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深入解析Java设计模式：从创建型到行为型

最新推荐文章于 2025-08-14 13:13:05 发布

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#设计模式 #java #数据结构与算法

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本文全面总结了Java设计模式的分类和应用，包括创建型模式、结构型模式、行为型模式的详细解读。通过具体实例阐述了每种模式的核心思想、实现方式及使用场景，旨在帮助开发者理解和掌握设计模式，提高代码质量和可维护性。

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今天来对这23种设计模式做个总结。咱使用设计模式的目的是为了可重用代码、让代码更容易被他人理解、保证代码可靠性，当然设计模式并不是万能的，项目中的实际问题还有具体分析。咱不能为了使用设计模式而使用，而是在分析问题的过程中，想到使用某种设计模式能达到咱需要的效果，而且比不使用设计模式更有优势，那么咱该考虑使用设计模式了。

一、设计模式的一般分类

创建型(Creator)模式（共5种）：单例、原型、建造者、工厂方法、抽象工厂。

结构型(Structure)模式（共7种）：适配器、代理、外观、桥接、组合、享元、装饰者。

行为型(Behavior)模式（共11种）：策略、观察者、模板方法、迭代器、责任链、命令、备忘录、状态、访问者、中介者、解释器。

二、下面谈谈我对这23种设计模式的理解

1、创建型(Creator)模式（共5种）

①单例（Singleton）是一种常用的设计模式。在Java应用中，单例对象能保证在一个JVM中，该对象只有一个实例存在。实现方式主要有饿汉式和懒汉式两种。

②原型(Prototype)：该模式的思想就是将一个对象作为原型，对其进行复制、克隆，产生一个和原对象类似的新对象。实现方式主要有浅复制和深复制两种。浅复制的关键是super.clone()；而深复制，需要采用二进制流的形式写入当前对象，再对其进行读取。

③建造者(Builder)：该模式是将各种产品集中起来进行管理。将很多功能集成到一个类里，这个类可以创造出比较复杂的东西。它关注的是创建复合对象，多个部分。

④工厂方法(Factory method)：调用工厂里的方法来生产对象(产品)的。它有3种实现方式：1)普通工厂模式：就是建立一个工厂类，对实现了同一接口的一些类进行实例的创建)。2)多个工厂方法模式：是对普通工厂方法模式的改进，在普通工厂方法模式中，如果传递的字符串出错，则不能正确创建对象，而多个工厂方法模式是提供多个工厂方法，分别创建对象。3)静态工厂方法模式：将上面的多个工厂方法模式里的方法置为静态的，不需要创建实例，直接调用即可。如果你想使用工厂方法模式可以优先选择：静态工厂方法模式。

⑤抽象工厂(Abstract factory)：顾名思义，就是把工厂抽象出来，不同的工厂生产不同的产品。

2、结构型(Structure)模式（共7种）

①适配器(Adapter)：将某个类的接口转换成客户端期望的另一个接口表示，目的是消除由于接口不匹配所造成的类的兼容性问题。主要分为三类：类的适配器模式、对象的适配器模式、接口的适配器模式。1)类的适配器模式：当希望将一个类转换成满足另一个新接口的类时，可以使用类的适配器模式，创建一个新类，继承原有的类，实现新的接口即可。2)对象的适配器模式：当希望将一个对象转换成满足另一个新接口的对象时，可以创建一个Adapter类，持有原类的一个实例，在Adapter类的方法中，调用实例的方法就行。3)接口的适配器模式：当不希望实现一个接口中所有的方法时，可以创建一个抽象类Adapter实现所有方法，我们写别的类的时候，继承抽象类即可。

②代理(Proxy)：代理模式其实就是多一个代理类出来，替原对象进行一些操作。比如咱有的时候打官司需要请律师，因为律师在法律方面有专长，可以替咱进行操作表达咱的想法，这就是代理的意思。有两种实现方式：静态代理(不使用JDK里面的方法)、动态代理(InvocationHandler和Proxy)。

