Java设计模式详解：23个经典示例与理论总结

Java设计模式是一种强大的软件开发工具，用于解决常见问题并提高代码的可复用性和灵活性。本资料涵盖了23种核心设计模式，主要分为三类：创建型模式、结构型模式和行为型模式。 1. **创建型模式** (Creational Patterns) - **抽象工厂模式 (Abstract Factory)**: 定义一个接口用于创建一系列相关或相互依赖的对象，而无需指定它们具体的类。适用于创建一组相关的对象，但具体类未知的情况。 - **工厂方法模式 (Factory Method)**: 提供一个创建对象的公共接口，让子类决定实例的具体类型。延迟对象创建直到运行时，便于扩展和替换。 - **单态模式 (Singleton)**: 确保系统中只有一个实例存在，且提供全局访问点。常用于管理共享资源。 - **建造者模式 (Builder)**: 将构造过程与对象的表示分离，使用户可以逐步构建复杂对象，同时保持内部状态隐藏。 - **原型模式 (Prototype)**: 创建对象的副本，而不是每次都从头开始。适合频繁克隆对象，且克隆成本高或对象创建复杂的情况。 2. **结构型模式** (Structural Patterns) - **适配器模式 (Adapter)**: 使两个不兼容接口的对象协同工作。适用于已有接口需要适应新需求时。 - **桥接模式 (Bridge)**: 将抽象和实现分离，允许两者独立变化。适用于当抽象和实现需要独立修改时。 - **组合模式 (Composite)**: 使单一对象看起来像是一组对象的组合，支持部分对象的动态添加或删除。适用于树形结构的表示和操作。 - **装饰器模式 (Decorator)**: 在运行时动态地给对象增加功能，不改变原有对象结构。适用于灵活增加或替换功能。 - **外观模式 (Facade)**: 给客户端提供一个简单的接口，隐藏复杂的子系统结构。简化接口，隐藏实现细节。 - **享元模式 (Flyweight)**: 通过共享对象的实例来减少内存消耗，提高性能。适用于大量细粒度对象场景。 - **代理模式 (Proxy)**: 为其他对象提供代理以控制对原对象的访问。例如，远程对象访问或访问控制。 3. **行为型模式** (Behavioral Patterns) - **责任链模式 (Chain of Responsibility)**: 处理请求的顺序可变，每个处理者都参与到请求的传递中。适用于事件处理和分发。 - **命令模式 (Command)**: 将请求封装为对象，从而使你可用不同的请求参数执行请求。利于解耦和控制。 - **解释器模式 (Interpreter)**: 解释一个表达式树或文本字符串。适用于语法解析和表达式求值。 - **迭代器模式 (Iterator)**: 使一个聚合成为游标，可以在不暴露其内部表示的情况下遍历聚合对象。利于遍历集合。 - **中介者模式 (Mediator)**: 协调各对象间的通信，降低他们之间的耦合度。适用于对象间消息传递过多。 - **备忘录模式 (Memento)**: 保存一个对象的状态，以便以后可以恢复。适用于对象状态需要持久化的情况。 - **观察者模式 (Observer)**: 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。用于发布/订阅模式。 - **状态模式 (State)**: 模拟对象的不同行为，基于它所处的状态。适用于对象的行为随着环境变化而变化。 - **策略模式 (Strategy)**: 定义一组算法，让它们之间可以互换。根据运行时策略选择算法。 - **模板方法模式 (Template Method)**: 定义一个算法的骨架，而将一些步骤延迟到子类中。便于代码重用和扩展。 - **访问者模式 (Visitor)**: 为数据结构中的元素提供一个统一的访问接口，便于不同类型的遍历操作。 总结起来，这些设计模式提供了丰富的解决方案，帮助开发者编写更易于理解和维护的代码。通过理解和应用这些模式，可以提升软件架构的质量，促进团队协作和项目可扩展性。在实际开发中，结合具体场景灵活运用这些模式，可以显著提高代码的灵活性和性能。