Flyweight tak naprawdę dotyczy zarządzania zasobami współdzielonymi)
Model zdarzeń Java 1.0 jest przykładem łańcucha odpowiedzialności, podobnie jak filtry serwletów.
Wzór iteratora w ramach kolekcji
Zagnieżdżone kontenery w AWT / Swing używają wzoru Composite
Menedżery układu w AWT / Swing są przykładem strategii

i wiele innych

fluktuacji
źródło

1

Dzięki za wskazówkę na temat MouseAdapter. Znalazłem tę egzaplanację: stackoverflow.com/questions/9244185/…

Lincoln

Pamiętaj, że Swing jest luźno oparty na MVC. Zawinął widok i kontroler w jedną klasę.

Matthias Braun

51

Flyweight jest używany z niektórymi wartościami Byte, Short, Integer, Long i String.
Fasada jest używana w wielu miejscach, ale najbardziej oczywiste są interfejsy skryptów.
Singleton - java.lang.Runtime przychodzi na myśl.
Fabryka abstrakcyjna - także skrypty i interfejs API JDBC.
Polecenie - Cofnij / Ponów TextComponent.
Interpreter - API RegEx (java.util.regex. ) I SQL (java.sql. ).
Prototyp - Nie jestem w 100% pewien, czy to się liczy, ale myślę, clone()że w tym celu można zastosować metodę.

NawaMan
źródło

1

Odnośnie muszej wzoru: może to być układ z różnych zarządców java.awti java.swingpakiety. Rzeczywiście, mają one prawie identyczne wewnętrzne atrybuty, a zewnętrzne atrybuty są różnymi składnikami interfejsu użytkownika, które układają w formie interfejsu użytkownika.

Witalij

@NawaMan Powiedziałeś 5. Comand TextComponent's Undo / Redo. Myślę, że to pamiątka, a nie rozkaz. Lub najprawdopodobniej jedno i drugie.

Stimpson Cat

Czy możesz mi pomóc w pokrewnym pytaniu - stackoverflow.com/questions/61284856/… . Użyłem wzorca poleceń w tym prostym przykładzie, ale nie jestem pewien, czy jest to właściwy sposób rozwiązania mojego problemu.

Tom Joe

42

RMI opiera się na Proxy.

Powinno być możliwe zacytowanie jednego z większości 23 wzorów w GoF:

Fabryka abstrakcyjna: interfejsy java.sql otrzymują swoje konkretne implementacje z JDBC JAR po zarejestrowaniu sterownika.
Konstruktor: java.lang.StringBuilder.
Metoda fabryczna: między innymi fabryki XML.
Prototyp: Może klon (), ale nie jestem pewien, czy to kupuję.
Singleton: java.lang.System
Adapter: Klasy adapterów w java.awt.event, np. WindowAdapter.
Bridge: Klasy kolekcji w java.util. Lista zaimplementowana przez ArrayList.
Kompozyt: java.awt. java.awt.Component + java.awt.Container
Dekorator: Cały pakiet java.io.
Fasada: ExternalContext zachowuje się jak fasada do wykonywania plików cookie, zakresu sesji i podobnych operacji.
Flyweight: liczba całkowita, postać itp.
Proxy: pakiet java.rmi
Łańcuch odpowiedzialności: filtry serwletów
Polecenie: elementy menu Swing
Tłumacz: Nie bezpośrednio w JDK, ale JavaCC z pewnością tego używa.
Iterator: interfejs java.util.Iterator; nie może być jaśniejsze niż to.
Mediator: JMS?
Memento:
Observer: java.util.Observer/Observable (choć źle zrobiony)
Stan:
Strategia:
Szablon:
Gość:

Nie mogę wymyślić przykładów w Javie dla 10 z 23, ale jutro zobaczę, czy dam radę. Po to jest edycja.

duffymo
źródło

28

Wzór Abstract Factory jest używany w różnych miejscach. Na przykład DatagramSocketImplFactory, PreferencesFactory. Istnieje wiele innych --- przeszukaj Javadoc w poszukiwaniu interfejsów, które mają w nazwie słowo „Factory”.

Jest też kilka przykładów wzorca fabrycznego.

uckelman
źródło

22

Mimo tego, że jestem zepsuty, ten interfejs API Java XML bardzo często korzysta z Factory. Popatrz na to:

Document doc = DocumentBuilderFactory.newInstance().newDocumentBuilder().parse(source);
String title = XPathFactory.newInstance().newXPath().evaluate("//title", doc);

...i tak dalej i tak dalej.

Dodatkowo różne bufory (StringBuffer, ByteBuffer, StringBuilder) korzystają z Buildera.

Esko
źródło

21

Metoda fabryczna

java.util.Collection # Iterator jest dobrym przykładem metody fabrycznej. W zależności od konkretnej podklasy Collection, której używasz, utworzy ona implementację Iterator. Ponieważ zarówno superklasa Factory (kolekcja), jak i utworzony Iterator są interfejsami, czasami jest mylona z AbstractFactory. Większość przykładów AbstractFactory w przyjętej odpowiedzi (BalusC) to przykłady Factory , uproszczonej wersji Factory Method, która nie jest częścią oryginalnych wzorców GoF. W Facory hierarchia klas fabryki jest zwinięta, a fabryka używa innych środków, aby wybrać produkt do zwrotu.

