Java-Design-Patterns PDF

Preview

Summary

Descripción general...

Description

Java Design Patterns

i

Java Design Patterns

Java Design Patterns

ii

Contents

1

2

3

4

Introduction to Design Patterns

1

1.1

Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1

1.2

What are Design Patterns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1

1.3

Why use them . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2

1.4

How to select and use one . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2

1.5

Categorization of patterns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3

1.5.1

Creational patterns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3

1.5.2

Structural patterns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3

1.5.3

Behavior patterns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3

Adapter Design Pattern

5

2.1

Adapter Pattern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5

2.2

An Adapter to rescue . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6

2.3

Solution to the problem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7

2.4

Class Adapter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

2.5

When to use Adapter Pattern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

2.6

Download the Source Code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

Facade Design Pattern

13

3.1

Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

3.2

What is the Facade Pattern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

3.3

Solution to the problem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

3.4

Use of the Facade Pattern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

3.5

Download the Source Code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

Composite Design Pattern

17

4.1

Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

4.2

What is the Composite Pattern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

4.3

Example of Composite Pattern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

4.4

When to use Composite Pattern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

4.5

Download the Source Code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

Java Design Patterns

5

6

7

8

9

iii

Bridge Design Pattern

24

5.1

Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

5.2

What is Bridge Pattern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

5.3

Solution to the Problem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

5.4

Use of Bridge Pattern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

5.5

Download the Source Code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

Singleton Design Pattern

31

6.1

Singleton Pattern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

6.2

How to create a class using the Singleton Pattern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

6.3

When to use Singleton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

6.4

Download the Source Code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

Observer Design Pattern

36

7.1

Observer Pattern

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

7.2

What is the Observer Pattern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

7.3

Implementing Observer Pattern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

7.4

Java’s built-in Observer Pattern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

7.5

When to use the Observer Pattern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

7.6

Download the Source Code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

Mediator Design Pattern

45

8.1

Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

8.2

What is the Mediator Pattern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

8.3

Implementing the Mediator Pattern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

8.4

When to use the Mediator Pattern

8.5

Mediator Pattern in JDK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

8.6

Download the Source Code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

Proxy Design Pattern

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

55

9.1

Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

9.2

What is the Proxy Pattern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

9.3

Remote Proxy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

9.4

Virtual Proxy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

9.5

Protection Proxy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62

9.6

When to use the Proxy Pattern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65

9.7

Other Proxies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65

9.8

Proxy Pattern in JDK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65

9.9

Download the Source Code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65

Java Design Patterns

iv

10 Chain of Responsibility Design Pattern

66

10.1 Chain of Responsibility Pattern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 10.2 What is the Chain of Responsibility Pattern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 10.3 Implementing Chain of Responsibility . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 10.4 When to use the Chain of Responsibility Pattern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 10.5 Chain of Responsibility in JDK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 10.6 Download the Source Code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 11 Flyweight Design Pattern

75

11.1 Flyweight Pattern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 11.2 What is the Flyweight Pattern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 11.3 Solution to the Problem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 11.4 When to use the Flyweight Pattern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 11.5 Flyweight in the JDK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 11.6 Download the Source Code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 12 Builder Design Pattern

82

12.1 Builder Pattern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 12.2 What is the Builder Pattern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 12.3 Implementing the Builder Pattern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84 12.4 Another form of the Builder Pattern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88 12.5 When to use the Builder Pattern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93 12.6 Builder Pattern in JDK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93 12.7 Download the Source Code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93 13 Factory Method Design Pattern

94

13.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 13.2 What is the Factory Method Pattern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 13.3 Implementing Factory Method Pattern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 13.4 When to use the Factory Method Pattern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98 13.5 Factory Method Pattern in JDK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98 13.6 Download the Source Code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98 14 Abstract Factory Method Design Pattern

99

14.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99 14.2 What is the Abstract Factory Design Pattern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99 14.3 Implementing the Abstract Factory Design Pattern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 14.4 When to use the Abstract Factory Design Pattern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 14.5 Abstract Factory Pattern in JDK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 14.6 Download the Source Code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105

Java Design Patterns

15 Prototype Design Pattern

v

106

15.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106 15.2 What is the Prototype Design Pattern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106 15.3 Solution to the Problem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 15.4 When to use the Prototype Design Pattern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 15.5 Prototype Pattern in JDK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 15.6 Download the Source Code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111 16 Memento Design Pattern

112

16.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112 16.2 What is the Memento Design Pattern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112 16.3 Implementing the Memento Design Pattern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113 16.4 When to use the Memento Pattern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117 16.5 Memento Pattern in JDK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117 16.6 Download the Source Code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117 17 Template Design Pattern

118

17.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118 17.2 What is the Template Design Pattern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118 17.3 Implementing the Template Design Pattern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119 17.4 Introducing a hook inside the template . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122 17.5 When to use the Template Design Pattern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124 17.6 Template Pattern in JDK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124 17.7 Download the Source Code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124 18 State Design Pattern

125

18.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125 18.2 What is the State Design Pattern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125 18.3 Implementing the State Design Pattern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126 18.4 When to use the State Design Pattern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132 18.5 State Design Pattern in Java . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132 18.6 Download the Source Code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132 19 Strategy Design Pattern

133

19.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133 19.2 2. What is the Strategy Pattern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133 19.3 Implementing the Strategy Design Pattern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134 19.4 When to use the Strategy Design Pattern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136 19.5 Strategy Pattern in JDK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136 19.6 Download the Source Code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136

Java Design Patterns

20 Command Design Pattern

vi

137

20.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137 20.2 What is the Command Design Pattern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137 20.3 Implementing the Command Design Pattern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138 20.4 When to use the Command Design Pattern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144 20.5 Command Design Pattern in JDK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144 20.6 Download the Source Code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145 21 Interpreter Design Pattern

146

21.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146 21.2 What is the Interpreter Design Pattern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146 21.3 Implementing the Interpreter Design Pattern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148 21.4 When to use the Interpreter Design Pattern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150 21.5 Interpreter Design Pattern in JDK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151 21.6 Download the Source Code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151 22 Decorator Design Pattern

152

22.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152 22.2 What is the Decorator Design Pattern

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152

22.3 Implementing the Decorator Design Pattern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153 22.4 When to use the Decorator Design Pattern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159 22.5 Decorator Design Pattern in Java . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159 22.6 Download the Source Code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159 23 Iterator Design Pattern

160

23.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160 2...