Примеры шаблонов проектирования GoF в основных библиотеках Java

Я изучаю шаблоны проектирования GoF Java и хочу увидеть некоторые из них в реальной жизни. Каковы некоторые хорошие примеры этих шаблонов проектирования в основных библиотеках Java?

Вы можете найти обзор многих шаблонов дизайна в Википедии . Также упоминается, какие шаблоны упоминаются GoF. Я суммирую их здесь и попытаюсь назначить как можно больше реализаций шаблонов, как в Java SE, так и в Java EE API.

Творческие образцы

Абстрактная фабрика ^{_{(распознаваемая креативными методами, возвращающими саму фабрику, которая, в свою очередь, может использоваться для создания другого абстрактного / интерфейсного типа)}}

• javax.xml.parsers.DocumentBuilderFactory#newInstance()
• javax.xml.transform.TransformerFactory#newInstance()
• javax.xml.xpath.XPathFactory#newInstance()

Builder ^{_{(распознается креативными методами, возвращающими сам экземпляр)}}

• java.lang.StringBuilder#append() (Несинхронизированный)
• java.lang.StringBuffer#append() (Синхронизированы)
• java.nio.ByteBuffer#put()(также на CharBuffer, ShortBuffer, IntBuffer, LongBuffer, FloatBufferи DoubleBuffer)
• javax.swing.GroupLayout.Group#addComponent()
• Все реализации java.lang.Appendable
• java.util.stream.Stream.Builder

Фабричный метод ^{_{(распознаваемый креативными методами, возвращающими реализацию абстрактного / интерфейсного типа)}}

• java.util.Calendar#getInstance()
• java.util.ResourceBundle#getBundle()
• java.text.NumberFormat#getInstance()
• java.nio.charset.Charset#forName()
• java.net.URLStreamHandlerFactory#createURLStreamHandler(String) (Возвращает одноэлементный объект по протоколу)
• java.util.EnumSet#of()
• javax.xml.bind.JAXBContext#createMarshaller() и другие подобные методы

Прототип ^{_{(распознается креативными методами, возвращающими другой экземпляр самого себя с теми же свойствами)}}

• java.lang.Object#clone()(класс должен реализовать java.lang.Cloneable)

Синглтон ^{_{(распознаваемый креативными методами, возвращающими один и тот же экземпляр (обычно самого себя) каждый раз)}}

• java.lang.Runtime#getRuntime()
• java.awt.Desktop#getDesktop()
• java.lang.System#getSecurityManager()

Структурные узоры

Адаптер ^{_{(распознаваемый креативными методами, берущими экземпляр другого абстрактного / интерфейсного типа и возвращающий реализацию собственного / другого абстрактного / интерфейсного типа, который украшает / переопределяет данный экземпляр)}}

• java.util.Arrays#asList()
• java.util.Collections#list()
• java.util.Collections#enumeration()
• java.io.InputStreamReader(InputStream)(возвращает Reader)
• java.io.OutputStreamWriter(OutputStream)(возвращает Writer)
• javax.xml.bind.annotation.adapters.XmlAdapter#marshal() а также #unmarshal()

Мост ^{_{(распознаваемый креативными методами, берущими экземпляр другого абстрактного / интерфейсного типа и возвращающий реализацию собственного абстрактного / интерфейсного типа, который делегирует / использует данный экземпляр)}}

• Никто еще не приходит в голову. В качестве примера можно привести new LinkedHashMap(LinkedHashSet<K>, List<V>)возвращаемую неизменяемую связанную карту, которая не клонирует элементы, а использует их. java.util.Collections#newSetFromMap()И singletonXXX()методы , однако сближается.

