用Java编写一个三种设计模式一个体系结构的简单程序

好的，下面是一个使用Java编写的简单程序，它包含三种设计模式和一个体系结构：

体系结构：MVC（模型-视图-控制器）

设计模式：

1. 工厂模式（Factory Pattern）
2. 观察者模式（Observer Pattern）
3. 单例模式（Singleton Pattern）

程序功能：实现一个简单的学生信息管理系统，包括添加学生、删除学生、修改学生信息、查询学生信息等功能。

代码如下：

1. 学生类（Model）

public class Student {
    private String name;
    private int age;
    private String gender;

    public Student(String name, int age, String gender) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.gender = gender;
    }

    // getter and setter methods
    // ...
}

2. 学生管理类（Controller）

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class StudentManager {
    private List<Student> studentList;

    public StudentManager() {
        studentList = new ArrayList<>();
    }

    public void addStudent(Student student) {
        studentList.add(student);
        notifyObservers();
    }

    public void removeStudent(Student student) {
        studentList.remove(student);
        notifyObservers();
    }

    public void updateStudent(Student student) {
        // update student info
        notifyObservers();
    }

    public List<Student> getStudentList() {
        return studentList;
    }

    // observer pattern
    private List<Observer> observers = new ArrayList<>();

    public void attach(Observer observer) {
        observers.add(observer);
    }

    public void detach(Observer observer) {
        observers.remove(observer);
    }

    public void notifyObservers() {
        for (Observer observer : observers) {
            observer.update();
        }
    }
}

3. 学生信息显示类（View）

public class StudentView implements Observer {
    private StudentManager studentManager;

    public StudentView(StudentManager studentManager) {
        this.studentManager = studentManager;
        studentManager.attach(this);
    }

    public void display() {
        List<Student> studentList = studentManager.getStudentList();
        // display student info
        // ...
    }

    @Override
    public void update() {
        display();
    }
}

4. 学生信息输入类（View）

import java.util.Scanner;

public class StudentInputView {
    private StudentManager studentManager;

    public StudentInputView(StudentManager studentManager) {
        this.studentManager = studentManager;
    }

    public void input() {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        System.out.print("Input name: ");
        String name = scanner.nextLine();
        System.out.print("Input age: ");
        int age = scanner.nextInt();
        scanner.nextLine();
        System.out.print("Input gender: ");
        String gender = scanner.nextLine();

        Student student = StudentFactory.createStudent(name, age, gender);
        studentManager.addStudent(student);
    }
}

5. 学生工厂类（Factory）

public class StudentFactory {
    public static Student createStudent(String name, int age, String gender) {
        return new Student(name, age, gender);
    }
}

6. 主程序

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        StudentManager studentManager = new StudentManager();
        StudentView studentView = new StudentView(studentManager);
        StudentInputView studentInputView = new StudentInputView(studentManager);

        // test
        studentInputView.input();
        studentInputView.input();
        studentInputView.input();

        // ...
    }
}

以上代码中的设计模式分别是：

1. 工厂模式：StudentFactory类用于创建学生对象，通过工厂模式可以实现对象的创建与使用的分离。
2. 观察者模式：StudentManager类是被观察者，StudentView类是观察者，通过观察者模式可以实现学生信息的显示与学生信息的修改、添加、删除之间的解耦。
3. 单例模式：在以上代码中没有显式地使用单例模式，但是可以将StudentManager类设计为单例模式，以确保在整个程序中只有一个StudentManager对象，从而避免出现多个对象对同一份数据进行修改的情况。