軟體設計樣式#Prototype

Prototype Pattern

雛形樣板(Prototype Pattern)是一種自我複製的架構，將原型的物件自我複製來生成一個全新的物件，在遊戲程式設計，已經廣泛的使用。複製最有名的方法可以分為淺度複製(Shallow copy)和深度複製(Deep copy)。

(1)淺度複製 : 當複製的對象為值型別(value type)就直接複製其值; 如果複製對象是參考值(reference value )只會複製它的參考值，不會複製內容。
(2)深層複製 : 不管對象是值型別(value type)還是參考值(reference value )它都會完整複製其內容。

(3)管理的層面: 當我們複製新的物件時，如何去管理這些物件。

架構圖:

例子:
         我們製作一款遊戲，當主角遇到妖怪時，妖怪會使用兩種分身術來迎戰，第一種分身為淺分身術，當其中有一個妖怪死完就過關。第二種分身為深度分身術，需要將所有的妖怪殺死才會過關。利用prototype來設計妖怪的分身術的方法。

第一種:淺分身術

Monster描述

public class Monster implements Cloneable{ // Data field private String name ; //名稱 private MonsterBlood blood ; //血量     public Monster(String name  )     {     this.name = name ;     this.blood = new MonsterBlood(10000);     } // Sallow Copy Method public Object clone() { try { System.out.println("妖怪 使用分身術");   return super.clone() ;    } catch (Exception e) {    return  null ;    } } //被攻擊 public void hurtSelf(Integer blood) { this.blood.setBlood(this.blood.getBlood()-blood) ; } public String toString() { String str = " Name:"+name+" ,blood:"+this.blood.getBlood() ; return str ; } }

TestMonster 測試

public class TestMonster { public static void main(String[] args) { System.out.println("主角遇到妖怪 !!"); //妖怪宣告 Monster monster1 = new Monster("水怪") ; Monster monster2 = (Monster)monster1.clone() ; System.out.println("Monster_1:" + monster1.toString()); System.out.println("Monster_2:" + monster2.toString()); System.out.println("主角使用絕招 !!"); monster1.hurtSelf(10000); System.out.println("Monster_1:" + monster1.toString()); System.out.println("Monster_2:" + monster2.toString()); }

第二種:深分身術

它會實際物件完全產生一個新的實體，當參照改變時，複製的實體並不會被改變內容。

Monster2描述

public class Monster2 implements Cloneable{ // Data field private String name ; //名稱 private MonsterBlood blood ; //血量     public Monster2(String name  )     {      this.name = name ;      this.blood = new MonsterBlood(10000);     } // Sallow Copy Method public Object clone() { try { System.out.println("妖怪 使用分身術"); Monster2 monster = new Monster2(name) ; return monster ; } catch (Exception e) { return null ; } } //被攻擊 public void hurtSelf(Integer blood) {  this.blood.setBlood(this.blood.getBlood()-blood) ; } public String toString() { String str = " Name:"+name+" ,blood:"+this.blood.getBlood() ; return str ; } }

TestMonster 測試

public class TestMonster { public static void main(String[] args) { System.out.println("主角遇到妖怪 !!"); //妖怪宣告 Monster monster1 = new Monster("水怪") ; Monster monster2 = (Monster)monster1.clone() ; System.out.println("Monster_1:" + monster1.toString()); System.out.println("Monster_2:" + monster2.toString()); System.out.println("主角使用絕招 !!"); monster1.hurtSelf(10000); System.out.println("Monster_1:" + monster1.toString()); System.out.println("Monster_2:" + monster2.toString()); }

軟體設計樣式#Singleton

Singleton Method

singleton為獨一無二的意思，代表它是國士無雙的一個實例，主要考量資源有限的情況下，希望實例建立時只建立一次，之後其他程式都只會相同一個實例的方法，並不會因為其他程式再次宣告此實例而去多建立多個實例。例如: 資料庫的connection是有限的情況下，只希望同一條去進行資料處理、或是實例不想要多人使用的情況下。

