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蓦然回首,那人却在灯火阑珊处

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2007年6月8日 #

 

         前些時工作忙,中間停頓一段時間,今天繼續。向關注這里的文章的博友們表示抱歉。
         今天說說一個簡單的模式,迭代器模式(Iterator),他屬于行為模式中的一種。

         [形成]

         在Java程序中,在輸出List類型的對象時候,出現最多的程式塊就是:
         

1     for (int i = 0 ;i<list.size; i++){
2         XXX x = (XXX)list.get(i);
3     }

 

其中list 是List 類型,里邊放著若干個XXX類型的對象。
這種 方式是采用i++遞增的方式來遍歷list中的所有對象來進行相關操作。對于設計模式,把i的功能抽象劃的結果就是:Iterator Pattern

Iterate 中文的意思是“迭代,反復”,Iterator 的意思可以理解為“迭代器”。

       [代码示例]
        示例程式是把書(Book)放到書架上(BookShelf)上,并依次輸出書名。
         
         程式列表
   
名稱 說明
Aggregate 表示已聚合的接口
Iterator 執行遞增,遍歷的接口
Book 表示書籍的類
BookShelf 表示書架的類
BookShelfIterator 掃描書架的類
Main 測試用的類

   
          










[UML图]






      [示例代码和类的诠释]

1 package Iterator;
2 
3 import java.util.Iterator;
4 
5 public interface Aggregate {
6     public abstract Iterator iterator();
7 }
8 

Aggregate 接口:
     該接口只聲明了一個方法,建立一個可以對應聚合的Iterator.,當需要遍歷某個聚合對象時,調用Iterator方法可以建立一個實現Iterator接口的類的對象實例。

1 package Iterator;
2 
3 public interface Iterator {
4     public abstract boolean hasNext();
5     public abstract Object next();
6 }
7 

Iterator 接口:
這是該模式的核心接口,Iterator接口執行元素的遞增,具有循環遍歷的功能。Iterator的接口的方法因需要而定,我們可以初步確定接口方法:
hasNext() :是檢查有沒有“下一個元素”,返回boolean.(有,返回true,,無,返回false)
next();取得“下一個元素”,同時把取對象的指針指向下一個元素,以便下次調用next方法的時候確實能取到下一個元素。這些具體實現還得看具體的實現Iterator接口的類的實現才知道

 1 package Iterator;
 2 
 3 public class Book {
 4     private String name = "";
 5 
 6     public Book(String name) {
 7         this.name = name;
 8     }
 9 
10     public String getName() {
11         return name;
12     }
13 }
14 

Book 類:
表示書籍的類,比較簡單,通過getName方法得到書的名字,書名是以構造函數初始化對象的時候用參數來字號定。


 1 package Iterator;
 2 
 3 public class BookShelf implements Aggregate{
 4     private Book[] books;
 5     private int last = 0;
 6     
 7     public BookShelf(int maxsize){
 8         this.books = new Book[maxsize];
 9     }
10         
11     public Book getBookAt(int index){
12         return books[index];
13     }
14     public void appendBook(Book book){
15         this.books[last] = book;
16         last++;
17     }
18     
19     public int getLength(){
20         return last;
21     }
22     public Iterator iterator(){
23         return new BookShelfIterator(this);
24     }
25 }
26 


BookShelfl類:
     該類是表現書架作用的類,保證實現Aggregate接口所聲明的Iterator方法里返回實現Iterator接口的實例。如果需要遍歷書架上的書,調用iterator方法。books數組存放的對象就是book,書架大小可以在一開始建立時設置大小,當然我們可以不用數組而采用java.util.Vector,就可以往書架上放超過指定數量的書籍。


 1 package Iterator;
 2 
 3 public class BookShelfIterator implements Iterator{
 4     private BookShelf bookShelf;
 5     private int index;
 6     public BookShelfIterator(BookShelf bookShelf){
 7         this.bookShelf = bookShelf;
 8         this.index =0;
 9     }
10     
11     public boolean hasNext(){
12         if(index < bookShelf.getLength()){
13             return true;
14         }else{
15             return false;
16         }
17     }
18     
19     public Object next(){
20         Book book = bookShelf.getBookAt(index);
21         index++;
22         return book;
23     }
24 
25 }
26 

BookShelfIterator類:

      字段bookShelf指定BookShelfIterator所要掃描的書架,而index字段則是指向目前該書的下標。
      構造函數把傳過來的BookShelf對象實例儲存在bookShelf字段,將index設置為0.
      實現的hasNext方法判斷是否有下一本書的標準是根據index是否小于書架上書籍的數量(表達式bookShelf.getLength()的值)來判斷。
      next方法返回目前該書,并進入到“下一個”。兩步:第一步先把取得當面的書籍保留在book變量,然后把循環變量推到“下一個”。


