"Java 23种设计模型详解,涵盖了创建型、结构型和行为型模式,以及设计模式的六大原则。"
设计模式是软件工程中的重要概念,它是一种在特定场景下解决常见问题的标准解决方案。Java 23种设计模型是面向对象编程中广泛采用的模式集合,它们分为三类:
1. **创建型模式**:
- 工厂方法模式:定义一个用于创建对象的接口,让子类决定实例化哪一个类,工厂方法使一个类的实例化延迟到其子类。
- 抽象工厂模式:提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口,而无需指定它们具体的类。
- 单例模式:保证一个类只有一个实例,并提供一个全局访问点。
- 建造者模式:将复杂对象的构建与其表示分离,使得同样的构建过程可以创建不同的表示。
- 原型模式:通过复制已有对象来创建新对象,而不是通过new操作。
2. **结构型模式**:
- 适配器模式:将一个类的接口转换成客户期望的另一个接口,适配器使原本因接口不兼容而不能一起工作的那些类可以一起工作。
- 装饰器模式:动态地给一个对象添加一些额外的职责,装饰器提供了比继承更具弹性的扩展对象功能的方式。
- 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。
- 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客户端隐藏起来。
- 桥接模式:将抽象部分与它的实现部分分离,使它们都可以独立地改变。
- 组合模式:允许你将对象组合成树形结构来表现“整体/部分”层次结构。
- 享元模式:运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象,减少内存中的对象数量。
3. **行为型模式**:
- 策略模式:定义一系列算法,并将每一个算法封装起来,使它们可以互相替换,策略模式让算法的变化独立于使用它的客户。
- 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。
- 观察者模式:定义对象间的一种一对多的依赖关系,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被自动更新。
- 迭代子模式: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。
- 责任链模式:避免请求的发送者和接收者之间的耦合,将多个处理对象串联在一起,形成一条链,请求沿着链传递,直到被某个对象处理。
- 命令模式:将请求封装为一个对象,以便使用不同的请求、队列请求、或者支持可撤销的操作。
- 备忘录模式:在不破坏封装的前提下,捕获一个对象的内部状态,并在该对象之外保存这个状态,这样以后就可以恢复对象的先前状态。
- 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。
- 访问者模式:表示一个作用于某对象结构中的各元素的操作。它使你可以在不改变元素的类的前提下定义作用于这些元素的新操作。
- 中介者模式:用一个中介对象来封装一系列的对象交互,中介者使各对象不需要显式地相互引用,从而使其耦合松散,而且可以独立地改变它们之间的交互。
- 解释器模式:定义了一个表达式接口,使得该接口可以代表不同的简单语言的组成元素,并且提供了可以解释这些元素的通用手段。
除了这23种模式,还有并发型模式和线程池模式,它们通常用于多线程和并发处理中,帮助开发者更好地管理线程资源和提高程序的并发性能。
设计模式的六大原则是:
1. **开闭原则**:软件实体(如类、模块、函数等)应该对扩展开放,对修改关闭。
2. **里氏替换原则**:子类型必须能够替换它们的基类型,而不影响程序的正确性。
3. **单一职责原则**:一个类应该有且只有一个引起它变化的原因。
4. **接口隔离原则**:客户端不应该被迫依赖它不需要的接口,应将接口拆分成更小的接口。
5. **依赖倒置原则**:依赖于抽象,而不是依赖于具体实现。
6. **迪米特法则**:降低类与类之间的耦合,一个对象应该对其他对象有最少的了解。
学习和应用这些设计模式可以帮助开发者编写更加可维护、可扩展和高质量的代码,提升软件的架构设计。通过实践,我们可以将这些模式融入到日常编码中,成为一个更优秀的软件工程师。