Составной ^{_{(распознается поведенческими методами, берущими экземпляр одного и того же абстрактного / интерфейсного типа в древовидную структуру)}}

• java.awt.Container#add(Component) (практически на всем протяжении свинга)
• javax.faces.component.UIComponent#getChildren() (практически во всем интерфейсе JSF)

Декоратор ^{_{(распознаваемый креативными методами, использующими экземпляр того же типа абстрактного / интерфейса, который добавляет дополнительное поведение)}}

• Все подклассы java.io.InputStream, OutputStream, Readerи Writerесть конструктор , принимающий экземпляр того же типа.
• java.util.Collections, То checkedXXX(), synchronizedXXX()и unmodifiableXXX()методы.
• javax.servlet.http.HttpServletRequestWrapper а также HttpServletResponseWrapper
• javax.swing.JScrollPane

Фасад ^{_{(распознаваемый поведенческими методами, которые внутренне используют экземпляры различных независимых абстрактных / интерфейсных типов)}}

• javax.faces.context.FacesContextОн внутренне использует среди других абстрактных типов / интерфейса LifeCycle, ViewHandler, NavigationHandlerи многое другое без того , чтобы конечный пользователь должен беспокоиться об этом (которые , однако переписываемыми путем инъекции).
• javax.faces.context.ExternalContext, Который используется внутри ServletContext, HttpSession, HttpServletRequest, HttpServletResponseи т.д.

Flyweight ^{_{(распознается креативными методами, возвращающими кешированный экземпляр, немного «многотонная» идея)}}

• java.lang.Integer#valueOf(int)(также на Boolean, Byte, Character, Short, Longи BigDecimal)

Прокси ^{_{(узнаваема с помощью порождающих методов , который возвращает реализацию данного типа абстрактного / интерфейса , который , в свою очередь делегатов / использует в другую реализацию данного типа абстрактного / интерфейса)}}

• java.lang.reflect.Proxy
• java.rmi.*
• javax.ejb.EJB( объяснение здесь )
• javax.inject.Inject( объяснение здесь )
• javax.persistence.PersistenceContext

Поведенческие модели

Цепочка ответственности ^{_{(распознается поведенческими методами, которые (косвенно) вызывают тот же метод в другой реализации того же абстрактного / интерфейсного типа в очереди)}}

• java.util.logging.Logger#log()
• javax.servlet.Filter#doFilter()

Команда ^{_{(распознаваемая поведенческими методами в абстрактном / интерфейсном типе, который вызывает метод в реализации другого абстрактного / интерфейсного типа, который был инкапсулирован реализацией команды во время ее создания)}}

• Все реализации java.lang.Runnable
• Все реализации javax.swing.Action

Интерпретатор ^{_{(распознается поведенческими методами, возвращающими структурно другой экземпляр / тип данного экземпляра / типа; обратите внимание, что синтаксический анализ / форматирование не является частью шаблона, определяя шаблон и способ его применения)}}

• java.util.Pattern
• java.text.Normalizer
• Все подклассы java.text.Format
• Все подклассы javax.el.ELResolver

Итератор ^{_{(распознается поведенческими методами, последовательно возвращающими экземпляры другого типа из очереди)}}

• Все реализации java.util.Iterator(таким образом, среди других также java.util.Scanner!).
• Все реализации java.util.Enumeration

Посредник ^{_{(распознаваемый поведенческими методами, берущими экземпляр другого абстрактного / интерфейсного типа (обычно использующий шаблон команды), который делегирует / использует данный экземпляр)}}

• java.util.Timer(все scheduleXXX()методы)
• java.util.concurrent.Executor#execute()
• java.util.concurrent.ExecutorService( invokeXXX()и submit()методы)
• java.util.concurrent.ScheduledExecutorService(все scheduleXXX()методы)
• java.lang.reflect.Method#invoke()

Памятка ^{_{(распознаваемая поведенческими методами, которые внутренне изменяют состояние всего экземпляра)}}

• java.util.Date(методы сеттера делают это, Dateвнутренне представлены longзначением)
• Все реализации java.io.Serializable
• Все реализации javax.faces.component.StateHolder

