Java实现23种设计模式：AbstractFactory深度解析

"这份资料详细介绍了23种设计模式在Java语言中的实现，并提供了对应的UML类图和示例代码，旨在帮助开发者理解和应用这些设计模式。" 设计模式是软件开发中经过实践验证的解决方案模板，用于解决常见问题，提高代码的可重用性、可读性和可维护性。在Java中，设计模式的应用广泛且至关重要。以下是23种设计模式的简要介绍： 1. 抽象工厂模式 (Abstract Factory): 提供一个接口来创建相关或依赖对象的家族，而无需指定具体类。在Java中，这通常通过定义一个抽象工厂接口，然后由多个具体工厂类实现这个接口来完成。 ```java public abstract class AbstractFactory { public abstract AbstractProductA createProductA(); public abstract AbstractProductB createProductB(); } public class ConcreteFactory1 extends AbstractFactory { @Override public AbstractProductA createProductA() { return new ConcreteProductA1(); } @Override public AbstractProductB createProductB() { return new ConcreteProductB1(); } } public class ConcreteFactory2 extends AbstractFactory { @Override public AbstractProductA createProductA() { return new ConcreteProductA2(); } @Override public AbstractProductB createProductB() { return new ConcreteProductB2(); } } ``` 2. 工厂方法模式 (Factory Method): 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。在Java中，工厂方法模式通常通过定义一个工厂类，然后让子类覆盖工厂方法来实现。 3. 单例模式 (Singleton): 保证一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。在Java中，通常通过私有构造器、静态工厂方法和双重检查锁定来实现。 4. 建造者模式 (Builder): 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。在Java中，通过定义一个构建者接口和多个具体构建者类来实现。 5. 原型模式 (Prototype): 允用一个对象来创建与其具有相同状态的新对象。Java提供了`Cloneable`接口和`clone()`方法来实现原型模式。 6. 适配器模式 (Adapter): 使两个不兼容的接口协同工作。在Java中，可以通过类适配器（继承）或对象适配器（组合）来实现。 7. 桥接模式 (Bridge): 将抽象部分与它的实现部分分离，使它们都可以独立地变化。Java中，桥接模式通过组合关系实现。 8. 装饰器模式 (Decorator): 动态地给一个对象添加一些额外的职责。在Java中，装饰者类通常实现与被装饰对象相同的接口，并持有对被装饰对象的引用。 9. 外观模式 (Facade): 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。在Java中，通过创建一个对外的简单接口来实现。 10. 享元模式 (Flyweight): 用于减少创建对象的数量，以提高性能。Java中，享元模式常用于存储大量相似对象的数据结构，如字符串池。 11. 代理模式 (Proxy): 为其他对象提供一种代理以控制对该对象的访问。Java中的动态代理通过`java.lang.reflect.Proxy`和`java.lang.reflect.InvocationHandler`实现。 12. 命令模式 (Command): 将一个请求封装为一个对象，从而使你可用不同的请求对客户进行参数化，对请求排队或记录请求日志，以及支持可撤销的操作。 13. 责任链模式 (Chain of Responsibility): 使多个对象都有机会处理请求，从而避免请求的发送者和接收者之间的耦合关系。每个对象都包含对下一个对象的引用，只有最后一个对象才能处理请求。 14. 解释器模式 (Interpreter): 给予表示语言的文法，定义一个语言的表示，并提供一个解释器。在Java中，解释器模式常用于编译器或脚本引擎的实现。 15. 迭代器模式 (Iterator): 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。Java集合框架中的`Iterator`接口就是迭代器模式的应用。 16. 中介者模式 (Mediator): 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。 17. 备忘录模式 (Memento): 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。 18. 观察者模式 (Observer): 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自动更新。Java中，`java.util.Observable`和`java.util.Observer`接口实现了观察者模式。 19. 状态模式 (State): 允许一个对象在其内部状态改变时改变它的行为，对象看起来似乎修改了它的类。在Java中，通过状态类和上下文类实现。 20. 策略模式 (Strategy): 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，让算法的变化独立于使用它的客户。Java中，策略模式通常通过接口和实现类实现。 21. 模板方法模式 (Template Method): 在一个方法中定义一个算法的骨架，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。 22. 访问者模式 (Visitor): 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各元素的类的前提下定义作用于这些元素的新操作。Java中，访问者模式通常通过访问者接口和元素接口实现。 23. 组合模式 (Composite): 代表一个对象的集合，允许你将单个对象和组合对象统一对待。在Java中，组合模式通常通过树形结构实现，允许客户端以一致的方式处理单个对象和组合对象。 了解并熟练运用这些设计模式，能够提升你的编程技能，让你编写出更加优雅、可扩展和易于维护的代码。通过学习和实践提供的Java代码示例，你可以更好地理解这些模式的实际应用。