 1 package Iterator;
 2 
 3 public class Main {
 4     /**
 5      * @param args
 6      */
 7     public static void main(String[] args) {
 8         BookShelf bookShelf = new BookShelf(3);
 9         bookShelf.appendBook(new Book("book1"));
10         bookShelf.appendBook(new Book("book2"));
11         bookShelf.appendBook(new Book("book3"));
12         Iterator it  = bookShelf.iterator();
13         while(it.hasNext()){
14             Book book = (Book)it.next();
15             System.out.println(" "+book.getName());
16         }
17     }
18 
19 }
20 

Main類:
     1.先放三本書上架
      2.通過調用書架的iterator方法得到迭代器,來進行循環遍歷
      3.循環遍歷書籍,取出書,打印出書的名字。


示例程序的执行结果 book1
 book2
 book3

回顧一下,在迭代器模式中幾個重要“角色”:
     迭代器: 定義了訪問和遍歷元素的接口 ,它定義了能否取得下一個元素信息的的hasNext方法和取得下一個元素的next方法
    具體的迭代器:實現了迭代器的接口,如本例的BookShelfIterator,掌握遍歷時的重要信息。
    聚合:定義了建立了Iterator的接口。如本例的:Aggregate接口,定義了Iterator方法
   具體聚合:實現了聚合的所定義的接口,如本例的BookShelf,它實現了Iterator方法。


      [拓展思考]
       有人回想,干嘛搞這么麻煩,用一個for不就是可以遍歷數組或List碼?思考一下迭代器的結構。Iterator是把定義和實現分開

        while(it.hasNext()){
                           Book book = (Book)it.next();
                        System.out.println(" "+book.getName());
          }
      這里我只調用了Iterator接口的hasNext和next方法,并沒有調用BookShelf實現遍歷是需要的方法,如:getBookAt()。這里的while不會收到BookShelf的實現影響。
      假設這里我們不采用數組來管理BookShelf,而采取與Java.util.Vector來管理。無論BookShelf的如何修改,都Main測試程序里無需修改任何程序就可以運行,這就是設計模式的優勢。設計模式是為了提高類的服用率,如果把一個零件修改了,就不想要修改其他使用了改零件的部分。

 
posted @ 2007-07-27 15:22 回归 阅读(1175) | 评论 (2)编辑 收藏

      现在大多数Java软件工程师面试都会问到这个问题:什么是单例模式(Singleton),能否写出单例模式的示例代码?单例模式是Gof中23个模式中最简单最容易入门的模式,学习它我们能更理性的感知模式的意义.

     [形成]

      Singleton Pattern 为什么会出现?在我们软件开发和架构中,经常遇到这样的情形:我们需要一个类只能且仅能产生一个实例..比如表示一台计算机的类,表示系统设定的类或者是表示窗口的类,还有为了节约资源,只让产生一个实例..
     
      如何构造这种情形?Singleton模式给我一个方案:


     [代码示例]
      
      程序列表
   

名称

说明

Singleton

只有一个对象实例的类

Main

测试用的类



      [UML图]
   
      

[示例代码和类的诠释]

 1 package singleton;
 2 
 3 public class Singleton {
 4     private static Singleton singleton = new Singleton();
 5 
 6     private Singleton() {
 7         System.out.println("Create instance...");
 8     }
 9 
10     public static Singleton getInstance() {
11         return singleton;
12     }
13 }
14 


          Singleton  Class:
            
            1.该类只能产生一个对象实例

            2.把该类的的singleton属性设定为static再以Singleton;类的对象实例进行初始化,这个初始化的过程仅加载Sington类的时候调用一次.(Line4) 

            3.把Singleton 类的构造函数限定为private,目的是为了防止从非Singleton类(其他类)调用构造函数来产生实例,如果通过new方式来产生Singleton实例,会出现编译错误.这样做是为了保险己见.(Line6) 

            4.要得到Singleton实例的唯一方法就是调用类静态方法getInstance().这个名字可以随便取,只要方便理解就行.(Line 10) 

 1 package singleton;
 2 
 3 public class Main {
 4 
 5     public static void main(String[] args) {
 6         System.out.println("Start");
 7         Singleton obj1 = Singleton.getInstance();
 8         Singleton obj2 = Singleton.getInstance();
 9         if(obj1 == obj2){
10             System.out.println("obj1和obj2是同一個對象實例");
11         }else{
12             System.out.println("obj1和obj2不是同一個對象實例");
13         }
14         System.out.println("End");
15     }
16 }
17 


       Main Class
        1.该类是测试程序.
        2.程序通过getInstance()方式产生两个obj1和obj2实例.(Line 7,Line 8)
        3.通过ojb1= =ojb2表达式来确定两个对象是否相同,判定是否产生了Singleton的第二个示例.(Line9-12)
 

示例程序的执行结果
Start
Create instance...
obj1和obj2是同一個對象實例
End

         执行结果含义:
                1. 的确如此,obj1和obj2是Singleton类的同一个且唯一的对象实例. 
                2.当程序执行后,第一次调用getInstance的时候会初始化Singleton类,同时也会初始化static字段,也同时产生产生了一个唯一对象实例.




      [拓展思考]
   
如下的另一一个单例模式的程序有什么隐患?