Наблюдатель (или Публикация / подписка) ^{_{(распознается поведенческими методами, которые вызывают метод в экземпляре другого абстрактного / интерфейсного типа, в зависимости от собственного состояния)}}

• java.util.Observer/ java.util.Observable(хотя редко используется в реальном мире)
• Все реализации java.util.EventListener(практически во всем Swing)
• javax.servlet.http.HttpSessionBindingListener
• javax.servlet.http.HttpSessionAttributeListener
• javax.faces.event.PhaseListener

Состояние ^{_{(распознается поведенческими методами, которые изменяют свое поведение в зависимости от состояния экземпляра, которым можно управлять извне)}}

• javax.faces.lifecycle.LifeCycle#execute()(контролируется FacesServlet, поведение зависит от текущей фазы (состояния) жизненного цикла JSF)

Стратегия ^{_{(распознается поведенческими методами в абстрактном / интерфейсном типе, который вызывает метод в реализации другого абстрактного / интерфейсного типа, который был передан в качестве аргумента метода в реализацию стратегии)}}

• java.util.Comparator#compare(), выполненный среди других Collections#sort().
• javax.servlet.http.HttpServlet, service()и все doXXX()методы принимают HttpServletRequestи HttpServletResponseи разработчик должен их обработать (а не использовать их как переменные экземпляра!).
• javax.servlet.Filter#doFilter()

Шаблонный метод ^{_{(распознаваемый поведенческими методами, которые уже имеют поведение «по умолчанию», определенное абстрактным типом)}}

• Все не абстрактные методы java.io.InputStream, java.io.OutputStream, java.io.Readerи java.io.Writer.
• Все не абстрактные методы java.util.AbstractList, java.util.AbstractSetи java.util.AbstractMap.
• javax.servlet.http.HttpServletвсе doXXX()методы по умолчанию отправляют в ответ ошибку HTTP 405 «Метод не разрешен». Вы свободны, чтобы реализовать ни один или любой из них.

Посетитель ^{_{(распознаваемый по двум разным типам абстрактных / интерфейсов, в которых определены методы, каждый из которых принимает другой тип абстрактных / интерфейсных: один фактически вызывает метод другого, а другой выполняет для него требуемую стратегию)}}

• javax.lang.model.element.AnnotationValue а также AnnotationValueVisitor
• javax.lang.model.element.Element а также ElementVisitor
• javax.lang.model.type.TypeMirror а также TypeVisitor
• java.nio.file.FileVisitor а также SimpleFileVisitor
• javax.faces.component.visit.VisitContext а также VisitCallback

1. Схема наблюдателя на протяжении всего колебания ( Observable, Observer)
2. MVC также в разгаре
3. Шаблон адаптера: InputStreamReader и OutputStreamWriter Примечание: ContainerAdapter, ComponentAdapter, FocusAdapter, KeyAdapter, MouseAdapterявляются не адаптеры; они на самом деле нулевые объекты. Плохой выбор имен от Sun.
4. Шаблон декоратора ( BufferedInputStreamможет украшать другие потоки, такие как FilterInputStream)
5. Шаблон AbstractFactory для AWT Toolkit и подключаемых классов Swing.
6. java.lang.Runtime#getRuntime() Синглтон
7. ButtonGroup для образца медиатора
8. Action, AbstractActionможет использоваться для разных визуальных представлений для выполнения одного и того же кода -> Шаблон команды
9. Interned Strings или CellRender в JTable for Flyweight Pattern (также подумайте о различных пулах - Пулы потоков, пулы соединений, пулы объектов EJB - Flyweight действительно об управлении общими ресурсами)
10. Модель событий Java 1.0, как и фильтры сервлетов, является примером цепочки ответственности.
11. Шаблон итератора в платформе коллекций
12. Вложенные контейнеры в AWT / Swing используют шаблон Composite.
13. Менеджеры по раскладке в AWT / Swing являются примером стратегии

