全面解析Java经典设计模式23种详解

Java是一种广泛使用的编程语言，其强大的设计模式是软件工程中的重要组成部分。本篇文档详细解析了JAVA中常用的23种设计模式，这些模式被划分为三大类：创建模式、结构模式和行为模式，以提高代码的可维护性、扩展性和复用性。 **创建模式**主要包括： 1. **工厂模式**（Factory Pattern）：它将创建对象的过程与使用对象的过程分离，客户无需了解产品的具体实现细节，仅通过调用工厂方法获取产品实例。如文中提到的示例，通过`Factory`类提供统一的接口来创建不同类型的`Sample`，增强了灵活性和解耦性。但随着产品种类增加，可能需要频繁更新工厂类，导致代码复杂度上升。 2. **工厂方法模式**（Factory Method Pattern）：在继承结构中定义一个用于创建对象的抽象工厂，这样子类可以决定具体创建哪个对象，实现了更灵活的产品创建方式。 3. **建造模式**（Builder Pattern）：通过构建步骤逐个添加组件，避免了对构造函数的复杂依赖，支持对象部分构建。 4. **原型模式**（Prototype Pattern）：通过克隆现有的对象来创建新对象，常用于大量相似对象的创建，节省内存和计算资源。 5. **单例模式**（Singleton Pattern）：确保一个类只有一个实例，并提供全局访问点，适用于资源管理等场景。 **结构模式**关注如何组织和管理对象结构： 6. **适配器模式**（Adapter Pattern）：使两个不兼容的接口能够协同工作，如让一个接口符合另一个接口的需求。 7. **桥接模式**（Bridge Pattern）：将抽象和实现解耦，允许它们独立变化，提高系统的可扩展性。 8. **合成模式**（Composite Pattern）：组合多个对象以表示一个整体，同时保持相同的操作接口。 9. **装饰模式**（Decorator Pattern）：动态地给一个对象添加更多功能，且不影响其他对象的行为。 10. **门面模式**（Facade Pattern）：提供了一个简单的接口来访问复杂的系统，隐藏内部细节，简化客户端的使用。 11. **享元模式**（Flyweight Pattern）：通过共享对象的大部分状态来减少内存消耗，适用于大量细粒度对象的场景。 12. **代理模式**（Proxy Pattern）：为其他对象提供一个代理以控制对原对象的访问，例如缓存、安全控制等。 **行为模式**关注对象之间的交互： 13. **职责链模式**（Chain of Responsibility Pattern）：处理请求时将请求沿着链传递，直到找到合适的处理者。 14. **命令模式**（Command Pattern）：封装一个请求作为对象，可以延迟或取消执行。 15. **解释器模式**（Interpreter Pattern）：将一个表达式解析成一个可以求值的对象。 16. **迭代器模式**（Iterator Pattern）：提供一种方法顺序访问聚合对象中的元素，不暴露其内部表示。 17. **调停者模式**（Mediator Pattern）：定义一个对象，使各个对象之间不需要显式相互关联，通过这个对象的协调，他们能彼此传递消息并触发相应行为。 18. **备忘录模式**（Memento Pattern）：保存一个对象的状态，以便在以后将其恢复到先前的状态。 19. **观察者模式**（Observer Pattern）：对象间的一对多依赖关系，当一个对象改变状态时，所有依赖于它的对象都会得到通知并自动更新。 20. **状态模式**（State Pattern）：对象在不同的状态下有不同的行为，通过状态模式可以将这些状态转换封装在单独的对象中。 21. **策略模式**（Strategy Pattern）：定义一系列算法，让它们之间可以互相替换，而无需修改使用算法的客户。 22. **模板方法模式**（Template Method Pattern）：在方法中定义一个算法的骨架，而将一些步骤延迟到子类中实现，提供了一种灵活性。 23. **访问者模式**（Visitor Pattern）：将一个对象的结构和行为解耦，使得对象可以在不修改自身的情况下接受多种操作。 通过掌握这些设计模式，开发者可以更好地组织代码，提高代码质量，使得系统更具可维护性和扩展性。同时，理解这些模式在实际项目中的应用，有助于在遇到问题时快速找到合适的解决方案，提升编程效率。