Java中23种设计模式（附代码样例）

Posted 2021-01-17 simon-qi

一、设计模式分类
总体来说设计模式分为三大类：
创建型模式，共五种：工厂方法模式、抽象工厂模式、单例模式、建造者模式、原型模式。
结构型模式，共七种：适配器模式、装饰器模式、代理模式、外观模式、桥接模式、组合模式、享元模式。
行为型模式，共十一种：策略模式、模板方法模式、观察者模式、迭代子模式、责任链模式、命令模式、备忘录模式、状态模式、访问者模式、中介者模式、解释器模式。
其实还有两类：并发型模式和线程池模式

二、设计模式的六大原则
1.开闭原则（Open Close Principle）
开闭原则就是说对扩展开放，对修改关闭。在程序需要进行扩展的时候，不能去修改原有代码，实现一个热插拔的效果。
所以一句话概括就是：为了使程序的扩展性好，易于维护和升级。想要达到这样的效果，我们需要使用接口和抽象类，后面的具体设计中我们会体会到这点

2.里氏代换原则（Liskov Substitution Principle）LSP
面向对象设计的基本原则之一。里氏代换原则中说，任何基类可以出现的地方，子类一定可以出现。
LSP是继承复用的基石，只有当衍生类可以替换掉基类，软件单位的功能不受影响时，基类才能真正被复用，而衍生类也能够在基类的基础上增加新的行为。
里氏代换原则是对“开-闭”原则的补充。实现“开-闭”原则的关键步骤就是抽象化。
而基类与子类的继承关系就是抽象化的具体体现，所以里氏代换原则是对实现抽象化的具体步骤的规范。

3.依赖倒转原则（Dependence Inversion Principle）
这个是开闭原则的基础，具体内容：针对接口编程，依赖于抽象而不依赖于具体。

4.接口隔离原则（Interface Segregation Principle）

这个原则的意思是：使用多个隔离的接口，比使用单个接口要好。还是一个降低类之间的耦合度的意思，从这个我们看出，其实设计模式就是一个软件的设计思想从大型软件架构出发，为了升级和维护方便，要降低依赖，降低耦合

5.迪米特法则（最少知道原则）（Demeter Principle）
为什么叫最少知道原则，就是说：一个实体应当尽量少的与其他实体之间发生相互作用，使得系统功能模块相对独立

6.合成复用原则（Composite Reuse Principle）
原则是尽量使用合成、聚合的方式，而不是使用继承。

三、Java的23种设计模式
1.工厂方法模式（Factory Method）
工厂方法模式分为三种：
1-1.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。
公共接口：

public interface Sender {
public void Send();
}

创建实现类：

public class SmsSender implements Sender {
        @Override
         public void Send() {
         // TODO Auto-generated method stub
         System.out.println("this is smssender!");
    }
}

public class MailSender implements Sender {
         @Override
         public void Send() {
         // TODO Auto-generated method stub
         System.out.println("this is mailsender!");
   }
}

创建工厂类：

public class SendFactory {
public Sender produce(String type) {
if ("mail".equals(type)) {
return new MailSender();
} else if ("sms".equals(type)) {
return new SmsSender();
} else {
System.out.println("请输入正确的类型!");
return null;
    }
  }
}

创建测试类

public class FactoryTest {
public static void main(String[] args) {
SendFactory factory = new SendFactory();
Sender sender = factory.produce("mail");
sender.Send();
    }
}

1-2.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，而多个工厂模式提供了多个工厂方法，分别创建对象。
改动下工厂类：

    public class SendFactory {    
         public Sender produceMail(){
         return new MailSender();
   }

     public Sender produceSms(){
         return new SmsSender();
     }
}

     public class FactoryTest {
         public static void main(String[] args) {
         SendFactory factory = new SendFactory();
         Sender sender = factory.produceMail();
         sender.Send();
    }
}

1-3.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。

public class SendFactory {
public static Sender produceMail(){
return new MailSender();
}
public static Sender produceSms(){
return new SmsSender();
    }
}
public class FactoryTest {
public static void main(String[] args) {    
Sender sender = SendFactory.produceMail();
sender.Send();
    }
}

总结：总体来说，工厂模式适合：凡是出现了大量的产品需要创建，并且具有共同的接口时，可以通过工厂方法模式进行创建。
在以上的三种模式中，第一种如果传入的字符串有误，不能正确创建对象，第三种相对于第二种，不需要实例化工厂。
所以，大多数情况下，我们会选用第三种——静态工厂方法模式

2.抽象工厂模式（Abstract Factory）
工厂方法模式有一个问题是，类的创建依赖工厂类，也就是说，如果想要拓展程序，必须对工厂类进行修改，这违背了闭包原则。
所以，从设计角度考虑，有一定的问题，如何解决？就用到抽象工厂模式，创建多个工厂类，这样一旦需要增加新的功能，直接增加新的工厂类就可以了，不需要修改之前的代码。

类接口：

public interface Sender {
public void Send();
}

两个实现类：

public class MailSender implements Sender {
    @Override
    public void Send() {
        System.out.println("this is mailsender!");
    }
}
public class SmsSender implements Sender {
    @Override
    public void Send() {
        System.out.println("this is sms sender!");
    }
}

工厂接口：

public interface Provider {
     public Sender produce();
}

两个工厂类：

  public class SendMailFactory implements Provider {    
       @Override
        public Sender produce(){
          return new MailSender();
     }
}
、public class SendSmsFactory implements Provider{
        @Override
        public Sender produce() {
        return new SmsSender();
    }
}

测试：

public class Test {
        public static void main(String[] args) {
              Provider provider = new SendMailFactory();
              Sender sender = provider.produce();
              sender.Send();
        }
}

总结：其实这个模式的好处就是，如果你现在想增加一个功能：发即时信息，则只需要做一个实现类，实现Sender接口，同时做一个工厂类，实现Provider接口就OK了，无需改动现成的代码。这样做拓展性更好！！！

（因时间有限，以下的设计模式后期更新中……）

2.单例模式（Singleton）

3.建造者模式（Builder）

4.原型模式（Prototype）

5.适配器模式（Adapter）

6.装饰模式（Decorator）

7.代理模式（Proxy）

8.外观模式（Facade）

9.桥接模式（Bridge）

10.组合模式（Composite）

11.享元模式（Flyweight）

12.策略模式（strategy）

13.模板方法模式（Template Method）

14.观察者模式（Observer）

15.迭代子模式（Iterator）

16.责任链模式（Chain of Responsibility）

17.命令模式（Command）

18.备忘录模式（Memento）

19.状态模式（State）

20.访问者模式（Visitor）

22.中介者模式（Mediator）

23.解释器模式（Interpreter）