在Java编程中,设计模式是一种被广泛接受的解决软件设计问题的标准方法,它提供了一种在特定场景下优化代码结构、提高代码可维护性和复用性的方式。GOF(Gamma, Helm, Johnson, Vlissides)是四位著名软件工程师合著的《设计模式:可复用面向对象软件的基础》(Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software)一书中的简称,这本书被誉为设计模式的经典之作。GOF设计模式共总结了23种模式,这些模式涵盖了对象行为和结构的不同方面。
1. FACTORY(工厂模式):这是一种创建型模式,用于将产品的创建过程与其实现细节解耦,使得客户端无需知道产品是如何被创建的。它提供了一个接口来创建一系列相关或相互依赖的对象,而无需指定它们的具体类型。
2. BUILDER(构建者模式):也是一种创建型模式,用于分步骤地建造复杂对象,这样可以更好地控制对象的创建过程,并且允许用户在构造过程中改变产品的行为。
3. FACTORY METHOD(工厂方法模式):扩展了工厂模式,让子类可以决定实例化哪个具体类,提供了灵活性,但仍然保持了接口的一致性。
4. PROTOTYPE(原型模式):一种克隆型模式,通过复制已有对象来创建新对象,避免了构造过程的复杂性,适用于大量对象的快速生成和修改场景。
5. SINGLETON(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,如线程池、数据库连接等。
6. ADAPTER(适配器模式):用于将一个类的接口转换成客户期望的另一个接口,以便于在不修改原接口的情况下,让原本不兼容的类协同工作。
7. BRIDGE(桥接模式):将抽象部分和实现部分分离,使它们可以独立变化,增强了系统的灵活性和扩展性。
8. COMPOSITE(组合模式):使得单个对象的行为能够通过组合来表示一棵树或图结构,同时允许客户端对组合中的每个元素进行一致的操作。
9. DECORATOR(装饰器模式):动态地给一个对象添加新的功能,扩展其行为而不影响其他对象,使得对象可以在运行时改变其性质。
10. FACADE(外观模式):为复杂的系统提供一个简单的接口,隐藏其实现细节,使得客户端只需与这个接口交互,降低了系统的复杂性。
11. FLYWEIGHT(享元模式):通过共享对象以减少内存消耗,特别适用于处理大量细粒度的对象,如图形或图像的重复数据。
12. PROXY(代理模式):创建一个对象的别名,用于控制对原对象的访问,例如在网络通信中缓存请求,或者在安全环境中控制访问权限。
13. CHAIN OF RESPONSIBILITY(责任链模式):将请求沿着一个链传递,由链上的各个对象决定如何处理,直到找到合适处理请求的对象。
14. COMMAND(命令模式):封装请求,将请求的执行和请求本身解耦,使得请求可以被存储、调度,也可以支持撤销操作。
15. INTERPRETER(解释器模式):将一个表达式(如数学表达式或计算机程序)翻译成一系列的对象调用,使得表达式的结构可以直接映射到程序结构。
16. ITERATOR(迭代器模式):提供一种方法顺序访问聚合对象的各个元素,而无需暴露其内部表示,实现可迭代对象的统一访问接口。
17. MEDIATOR(中介者模式):定义一个中介对象,使得各对象无需相互直接通讯,通过中介对象交换消息,降低系统耦合度。
18. MEMENTO(备忘录模式):捕获一个对象的内部状态,在对象改变后可以恢复到先前的状态,用于实现对象的撤销操作。
19. OBSERVER(观察者模式):定义了对象之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。
20. STATE(状态模式):允许对象在不同的状态下有不同的行为,通过改变对象的状态实现动态地改变行为。
21. STRATEGY(策略模式):定义了一系列算法,将它们封装起来,使它们可以互相替换,而无需修改客户端代码,实现算法的替换。
22. TEMPLATE METHOD(模板方法模式):规定了一个算法的框架,允许子类在这个框架内定义自己的行为,而保留算法的骨架。
23. VISITOR(访问者模式):将一个作用于一系列对象结构中的访问操作封装起来,使同样的访问行为可以作用于任何对象结构。
学习和掌握这些设计模式可以帮助Java开发者编写出更加模块化、灵活且易于维护的代码,提高开发效率和代码质量。