Java开发中的23种设计模式详解与应用

"Java开发中的23种设计模式详解，涵盖了创建型、结构型和行为型模式，以及设计模式的六大原则" 设计模式是软件工程中的一种重要概念，它们是面向对象编程中经过验证和广泛使用的最佳实践。设计模式提供了解决常见软件设计问题的标准方法，使得代码更易读、易维护，同时也提高了开发效率和团队之间的沟通效率。 23种设计模式可以分为三大类： 1. 创建型模式： - 工厂方法模式：定义一个用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类。工厂方法使一个类的实例化延迟到其子类。 - 抽象工厂模式：提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口，而无需指定它们具体的类。 - 单例模式：确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。 - 建造者模式：将复杂对象的构建与其表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。 - 原型模式：用原型实例指定创建对象的种类，并通过复制这个原型创建新的对象。 2. 结构型模式： - 适配器模式：将一个类的接口转换成客户期望的另一个接口。适配器使原本不兼容的类可以一起工作。 - 装饰器模式：动态地给一个对象添加一些额外的职责。若要扩展功能，装饰器提供了比继承更有弹性的替代方案。 - 代理模式：为其他对象提供一个代表，以便控制对这个对象的访问。 - 外观模式：为子系统提供一个统一的接口，使得子系统更加易于使用。 - 桥接模式：将抽象部分与实现部分分离，使它们可以独立变化。 - 组合模式：允许你将对象组合成树形结构来表现“整体/部分”层次结构。 - 享元模式：运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象，减少内存占用。 3. 行为型模式： - 策略模式：定义了一系列算法，并将每个算法封装起来，使它们可以互相替换。策略模式让算法的变化独立于使用算法的客户。 - 模板方法模式：定义一个操作中的算法骨架，而将一些步骤延迟到子类中。使得子类可以不改变一个算法的结构即可重定义该算法的某些特定步骤。 - 观察者模式：定义对象间的一种一对多的依赖关系，当一个对象的状态发生改变时，所有依赖于它的对象都会得到通知并被自动更新。 - 迭代器模式：提供一种方法顺序访问一个聚合对象的各个元素，而又不暴露其内部表示。 - 责任链模式：避免请求的发送者和接收者之间的耦合，将这些对象连成一条链，并沿着这条链传递请求，直到有一个对象处理它为止。 - 命令模式：将请求封装为一个对象，以便使用不同的请求、队列请求或者支持可撤销的操作。 - 备忘录模式：在不破坏封装性的前提下，捕获一个对象的内部状态，并在该对象之外保存这个状态，这样以后就可将对象恢复到原先保存的状态。 - 状态模式：允许对象在其内部状态改变时改变它的行为，对象看起来好像修改了它的类。 - 访问者模式：表示一个作用于某对象结构中的各元素的操作。它使你可以在不改变各元素类的前提下定义作用于这些元素的新操作。 - 中介者模式：用一个中介对象来封装一系列的对象交互。中介者使各对象不需要显式地相互引用，从而使其耦合松散，而且可以独立地改变它们之间的交互。 - 解释器模式：提供一个语言的文法表示，并定义一个解释器来解释语言中的句子。 设计模式的六大原则是软件设计的基石，它们是： 1. 开闭原则：对扩展开放，对修改关闭。这意味着软件实体（类、模块、函数等）应该对扩展友好，对修改不友好。 2. 里氏代换原则：所有引用基类的地方必须能透明地使用其子类的对象，即子类对象可以替换父类对象而不会影响程序的正确性。 3. 依赖倒置原则：依赖于抽象，而不是具体。模块间的依赖通过抽象发生，实现细节被隔离。 4. 接口隔离原则：尽量使接口专用，避免大而全的接口，每个接口只负责一部分职责。 5. 迪米特法则（最少知道原则）：一个对象应当对其他对象有最少的了解，只和朋友交流，不和陌生人说话。 6. 合成/聚合复用原则：优先使用对象的组合/聚合，而不是继承来达到复用的目的。 学习和掌握设计模式，能够帮助开发者更好地理解和编写高质量的Java代码，提高代码的可读性和可维护性，是成为优秀软件工程师的必经之路。在实际项目中灵活应用这些模式，可以使代码更加优雅、高效，同时也能降低系统的复杂度。