③外观(Facade)：也称门面模式。外观模式是为了解决类与类之间的依赖关系的，像spring一样，可以将类和类之间的关系配置到配置文件中，而外观模式就是将他们的关系放在一个Facade类中，降低了类类之间的耦合度，该模式中没有涉及到接口。

④桥接(Bridge)：把事物和其具体实现分开(抽象化与实现化解耦)，使他们可以各自独立的变化。桥接模式其实就是一种将N*M转化成N+M组合的思想。

⑤组合(Composite)：组合模式有时又叫部分-整体模式，将对象组合成树形结构来表示“部分-整体”层次结构。

⑥享元(Flyweight）：运用共享的技术有效地支持大量细粒度的对象。主要目的是实现对象的共享，即共享池，当系统中对象多的时候可以减少内存的开销。在某种程度上，你可以把单例看成是享元的一种特例。

⑦装饰者(Decorator)：动态地将责任附加到对象上，若要扩展功能，装饰者提供了比继承更具有弹性的替代方案。保持接口，增强性能。

行为型(Behavior)模式（共11种）

①策略(Strategy)让用户可以选择执行一个动作的方法，也就是说，用户可以选择不同的策略来进行操作。个人觉得策略模式可以用这个公式：不同的XXX 拥有不同的XXX供用户选择。比如说：不同的象棋棋子拥有不同的走法供用户选择。

②观察者(Observer)：在对象之间定义了一对多的依赖关系，这样一来，当一个对象改变状态时，依赖它的对象都会收到通知并自动跟新。Java已经提供了对观察者Observer模式的默认实现，Java对观察者模式的支持主要体现在Observable类和Observer接口。

③模板方法(Template method)：在一个方法中定义了一个算法的骨架，而将一些步骤延迟到子类中。模板方法使得子类可以再不改变算法结构的情况下，重新定义算法中的某些步骤。简而言之：模板方法定义了一个算法的步骤，并允许子类为一个或多个步骤提供实现。

④迭代器(Iterator)：提供了一种方法顺序访问一个聚合对象中的各个元素，而又不暴露其内部的表示。

⑤责任链(ChainOfResponsibility)：有多个对象，每个对象持有下一个对象的引用，形成一条链，请求在这条链上传递，直到某一对象决定处理该请求，但是发出者并不清楚最终哪个对象会处理该请求。

⑥命令(Command)：将“请求”(命令/口令)封装成一个对象，以便使用不同的请求、队列或者日志来参数化其对象。命令模式也支持撤销操作。

⑦备忘录(Memento)：主要目的是保存一个对象的某个状态，以便在适当的时候恢复对象。

⑧状态(State)：允许对象在内部状态改变时改变它的行为，对象看起来好像修改了它的类。状态模式说白了就是一个对像有不同的状态，不同的状态对应不同的行为，它其实是对switch case这样的语句的拓展。

⑨解释器(Interpreter)：它定义了对象与对象之间进行某种操作之后会得到什么值。一般主要应用在OOP开发中的编译器的开发中，所以适用面比较窄。

⑩中介者(Mediator)：主要用来降低类与类之间的耦合的，因为如果类与类之间有依赖关系的话，不利于功能的拓展和维护，因为只要修改一个对象，其它关联的对象都得进行修改。

⑪访问者(Visitor)：把数据结构和作用于结构上的操作解耦合，使得操作集合可相对自由地演化。访问者模式适用于数据结构相对稳定而算法又容易变化的系统。访问者模式的优点是增加操作很容易，因为增加操作意味着增加新的访问者；而它的缺点就是增加新的数据结构很困难。

三、Java设计模式菜鸟系列目录

Java设计模式菜鸟系列(二十一)享元模式建模与实现
 Java设计模式菜鸟系列(二十二)中介者模式建模与实现
 Java设计模式菜鸟系列(二十三)访问者模式建模与实现