一、设计模式中的使用

1. 模板方法模式

1.定义：当你需要为一组相关类提供一个操作的框架，其中一些步骤是固定的，而其他步骤（由抽象方法表示）则在子类中实现。例如，制定一个学习计划，其中学习计划的基本流程是固定的（比如先预习、再上课、最后复习），但是每一步的具体实现可能因学生类型而异。

2.结构：

• 抽象类：定义并实现一个模板方法，该方法定义了算法的骨架，并调用一些抽象方法，这些抽象方法由子类实现。
• 具体子类：实现抽象类中声明的抽象方法，完成具体的步骤。

3.代码

定义一个抽象类

/*** 抽象类：学习计划模板*/
public abstract class StudyPlan {// 模板方法，定义学习流程的骨架public final void studyProcess(String name) {preview(name);attendClass(name);review(name);}// 预习protected abstract void preview(String name);// 上课protected abstract void attendClass(String name);// 复习protected abstract void review(String name);
}

中学生学习计划子类的实现

/*** 中学生学习计划*/
public class MiddleStudentStudyPlan extends StudyPlan {@Overrideprotected void preview(String name) {System.out.println(name + "：预习");}@Overrideprotected void attendClass(String name) {System.out.println(name + "：上课");}@Overrideprotected void review(String name) {System.out.println(name + "：复习");}
}

小学生学习计划子类的实现

/*** 小学生学习计划*/
public class PrimaryStudentStudyPlan extends StudyPlan {@Overrideprotected void preview(String name) {System.out.println(name + "：预习");}@Overrideprotected void attendClass(String name) {System.out.println(name + "：上课");}@Overrideprotected void review(String name) {System.out.println(name + "：复习");}}

测试

public class TestMoBan {public static void main(String[] args) {// 小学生的学习计划new PrimaryStudentStudyPlan().studyProcess("小学生");// 中学生的学习计划new MiddleStudentStudyPlan().studyProcess("中学生");}
}

2. 抽象工厂模式

1.什么是抽象工厂模式 : 它提供了一种方式来创建一系列相关的或相互依赖的对象，而无需指定它们具体的类。这种模式允许客户端使用抽象接口来操作对象，而不需要了解具体类的实现细节，从而使得系统在不修改具体类的情况下引入新产品族变得容易。

2.结构：

• 抽象工厂：声明一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口，而不需要指定它们具体的类。
• 具体工厂：实现抽象工厂接口，负责创建一个产品系列的具体对象。
• 抽象产品：定义一组产品的接口，使得在各个具体产品之间可以互换。
• 具体产品：实现抽象产品接口的具体类，每个具体工厂都创建一个具体产品的实例。

3.优点

• 将产品的创建和使用分离开来，使得客户端代码更加简洁，并且向客户端隐藏产品的创建细节。
• 将一系列相关的产品对象的创建工作统一到一个抽象工厂中，客户端只需要访问抽象工厂即可，具 体的产品工厂可以灵活替换。
• 当一个族中的多个对象被设计成一起工作时， 它能够保证客户端始终只使用同一个族中的对象。

4.缺点

• 一个产品族下增加新的产品等级非常困难，甚至需要修改抽象层代码和其下所有的实现， 严重违背了“开闭原则”。
• 增加了代码的复杂性，增加了系统的抽象性，增加了理解难度

5.实现方式太麻烦了，这里就不演示代码了，有兴趣的博主可以自行百度。

二、扩展性和灵活性

1.设定接口规范：抽象类可以定义一组抽象方法，这些方法没有具体实现，要求所有子类必须实现这些方法。这实际上是在设定一个接口规范，确保所有子类都遵循相同的操作接口，即使它们的具体实现可能不同。这提高了系统的规范性和一致性。

2.提供默认实现：除了抽象方法外，抽象类还可以包含具体方法，为子类提供默认行为的实现。这意味着子类可以重用这些实现，或者覆盖它们以提供定制化的功能。这种机制既减少了代码重复，又增加了灵活性，因为子类可以选择性地覆盖或扩展父类的行为。

3.支持多态性：通过抽象类，可以利用多态性原则，编写与具体实现分离的代码。这意味着你可以针对抽象基类编程，而不用担心具体子类的细节。这样，当需要引入新的子类或修改现有子类的实现时，只需保持对外接口不变，即可轻松替换或扩展功能，而不影响到调用这些抽象类的地方。