и многое другое, я думаю,

1. Flyweight используется с некоторыми значениями Byte, Short, Integer, Long и String.
2. Фасад используется во многих местах, но наиболее очевидным является интерфейс сценариев.
3. Синглтон - java.lang. Время приходит на ум.
4. Абстрактная Фабрика - Также Сценарии и JDBC API.
5. Команда - Отмена / Повторить TextComponent.
6. Интерпретатор - RegEx (java.util.regex. ) И SQL (java.sql. ) API.
7. Прототип - Не уверен на 100%, если это количество, но я думаю, что clone()метод может быть использован для этой цели.

RMI основан на Прокси.

Должна быть возможность процитировать один из 23 шаблонов в GoF:

1. Абстрактная фабрика: все интерфейсы java.sql получают свои конкретные реализации из JDBC JAR при регистрации драйвера.
2. Строитель: java.lang.StringBuilder.
3. Фабрика Метод: фабрики XML, среди других.
4. Прототип: Может быть, clone (), но я не уверен, что покупаю это.
5. Синглтон: java.lang.System
6. Адаптер: классы адаптера в java.awt.event, например, WindowAdapter.
7. Мост: Коллекция классов в java.util. Список реализован ArrayList.
8. Композитный: java.awt. java.awt.Component + java.awt.Container
9. Декоратор: по всему пакету java.io.
10. Фасад: ExternalContext ведет себя как фасад для выполнения файлов cookie, области сеанса и аналогичных операций.
11. Flyweight: целое число, символ и т. Д.
12. Прокси: пакет java.rmi
13. Цепочка ответственности: фильтры сервлетов
14. Команда: Swing пункты меню
15. Интерпретатор: Нет непосредственно в JDK, но JavaCC, безусловно, использует это.
16. Iterator: интерфейс java.util.Iterator; не может быть яснее, чем это.
17. Посредник: JMS?
18. Memento:
19. Наблюдатель: java.util.Observer/Observable (правда, плохо)
20. Государственный:
21. Стратегия:
22. Шаблон:
23. Посетитель:

Я не могу думать о примерах в Java для 10 из 23, но я посмотрю, смогу ли я добиться большего успеха завтра. Это то, что редактировать для.

Шаблон Абстрактная фабрика используется в разных местах. Например, DatagramSocketImplFactory, PreferencesFactory. Есть много других - ищите в Javadoc интерфейсы, в названии которых есть слово «Фабрика».

Также есть немало примеров фабричной модели.

Несмотря на то, что с этим часами у меня что-то не получается, Java XML API часто использует Factory. Я имею в виду, просто посмотрите на это:

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

...и так далее и тому подобное.

Кроме того, различные буферы (StringBuffer, ByteBuffer, StringBuilder) используют Builder.

• Заводской метод

java.util.Collection # Iterator - хороший пример фабричного метода. В зависимости от конкретного подкласса Collection, который вы используете, он создаст реализацию Iterator. Поскольку и суперкласс Factory (Collection), и созданный Iterator являются интерфейсами, его иногда путают с AbstractFactory. Большинство примеров для AbstractFactory в принятом ответе (BalusC) являются примерами Factory , упрощенной версии Factory Method, которая не является частью оригинальных шаблонов GoF. В Facory иерархия классов фабрики свернута, и фабрика использует другие средства для выбора продукта, который будет возвращен.

• Абстрактная Фабрика

Абстрактная фабрика имеет несколько фабричных методов, каждый из которых создает свой продукт. Продукты, произведенные на одном заводе, предназначены для совместного использования (ваш принтер и картриджи должны быть с одного (абстрактного) завода). Как упомянуто в ответах выше, семейства компонентов графического интерфейса пользователя AWT, отличающиеся от платформы к платформе, являются примером этого (хотя его реализация отличается от структуры, описанной в Gof).