Java全集：23种设计模式详解与实战代码

本文档深入探讨了Java编程中的23种设计模式，包括创建型、结构型和行为型三大类。这些模式提供了解决常见软件设计问题的有效框架，帮助开发者编写出更加灵活、可维护和可扩展的代码。 **1. 创建型模式** - **工厂方法模式**：定义了一个用于创建对象的接口，让子类决定具体创建哪个类的对象。适用于不确定或需要动态决定创建对象类型的情况。主要参与者有Product接口、ConcreteProduct实现类、Creator接口和ConcreteCreator子类，如`Work`和`StudentWork`的示例。 - **抽象工厂模式**：提供一系列相关的或相互依赖的类的接口，而不是具体的类。适用于创建一系列相关或相互依赖对象的场景，如一组产品家族。 - **单态模式**：确保一个类仅有一个实例，并提供全局访问点。例如，全局注册中心或线程池管理。 - **建造者模式**：将构造过程与封装分离，允许用户通过一个步骤接着一个步骤地创建复杂对象，而无需暴露对象的内部表示。它有助于保持类的简洁和灵活。 - **原型模式**：通过复制一个现有的对象来创建新的对象，避免了从头开始创建新对象的开销。常用于需要频繁创建复杂对象的场景。 **2. 结构型模式** - **适配器模式**：让原本不兼容的接口变得互相配合，使它们可以一起工作。比如在不同版本的库之间进行过渡。 - **桥接模式**：将抽象部分和实现部分分离，使得它们可以独立变化。这有助于降低耦合度，提高系统的灵活性。 - **组合模式**：允许将对象组合成树形结构来表示部分与整体的层次关系，同时让客户端能够把单个对象当作整体处理。 - **装饰模式**：动态地给一个对象添加更多功能，而不影响其他对象。它增强了现有对象的功能，提供了更丰富的行为。 - **外观模式**：为子系统提供一个一致的接口，隐藏其内部复杂的实现细节。它简化了客户端与复杂系统之间的交互。 - **享元模式**：共享对象以减少内存消耗，特别是在大量使用相似对象时。 - **代理模式**：为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问，或者在访问前执行一些操作。 **3. 行为型模式** - **责任链模式**：将请求沿着一个链传递，直到某个处理者能处理它为止。每个处理者都保存对下一个处理者的引用。 - **命令模式**：封装一个请求作为对象，以便于参数化客户端发送请求以及接收请求的处理结果。 - **解释器模式**：将结构化语言的表达式解析为动作，使得用户可以使用相同的语法结构表示不同的含义。 - **迭代器模式**：提供一种方法顺序访问聚合对象中各个元素，而无需暴露其内部表示。 - **中介者模式**：定义一个中介者对象，让各对象之间不直接相互作用，而是通过中介者对象间接通信。 - **备忘录模式**：记录计算结果，允许重复计算时直接返回，避免重复劳动。 - **观察者模式**：定义了对象间的一对多依赖关系，当一个对象的状态发生改变时，所有依赖它的对象都会得到通知并自动更新。 - **状态模式**：允许对象在运行时改变它的行为，根据它的内部状态。 - **策略模式**：定义一组算法，让它们之间可以互换，而无须修改它们的客户。 - **模板方法模式**：在算法的骨架中留有一些步骤供子类重写，以实现不同的算法变体。 - **访问者模式**：让多个对象都有机会访问同一种数据结构中的元素，而无须改变数据结构的类。 这些设计模式为Java开发者提供了一套强大的工具，帮助他们构建模块化、易于理解和维护的软件系统。理解并熟练运用这些模式，可以显著提升代码质量，降低维护成本，促进团队间的协作。