4.代码组织和模块化 ：抽象类有助于将相关的功能组织在一起，形成逻辑上的模块。每个抽象类可以代表一个概念或功能领域，它的子类则代表这个领域内的具体变体。这种组织方式使得代码结构清晰，易于理解和维护，同时也便于团队协作开发。

5.易于扩展：随着项目的发展，需求可能会变化，需要添加新的功能。抽象类作为基础框架，允许你在不破坏原有代码结构的基础上，通过添加新的子类来扩展功能。这种设计模式使得系统更加灵活，能够更好地适应未来的变化。

6.演示：

1. 创建一个抽象工厂

public abstract class DbConnectionFactory {// 打开链接public abstract void openConnection(String name);// 关闭链接public abstract void closeConnection(String name);}

2. 创建MySQL连接

public class MySQLConnection extends DbConnectionFactory {@Overridepublic void openConnection(String name) {System.out.println(name + ": 打开了MySQL连接");}@Overridepublic void closeConnection(String name) {System.out.println(name + ": 关闭了MySQL连接");}
}

3. 创建PgSQL连接

public class PgSQLConnection extends DbConnectionFactory {@Overridepublic void openConnection(String name) {System.out.println(name + "：打开了PgSQL连接");}@Overridepublic void closeConnection(String name) {System.out.println(name + "：关闭了PgSQL连接");}
}

4. 测试

public class TestMain {public static void main(String[] args) {DbConnectionFactory mySQLConnection = new MySQLConnection();mySQLConnection.openConnection("用户A");mySQLConnection.closeConnection("用户A");PgSQLConnection pgSQLConnection = new PgSQLConnection();pgSQLConnection.openConnection("用户B");pgSQLConnection.closeConnection("用户B");}
}

三、为什么开发时抽象类用的很少，反而用接口的很多

1.多重继承限制：Java中类只允许单一继承，这意味着一个类只能继承一个抽象类。然而，一个类却可以实现多个接口，这为多继承提供了替代方案，增加了设计的灵活性。因此，当需要实现多个行为规范时，接口成为更自然的选择。

2.多重继承限制：Java中类只允许单一继承，这意味着一个类只能继承一个抽象类。然而，一个类却可以实现多个接口，这为多继承提供了替代方案，增加了设计的灵活性。因此，当需要实现多个行为规范时，接口成为更自然的选择。

3.接口的进化：自从Java 8引入默认方法和静态方法以来，接口变得更加灵活。默认方法允许在接口中提供实现，这样就能够在不破坏现有实现的情况下向接口添加新功能，这在一定程度上弥补了接口与抽象类之间功能上的差距。

4.设计原则：面向接口编程鼓励针对接口而非实现编程，这有利于降低耦合度，提高代码的可测试性和可维护性。接口更纯粹地体现了这一原则，因为它不包含任何状态或具体实现，强调的是行为的约定而非实现细节。

5.框架和库的偏好：现代框架和库，如Spring框架，倾向于使用接口来进行依赖注入，以利用其提供的灵活性和可配置性。这种设计模式鼓励使用接口来定义组件之间的合同。

6.清晰的职责划分：接口通常用于定义类型或行为的契约，而抽象类可能包含更多关于实现细节的逻辑。使用接口可以帮助开发者更清晰地分离关注点，使得代码更容易理解和维护。：自从Java 8引入默认方法和静态方法以来，接口变得更加灵活。默认方法允许在接口中提供实现，这样就能够在不破坏现有实现的情况下向接口添加新功能，这在一定程度上弥补了接口与抽象类之间功能上的差距。

7.设计原则：面向接口编程鼓励针对接口而非实现编程，这有利于降低耦合度，提高代码的可测试性和可维护性。接口更纯粹地体现了这一原则，因为它不包含任何状态或具体实现，强调的是行为的约定而非实现细节。

8.框架和库的偏好：现代框架和库，如Spring框架，倾向于使用接口来进行依赖注入，以利用其提供的灵活性和可配置性。这种设计模式鼓励使用接口来定义组件之间的合同。

9.清晰的职责划分：接口通常用于定义类型或行为的契约，而抽象类可能包含更多关于实现细节的逻辑。使用接口可以帮助开发者更清晰地分离关注点，使得代码更容易理解和维护。