架構圖:

例子:
建立一個計數器(counter)，只要有建立新的實例就會加一並且給一個編號(id)，下列是它的類別圖。

例子:
Counter.java

 Counter物件

public class Counter { // data field  private static Counter counter =null ; private static int countNumber=0; private static int id =0 ; //constructor private Counter(){} ; //get only one instance public static Counter getInstance(){ if(counter==null)   // 只會建立一次 {   counter =  new Counter()  ;   id = (int)(Math.random()*1000); //產生id   countNumber++; } return counter ; } //return  count number public int getCountNumber() { return countNumber ; } //return id public int getId() { return id; } }

說明:  使用singleton的要訣，一開始需要把建構子宣告為private，讓它不能new實例。利用static來宣告，讓她只可以宣告一次。


TestCounter.java

測試Counter程式

public class TestCounter { public static void main(String[] args) { Counter counter1 = Counter.getInstance() ; System.out.println("counter1 ID:"+counter1.getId()); System.out.println("counter1 CounterNumber:"+counter1.getCountNumber()); Counter counter2 = Counter.getInstance() ; System.out.println("counter2 ID:"+counter2.getId()); System.out.println("counter2 CounterNumber:"+counter2.getCountNumber()); } }

結果:

counter1 ID:66
counter1 CounterNumber:1
counter2 ID:66
counter2 CounterNumber:1

軟體設計樣式#Factory

Factory Method

工廠模式(factory pattern)主要是用在當工廠要生產產品時，有不同的產品但是卻有類似的行為與屬性，例如:今天是生產罐頭的工廠，有各式各樣的罐頭要生產，但是他們加工的方法有所不同，像水果、飲料或是畜牧都不一樣。所以工廠模是常用在相同方法宣告，但是有不同的實做方式。在實作工廠方法之前，需要考慮幾點特性: 1.它具有封裝方法且需實作必要性 ,  2.工廠模式可以挑選適合的加工方式 。 

架構圖:

例子:

今天我們實作一個日誌器(logger)，主要呈現工廠如何去分配不同的實作方法，好處1.可以集中管理實例 2.可以利用外部文件去控制文件。以下是我們的UML類別圖，首先為定義產品規格書(logger)的方法規格，再去實作FileLogger和ConsoelLongger實例。利用LoggerFactory來產生多種logger的產品。

      Logger.java

Logger方法介面描述

public interface Logger{       // method spec     public void log(String msg) ;  } FileLogger.java

FileLogger實例

public class FileLogger implements Logger{ @Override public void log(String msg) { File file = null ; FileWriter write = null ; try { file = new File("D:\\log.txt") ; write = new FileWriter(file); write.write(msg); } catch (Exception e) { }finally{ try { write.close() ; } catch (Exception e2) {} } }

ConsoleLogger實例

public class ConsoleLogger implements Logger{ @Override public void log(String msg) { System.out.println(msg); }

 

LoggerFactory實例

public class LoggerFactory {    public boolean isFileLoggingEnabled()    {            //取得外部設定檔文件   Properties p = new Properties();   try {   File file = new File("Logger.properties");    p.load(ClassLoader.getSystemResourceAsStream                    (file.getName()));   String islogfile = p.getProperty("FileLogging");   System.out.println("islogfile:"+islogfile);   if(islogfile.equalsIgnoreCase("on"))     return true;   else   return false ; } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); return false ; }    }    //assign instance method    public Logger getLogger()    {   if(isFileLoggingEnabled())   {   return new FileLogger();   }else{   return new ConsoleLogger();   }    } } Logger.properties 文件設定檔     FileLogging=on     TestLogger實例     public class TestLogger{ public static void main(String[] args) { LoggerFactory factory = new LoggerFactory() ; Logger log = factory.getLogger() ; log.log("AAAA") ;  } }