 1 package singleton;
 2 
 3 public class Singleton2 {
 4     
 5     private static Singleton2 singleton = null;
 6     
 7     private Singleton2(){
 8         System.out.println("已產生對象實例");
 9     }
10     public static Singleton2 getInstance(){
11         if(singleton == null){
12             singleton = new Singleton2();
13         }
14         return singleton;
15     }
16 
17 }
18 

    [解答]
当多线程同时调用Singleton2.getInstance()方法时,可能会产生多个对象实例,例如
public class Main extends Thread{

    
public static void main(String[] args) {
        System.out.println(
"Starts.");
        
new Main("A").start();
        
new Main("B").start();
        
new Main("C").start();
        System.out.println(
"End.");
    }

   
    
public void run(){
        Singleton2 obj 
= Singleton2.getInstance();
        System.out.println(getName()
+": obj ="+obj);
    }

    
    
public Main(String name){
        
super(name);
    }

}




public class Singleton2 {
    
private static Singleton2 singleton2 = null;
    
private Singleton2(){
        System.out.println(
"已产生对象实例");
        solwDown();
    }


    
public static Singleton2 getInstance(){
        
if(singleton2 == null){
            singleton2 
= new Singleton2();
        }

        
return singleton2;
    }

    
     
private  void solwDown(){
         
try{
             Thread.sleep(
1000);
         }
catch(InterruptedException e){
             e.printStackTrace();
         }

     }

}


执行结果:

Start.
End.
已产生对象实例.
已产生对象实例.
已产生对象实例.
B: obj = Singleton2#2a9348
C: obj = Singleton2#b91134
A: obj = Singleton2#e343l12

(#替换为@)

之所以会知道这种情况是因为if(singleton = = null){ singleton = new Singleton2(); }判断不够严谨的导致。
利用: singleton == null 判断为空后去执行new Singleton2()之前,可能会有其他线程来抢先判断表达式singleton == null,从而又执行一遍创建实例的操作。

解决办法:
给getInstance()方法添加Synchronized修饰符,即可修改成线程安全严谨的单例模式。

public class Singleton2 {
    
private static Singleton2 singleton = null;

    
private Singleton2() {
        System.out.println(
"已产生对象实例");
        solwDown();
    }

    
public static synchronized Singleton2 getInstance() {
        
if (singleton == null) {
            singleton 
= new Singleton2();
        }
        
return singleton;
    }

    
private void solwDown() {
        
try {
            Thread.sleep(
1000);
        } 
catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

posted @ 2007-06-08 11:36 回归 阅读(1185) | 评论 (7)编辑 收藏

      [UML漫谈]
      话说"工欲善其工需利其器",有了好的工具,好的表达方式,能给我们的工作变得简单而优雅.

      为了更好的讲解设计模式,方便理解,需要运用一种建模设计语言----UML.

       UML(UML:Unified Modeling Language),即统一建模语言,用来对软件密集系统进行描述、构造、视化和文档编制的一种语言.这是概念,不好理解.

       UML的作用,打个比方:一段描写迷人海滩风景的文字和一幅描绘海滩风景的油画,去看这两件东西的人,有的人可能能读懂文字(可能是特定的语言),有的不认字,所以并不是所有的人能看懂文字表达的内容,但是所有的人都能读懂油画所表现出来的含义.油画表达内容的直接,形象,丰富特性就类型UML在描叙软件结构过程中的作用.

       在软件项目中,一般有几个角色:用户(User),架构设计师(orPM, SA),程序员(PG)

         用户:
               也许不懂计算机,也不懂编程语言,但是懂行业业务,该软件的功能需求.

       程序员
              懂计算技术,懂编程语言.但是不太了解行业逻辑.需要把客户的业务应用需求转变为程序代码,
         
       架构设计师
               资深的行业架构设计师应该具有一定的行业知识,既能听懂客户的业务需求,又能知道怎么告诉程序员去用代码实现.

         架构设计师在前两者交流中起到承前启后的"中间体"作用.UML就是采用图形化的形式来表达架构和设计.成为了建模设计的通用的设计标准..


UML图让信息交流变得简单

      
     [UML基础]
      

   此处只介绍帮助理解设计模式的UML基础,具体其他的UML图示需要参考具体的讲解UML的书籍.
    1.类的层级关系
          UML中的类图是一种可表示一组类,对象实例和接口之间的静态关系图.




如图的UML类图表达了上面代码的含义,

类之间的关系有四种:依赖,泛化,实现聚集,组成.具体的UML实例可以参UML基础.

2.接口和实现

      实现接口的UML示例如下:


interface Printable {
    
abstract void print();
}
public class PrintClass implements Printable {

    
public void print() {
        
// how to print
    }

}

接口,抽象,实现,继承在设计模式中被广泛的使用,这也是OOD的优势所在.美妙所在.

这里只举出了几个简单情形,让大家有个感性的了解,具体的情形在说具体的设计模式的时候在针对性的说明,先不用弄那么多,那么杂,能开始下一步就足够.

类之间的关系

类之间的关系有5种,关联 依赖 聚集 泛化 实现
posted @ 2007-06-08 09:53 回归 阅读(1051) | 评论 (0)编辑 收藏