Fabryka abstrakcyjna

Fabryka abstrakcyjna ma wiele metod fabrycznych, z których każda tworzy inny produkt. Produkty wytwarzane przez jedną fabrykę są przeznaczone do wspólnego użytku (drukarka i wkłady powinny być z tej samej (abstrakcyjnej) fabryki). Jak wspomniano w odpowiedziach powyżej, rodziny komponentów AWT GUI, różniących się między platformami, są tego przykładem (chociaż jego implementacja różni się od struktury opisanej w Gof).

Catweazle
źródło

Przykłady wzorców projektowych GoF w podstawowych bibliotekach Java

Odpowiedzi:

Wzory kreacyjne

Fabryka abstrakcyjna (rozpoznawalna za pomocą metod kreacji zwracających samą fabrykę, która z kolei może zostać wykorzystana do stworzenia innego typu abstrakcyjnego / interfejsu)

Builder (rozpoznawalny przez metody kreacyjne zwracające samą instancję)

Metoda fabryczna (rozpoznawalna przez metody kreacyjne zwracające implementację typu abstrakcyjnego / interfejsu)

Prototyp (rozpoznawalny za pomocą metod kreacyjnych zwracających inne wystąpienie o tych samych właściwościach)

Singleton (rozpoznawalny za pomocą metod kreacyjnych zwracających za każdym razem tę samą instancję (zwykle samą)

Wzory strukturalne

Adapter (rozpoznawalny przez metody kreacyjne biorąc instancję innego typu abstrakcyjnego / interfejsu i zwracając implementację własnego / innego typu abstrakcyjnego / interfejsu, który ozdabia / zastępuje daną instancję)

Bridge (rozpoznawalny przez metody kreacyjne pobierające instancję innego typu abstrakcyjnego / interfejsu i zwracające implementację własnego typu abstrakcyjnego / interfejsu, który deleguje / używa danej instancji)

Złożony (rozpoznawalny przez metody behawioralne uwzględniające instancję tego samego typu abstrakcyjnego / interfejsu w strukturze drzewa)

Dekorator (rozpoznawalny przez metody kreacyjne wykorzystujące instancję tego samego typu abstrakcyjnego / interfejsu, co dodaje dodatkowe zachowanie)

Fasada (rozpoznawalna przez metody behawioralne, które wewnętrznie wykorzystują instancje różnych niezależnych typów abstrakcyjnych / interfejsów)

Flyweight (rozpoznawalny dzięki kreatywnym metodom zwracającym buforowaną instancję, nieco pomysł „multiton”)

Proxy (recognizeable metodami kreacyjnych który zwraca realizację danego typu interfejsu Streszczenie / co z kolei delegatów / wykorzystuje się inną realizację danego typu abstract interfejsu /)

Wzorce zachowań

Łańcuch odpowiedzialności (rozpoznawalny przez metody behawioralne, które (pośrednio) wywołują tę samą metodę w innej implementacji tego samego typu abstrakcyjnego / interfejsu w kolejce)

Komenda (rozpoznawalna przez metody behawioralne w typie abstrakcyjnym / interfejsu, który wywołuje metodę w implementacji innego typu abstrakcyjnego / interfejsu, który został enkapsulowany przez implementację komendy podczas jej tworzenia)

Interpreter (rozpoznawalny przez metody behawioralne zwracające strukturalnie inną instancję / typ danej instancji / typu; zauważ, że parsowanie / formatowanie nie jest częścią wzorca, określanie wzorca i sposób jego zastosowania)

Iterator (rozpoznawalny przez metody behawioralne sekwencyjnie zwracające instancje innego typu niż kolejka)

Mediator (rozpoznawalny przez metody behawioralne przyjmujące instancję różnego typu abstrakcyjnego / interfejsu (zwykle przy użyciu wzorca poleceń), która deleguje / używa danej instancji)

Memento (rozpoznawalny przez metody behawioralne, które wewnętrznie zmieniają stan całej instancji)

Observer (lub Publish / Subscribe) (rozpoznawalny przez metody behawioralne, które wywołują metodę na instancji innego typu abstrakcyjnego / typu interfejsu, w zależności od własnego stanu)

Stan (rozpoznawalny przez metody behawioralne, które zmieniają swoje zachowanie w zależności od stanu instancji, który można kontrolować zewnętrznie)

Strategia (rozpoznawalna przez metody behawioralne w typie abstrakcyjnym / interfejsu, który wywołuje metodę w implementacji innego typu abstrakcyjnego / interfejsu, który został przekazany jako argument metody do implementacji strategii)

Metoda szablonu (rozpoznawalna przez metody behawioralne, które mają już „domyślne” zachowanie zdefiniowane przez typ abstrakcyjny)

Gość (rozpoznawalny przez dwa różne typy abstrakcyjne / interfejs, który ma zdefiniowane metody, które biorą drugi typ abstrakcyjny / interfejs; ten w rzeczywistości wywołuje metodę drugiego, a drugi wykonuje na nim pożądaną strategię)