Java设计模式一 - 介绍篇

大家好，我是闲者，本篇是Java设计模式学习系列的开篇，首先，先了解下什么是Java设计模式。

1. 什么是设计模式？

设计模式是在软件设计中常用的可重用解决方案，是对一类常见问题的解决方案的描述或模板。这些模式是经过反复验证和使用的，可以帮助解决特定类型的问题，同时也提供了一种共享经验和知识的方式。

设计模式提供了一种通用的设计思路，可以在不同情景下重复使用，帮助开发者解决常见的设计问题。它们不是具体的代码实现，而是一种通用的解决方案，可以根据具体的需求进行定制。

2. 设计模式的作用和意义

设计模式的作用和意义包括以下几个方面：

提高代码质量和可维护性： 设计模式是经过验证的解决方案，可以避免一些常见的设计错误，提高代码的质量和可维护性。

提高代码的重用性： 设计模式提供了可重用的设计思路和模板，可以在不同项目和场景中重复使用，降低了开发成本。

提高系统的可扩展性： 设计模式使得系统更具弹性，易于扩展和修改，可以满足需求的变化。

促进团队协作： 设计模式提供了一种通用的设计语言，促使开发者之间更好地理解和交流设计思路，有利于团队合作。

3. 设计模式的分类

设计模式可以分为三类：

3.1. 创建型模式（Creational Patterns）

3.1.1 定义

创建型模式关注如何创建对象，主要解决对象的实例化和创建过程中的灵活性和扩展性问题。

3.1.2 侧重点

创建型模式侧重于对象的创建、实例化，以及相关的配置和初始化过程。
这些模式隐藏了对象的创建细节，使系统更具灵活性，可以动态地选择创建哪个对象。
通过不同的创建机制（例如单例、工厂、建造者等），可以控制对象的创建方式和时机。

3.1.3 具体模式

单例模式（Singleton Pattern）： 保证一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。
工厂模式（Factory Pattern）： 定义一个创建对象的接口，但由子类决定实例化的类是哪一个。
抽象工厂模式（Abstract Factory Pattern）： 提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口，而无需指定具体的类。
建造者模式（Builder Pattern）： 将一个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（Prototype Pattern）： 通过复制现有实例来创建新实例。

3.2. 结构型模式（Structural Patterns）

3.2.1 定义

结构型模式关注对象和类的组合，以实现更大的结构。

3.2.2 侧重点

结构型模式侧重于如何将类或对象按照一定的方式组合，以获得更灵活、更高层次的结构。
这些模式主要关注类和对象的组合，以实现新的功能或特性。
通过组合不同的类或对象，可以创建更复杂的系统结构。

3.2.3 具体模式

适配器模式（Adapter Pattern）： 将一个类的接口转换成客户希望的另一个接口。
桥接模式（Bridge Pattern）： 将抽象部分与它的实现部分分离，使它们可以独立变化。
组合模式（Composite Pattern）： 将对象组合成树形结构以表示“部分-整体”的层次结构。
装饰器模式（Decorator Pattern）： 动态地给一个对象添加一些额外的职责，而不改变其结构。
外观模式（Facade Pattern）： 为子系统中的一组接口提供一个一致的界面，外观模式定义了一个高层接口。
享元模式（Flyweight Pattern）： 通过共享技术实现相同或相似对象的重用。
代理模式（Proxy Pattern）： 为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。

3.3. 行为型模式（Behavioral Patterns）

3.3.1 定义

行为型模式关注对象间的通信、交互和责任分配，以实现协作行为。

3.3.2 侧重点

行为型模式侧重于对象间的通信和协作，以实现更有效的交互和组织对象之间的关系。
这些模式主要解决对象之间的通信和责任划分问题，使系统更具灵活性和可维护性。
通过不同对象间的协作和通信方式，可以实现不同的行为和业务逻辑。

3.3.3 具体模式

策略模式（Strategy Pattern）： 定义一系列的算法，将它们封装起来，并使它们可以互相替换。
观察者模式（Observer Pattern）： 定义了一种一对多的依赖关系，让多个观察者对象同时监听某一个主题对象。
命令模式（Command Pattern）： 将一个请求封装为一个对象，从而可以用不同的请求对客户进行参数化。
迭代器模式（Iterator Pattern）： 提供一种方法顺序访问一个聚合对象中的各个元素，而不暴露其内部的表示。
责任链模式（Chain of Responsibility Pattern）： 使多个对象都有机会处理请求，从而避免了请求的发送者和接收者之间的耦合关系。
备忘录模式（Memento Pattern）： 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。
状态模式（State Pattern）： 允许对象在其内部状态改变时改变它的行为。
访问者模式（Visitor Pattern）： 在不改变各元素的类的前提下，定义作用于这些元素上的新操作。
模板方法模式（Template Method Pattern）： 定义一个操作中的算法的骨架，而将一些步骤延迟到子类中。
解释器模式（Interpreter Pattern）： 给定一个语言，定义它的文法的一种表示，并定义一个解释器，该解释器使用该表示来解释语言中的句子。

总结： 创建型模式解决对象创建相关的问题，结构型模式解决对象组合相关的问题，行为型模式解决对象间的通信和协作相关的问题。选择适当的设计模式取决于解决的问题类型以及设计的需要，以达到代码设计的合理性、灵活性和可维护性。

这些设计模式为常见的开发场景提供了解决方案，开发者可以根据需要选择合适的设计模式来提高代码质量、可维护性和可扩展性。在下面的文章中，闲者将分别详细解释每种设计模式，并提供相应的示例。