Java设计模式详解：23种模式分类与应用

"23种Java设计模式及其应用" 在软件开发中，设计模式是一种被广泛认可的、在特定场景下解决常见问题的解决方案。Java设计模式由前人总结，共有23种，它们被归类为创建模式、结构模式和行为模式三大类，帮助开发者在面对复杂性时遵循最佳实践，提高代码的可读性、可维护性和可扩展性。 1. **创建模式**： - **Factory（工厂模式）**：提供一个创建对象的接口，使得客户端无需知道所创建对象的具体类，只关注对象的创建过程。 - **Singleton（单例模式）**：确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。 - **Builder（建造者模式）**：将复杂对象的构建与它的表示分离，使同样的构建过程可以创建不同的表示。 - **Prototype（原型模式）**：通过复制已有对象来创建新对象，避免了直接创建对象带来的开销。 - **工厂方法模式**：定义一个创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类，工厂方法让类的实例化推迟到子类。 2. **结构模式**： - **Flyweight（享元模式）**：用于减少内存中对象的数量，通过共享大量的细粒度对象来减少内存消耗。 - **Bridge（桥接模式）**：将抽象部分与实现部分分离，使它们可以独立变化。 - **Decorator（装饰模式）**：动态地给一个对象添加一些额外的职责，可以提供比继承更多的灵活性。 - **Composite（组合模式）**：将对象组合成树形结构以表示“部分-整体”的层次结构，使得用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性。 - **Adapter（适配器模式）**：将一个类的接口转换成客户希望的另一个接口，使得原本接口不兼容的类可以一起工作。 - **Proxy（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。 - **Facade（外观模式）**：为子系统提供一个统一的接口，使得子系统的复杂性对外部系统隐藏起来。 3. **行为模式**： - **Iterator（迭代器模式）**：提供一种方法顺序访问聚合对象的元素，而又不暴露其底层表示。 - **Template（模板方法模式）**：定义一个操作中的算法骨架，而将一些步骤延迟到子类中，使得子类可以不改变一个算法的结构即可重定义该算法的某些特定步骤。 - **Chain of Responsibility（责任链模式）**：避免对象之间的耦合，将请求沿着处理者链进行传递，直到有对象处理为止。 - **Memento（备忘录模式）**：在不破坏封装性的前提下，捕获一个对象的内部状态，并在该对象之外保存这个状态，以便以后恢复对象的状态。 - **Mediator（中介者模式）**：用一个中介对象来封装一系列的对象交互，降低对象间的耦合度。 - **Interpreter（解释器模式）**：用于表达特定语言或规则的结构，实现简单的解释器。 - **Strategy（策略模式）**：定义了一系列的算法，并将每一个算法封装起来，使得它们可以相互替换，让算法的变化独立于使用算法的客户。 - **State（状态模式）**：允许对象在其内部状态改变时改变其行为，对象看起来似乎修改了它的类。 - **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，所有依赖于它的对象都会得到通知并自动更新。 - **Visitor（访问者模式）**：在不改变集合元素的前提下，为集合增加新的操作。 - **Command（命令模式）**：将请求封装为一个对象，使得可以使用不同的请求、队列或者日志请求，也可以支持撤销操作。 这些设计模式的运用，可以帮助开发者编写出更加灵活、可复用和易于维护的代码，避免重复发明轮子，提高软件开发的效率和质量。在实际开发中，根据具体场景选择合适的设计模式，能够使系统结构更加清晰，降低模块间的耦合，从而提高软件的可扩展性和可维护性。