Java设计模式详解：三大类与六大原则

Java设计模式是软件开发中的重要概念，它们是解决常见问题的可重用解决方案，有助于提高代码的灵活性、可维护性和可扩展性。Java中的设计模式主要分为三大类： 1. **创建型模式** (Creational Patterns) - **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个类。这有助于隐藏对象的创建细节，便于扩展。 - **抽象工厂模式**：提供一系列相关的或相互依赖的对象的创建过程，但用户无需了解这些对象的创建细节。 - **单例模式**：确保一个类只有一个实例，并提供全局访问点，常用于资源管理。 - **建造者模式**：将复杂对象的构建过程分解为多个简单的步骤，允许用户逐步定制对象的属性。 - **原型模式**：通过克隆已存在的对象来创建新对象，保持系统的简洁和高效。 2. **结构型模式** (Structural Patterns) - **适配器模式**：将一个接口转换成客户期望的另一个接口，使得原本不兼容的接口可以协同工作。 - **装饰器模式**：动态地给一个对象添加额外的功能，而又不改变其原有结构。 - **代理模式**：为其他对象提供一种代理以控制对目标对象的访问，可以用于缓存、安全控制等场景。 - **外观模式**：为复杂的子系统提供一个一致的接口，隐藏其实现细节，简化客户端的使用。 - **桥接模式**：将抽象部分和它的实现部分分离，使它们可以独立变化。 - **组合模式**：将对象组合成树形结构，以便使用组合对象的组合来表示部分对象的行为。 - **享元模式**：减少对象的实例数量，通过共享对象来节省内存，适用于大量细粒度对象的场景。 3. **行为型模式** (Behavioral Patterns) - **策略模式**：定义一组算法，将它们封装起来，让它们可以相互替换，而无需修改使用算法的客户。 - **模板方法模式**：定义一个算法的骨架，让子类可以重写某些步骤，但保留算法的整体结构。 - **观察者模式**：定义对象间的一对多依赖关系，当一个对象状态改变时，所有依赖于它的对象都会得到通知。 - **迭代子模式**：提供一个用于遍历聚合对象结构的统一访问点，隐藏内部结构的复杂性。 - **责任链模式**：将请求沿着链传递，由链中各处理环节决定如何处理请求。 - **命令模式**：封装请求，并支持请求的撤销。 - **备忘录模式**：在对象状态改变时保存其先前状态，可以用来实现对象的恢复。 - **状态模式**：允许对象在运行时改变它的行为，通过继承不同的状态类来实现。 - **访问者模式**：让多个对象都参与到同一个访问操作中，解耦对象结构与行为。 - **中介者模式**：提供一个中介对象来封装一系列的对象交互，使得各个对象不需要相互了解。 - **解释器模式**：将一个语言或框架的结构映射到另一种形式，如表达式解析。 此外，Java设计模式还遵循六项原则，以保证代码的质量和可维护性： - **开闭原则** (Open-Closed Principle): 鼓励扩展，禁止修改，通过抽象和接口实现。 - **里氏替换原则** (Liskov Substitution Principle): 子类可以替换基类，确保在不改变功能的前提下增加新行为。 - **依赖倒置原则** (Dependency Inversion Principle): 优先依赖于接口而非实现，提升灵活性。 - **接口隔离原则** (Interface Segregation Principle): 尽量减少接口，降低类间的耦合。 - **迪米特法则** (Least Knowledge Principle): 减少类之间的交互，提高模块独立性。 - **合成/聚合复用原则** (Composition/Aggregation Reuse Principle): 通过组合现有对象来实现复用，避免硬编码。 理解并熟练应用这些设计模式和原则，将有助于你构建更加健壮、灵活和易于维护的Java程序。