详解Java的23种设计模式

"23种Java设计模式的详细解析" 在软件工程中，设计模式是一种解决常见问题的经验总结，是经过多次实践验证的有效解决方案。Java设计模式共有23种，它们被归类为三大类：创建型模式、结构型模式和行为型模式。这些模式为开发者提供了在不同场景下设计高质量、可维护、可扩展的代码的指导。 **创建型模式**： 1. **工厂模式 (Factory)**：提供一个创建对象的接口，使客户类避免与具体实现耦合，提高了代码的灵活性和可扩展性。工厂模式可以是简单工厂模式或抽象工厂模式。 2. **单例模式 (Singleton)**：确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。这种方式常用于配置中心、缓存管理等场景。 3. **建造者模式 (Builder)**：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。适用于需要构建复杂对象的情况。 4. **原型模式 (Prototype)**：通过复制已有对象来创建新对象，减少创建新对象的成本。在需要频繁创建和删除对象的场景中非常有用。 5. **工厂方法模式**：定义一个创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类。工厂方法让类的实例化推迟到子类。 **结构型模式**： 1. **共享模式 (Flyweight)**：减少内存中的对象数量，通过共享对象实例来支持大量细粒度的对象。适用于内存有限的环境。 2. **桥接模式 (Bridge)**：将抽象部分与实现部分分离，使它们可以独立变化。它将接口和实现解耦，使得两者可以独立进行变化。 3. **装饰模式 (Decorator)**：动态地给一个对象添加一些额外的职责。当需要为对象增加功能，而又不想修改其结构时，可以使用装饰模式。 4. **组合模式 (Composite)**：允许你将对象组合成树形结构来表现“整体/部分”层次结构。它能使客户以一致的方式处理个别对象以及对象组合。 5. **适配器模式 (Adapter)**：将一个类的接口转换成客户希望的另一个接口。适配器可以让原本接口不兼容的类可以一起工作。 6. **代理模式 (Proxy)**：为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。它可以在对象前面添加额外的功能，如安全控制、计费等。 7. **外观模式 (Facade)**：为子系统提供一个统一的接口，使得子系统的复杂性对外部用户隐藏，简化了客户端代码。 **行为型模式**： 1. **迭代器模式 (Iterator)**：提供一种方法顺序访问聚合对象的元素，而又不暴露其底层表示。 2. **模板方法模式 (Template Method)**：在父类中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。 3. **责任链模式 (Chain of Responsibility)**：避免将处理请求的发送者和接收者耦合在一起，将这些对象连成一条链，并沿着这条链传递请求，直到有对象处理为止。 4. **纪念品模式 (Memento)**：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。这使得以后可以恢复对象到先前的状态。 5. **中介者模式 (Mediator)**：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。 6. **解释器模式 (Interpreter)**：给定一种语言，定义它的文法表示，并提供一个解释器来处理这种语言中的句子。 7. **策略模式 (Strategy)**：定义一系列的算法，并将每个算法封装起来，使它们可以相互替换。策略模式让算法的变化独立于使用算法的客户。 8. **状态模式 (State)**：允许一个对象在其内部状态改变时改变它的行为。对象看起来似乎改变了它的类。 9. **观察者模式 (Observer)**：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。 10. **访问者模式 (Visitor)**：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的类的前提下定义作用于这些元素的新操作。 11. **命令模式 (Command)**：将请求封装为一个对象，从而使你可以用不同的请求对客户进行参数化；对请求排队或者记录请求日志，以及支持可撤销的操作。 这些设计模式在实际开发中都有着广泛的应用，熟练掌握它们能够帮助开发者编写更加优雅、高效和易于维护的代码。在遇到特定问题时，选择合适的设计模式能有效地提升代码质量，降低维护成本。