Java开发：23种设计模式详解(创建型-结构型-行为型)

Java开发中的设计模式是软件工程中的重要概念，它们提供了解决常见问题的标准化解决方案，使得代码更易于维护和复用。设计模式主要分为三大类别： 1. **创建型模式** (Creational Patterns): - **工厂方法模式**：允许客户端在运行时选择具体的产品类型，通过调用一个共同的接口来创建对象，隐藏了具体创建过程。 - **抽象工厂模式**：提供一个接口，让子类按照需求生成相关的对象族，但具体如何生成由子类决定，保持灵活性。 - **单例模式**：确保系统中只有一个实例，并提供全局访问点，常用于资源管理或配置对象。 - **建造者模式**：将复杂对象的构建过程分解为多个可扩展的步骤，每个步骤都是一个方法，便于控制构建过程。 - **原型模式**：通过克隆现有的对象来创建新对象，通常用于避免构造函数的复杂性。 2. **结构型模式** (Structural Patterns): - **适配器模式**：使两个原本不兼容的接口能够协同工作，通常用来解决接口不匹配的问题。 - **装饰器模式**：动态地给一个对象添加更多功能，而又不改变其原有结构，实现了行为的扩展。 - **代理模式**：为其他对象提供一种代理以控制对原对象的访问，例如权限控制或性能优化。 - **外观模式**：为复杂的子系统提供一个简洁的接口，隐藏内部的复杂性。 - **桥接模式**：将抽象部分和实现部分解耦，使它们可以独立变化，提高系统的灵活性。 - **组合模式**：让多个对象表示单个对象的不同方面，提供统一的接口。 - **享元模式**：减少对象的实例数，通过共享对象来节约内存，特别适用于大量对象的场景。 3. **行为型模式** (Behavioral Patterns): - **策略模式**：定义一组算法，让它们之间可以互换，以便在运行时选择不同的算法。 - **模板方法模式**：定义一个算法的框架，允许子类重写特定步骤，同时保留算法的基本结构。 - **观察者模式**：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。 - **迭代子模式**：提供一个遍历一系列对象的方法，使用户不必关心数据结构的细节。 - **责任链模式**：将请求沿着一个链传递，处理链上的每个对象都尝试执行该请求，直到找到合适的处理方法。 - **命令模式**：封装请求并支持命令的撤销，使发送者和接收者解耦。 - **备忘录模式**：记录请求的参数和结果，以便稍后重新计算，避免重复工作。 - **状态模式**：对象在不同状态下有不同的行为，通过状态机实现。 - **访问者模式**：让多个对象都有机会处理同一种消息，实现对象结构的修改和扩展。 - **中介者模式**：定义一个中介者对象，使得各个对象不需要彼此直接通信，降低耦合度。 - **解释器模式**：将结构化语言翻译成计算机可以理解的表示，使其可以被解释和执行。 此外，还有并发型模式和线程池模式，但在这里并未详细介绍。设计模式遵循的原则包括： - **开闭原则** (Open-Closed Principle)：强调程序对扩展开放，对修改封闭，通过抽象和接口实现。 - **里氏替换原则** (Liskov Substitution Principle)：子类能替换基类，且不会影响程序功能。 - **依赖倒置原则** (Dependency Inversion Principle)：依赖于抽象，而非具体实现。 - **接口隔离原则** (Interface Segregation Principle)：减少接口的复杂性，降低类之间的耦合。 - **迪米特法则** (Least Knowledge Principle)：最小知识原则，限制对象间的相互了解，降低复杂性。 Java开发中的设计模式是开发者必备的工具，通过理解和应用这些模式，可以提高代码的可读性、可维护性和可复用性。在实际项目中灵活运用设计模式，有助于创建更加健壮和高效的软件架构。