Java小白-设计模式

一、什么是设计模式

简单点说，设计模式(Design Pattern)就是前人踩坑总结出来的、能反复用的、解决常见软件设计问题的套路。它就是一套被验证过很多次的“万能方案”，有了它你写程序就不会瞎写，而是用一套聪明的、优雅的思路去组织代码，让程序更好写、更好维护、更容易扩展。

二、为啥要学设计模式？

因为做项目的时候，总是会碰到这些场景：有些对象只想要一个（单例 Singleton）；有时想根据需求创建不同的对象（工厂 Factory）；有两个模块接口对不上，需要接个“转接头”（适配器 Adapter）；有时候需要让别人替你干活，还要做点额外事（代理 Proxy）

三、设计模式大致分几类？

分类	中文名	英文名	一句话定位
创建型（5 种）	单例	Singleton	全局只有一个实例
	简单工厂*	Simple Factory*	用一个工厂方法生产对象
	工厂方法	Factory Method	让子类决定创建哪个具体实例
	抽象工厂	Abstract Factory	创建“一族”相互依赖的对象
	建造者	Builder	按步骤组装复杂对象
	原型	Prototype	通过克隆而不是 new 来创建
结构型（7 种）	适配器	Adapter	把旧接口转换成客户端期望的新接口
	桥接	Bridge	抽象与实现分离，两者可独立变化
	组合	Composite	把对象组合成树形结构表示“整体-部分”
	装饰	Decorator	动态地给对象加功能，比继承灵活
	外观	Facade	对外统一高层接口，隐藏子系统复杂度
	享元	Flyweight	共享细粒度对象，节省内存
	代理	Proxy	用一个占位对象控制对真实对象的访问
行为型（11 种）	责任链	Chain of Responsibility	请求沿链传递，直到被处理
	命令	Command	把请求封装成对象，实现参数化与撤销
	解释器	Interpreter	定义语言的文法并解释执行
	迭代器	Iterator	顺序访问聚合元素，不暴露其内部结构
	中介者	Mediator	对象间不直接通信，统一由中介转发
	备忘录	Memento	保存对象状态，可恢复
	观察者	Observer	一对多状态变化通知
	状态	State	状态改变时行为跟着改变
	策略	Strategy	封装算法族，可动态互换
	模板方法	Template Method	算法骨架固定，把步骤延迟到子类
	访问者	Visitor	不改变类结构即可扩展其操作

单例模式（Singleton Pattern）

单例模式的核心思想：自己管自己，全局唯一。保证一个类在整个程序中只有一个实例，并且提供一个全局访问点。

系统中只能有一个对象的时候使用，比如：线程池、配置管理器、日志对象、数据库连接池。

public class Singleton {private static volatile Singleton instance; // 加 volatile 保证可见性和防止指令重排private Singleton() {} // 私有构造public static Singleton getInstance() {if (instance == null) {synchronized (Singleton.class) {if (instance == null) {  // 双重检查instance = new Singleton();}}}return instance;}
}

工厂模式（Factory Pattern）

把对象的创建过程封装起来，把“new”操作交给工厂，客户端只需要告诉工程需要什么就行。

用处：当需要创建复杂对象时，不想把 new 散落到各处，想统一管理；创建对象的过程可能变化，但对外接口不变。

例子：简单工厂模式（一个工厂生产多种产品）

// 产品接口
interface Product {void show();
}// 具体产品A
class ProductA implements Product {public void show() {System.out.println("生产了产品A");}
}// 具体产品B
class ProductB implements Product {public void show() {System.out.println("生产了产品B");}
}// 工厂类
class SimpleFactory {public static Product createProduct(String type) {if ("A".equals(type)) {return new ProductA();} else if ("B".equals(type)) {return new ProductB();}throw new IllegalArgumentException("没有这个产品");}
}// 客户端
public class FactoryTest {public static void main(String[] args) {Product p1 = SimpleFactory.createProduct("A");p1.show();Product p2 = SimpleFactory.createProduct("B");p2.show();}
}

适配器模式（Adapter Pattern）

它把一个类的接口转换成客户希望的另一个接口，相当于“转接头”，使原本接口不兼容的两个类可以协同工作。

用处：老代码和新代码对不上；第三方库接口和自己接口对不上；不想改老代码，只想中间做个适配。

例子：手机充电头适配器

// 目标接口（客户期望的接口）
interface Target {void request();
}// 已有功能（不兼容的接口）
class Adaptee {public void specificRequest() {System.out.println("充电：220V 交流电");}
}// 适配器
class Adapter implements Target {private Adaptee adaptee;public Adapter(Adaptee adaptee) {this.adaptee = adaptee;}public void request() {System.out.println("使用适配器...");adaptee.specificRequest();}
}// 客户端
public class AdapterTest {public static void main(String[] args) {Adaptee adaptee = new Adaptee();Target target = new Adapter(adaptee);target.request();}
}

代理模式（Proxy Pattern）

它为其他对象提供一种访问控制，代理对象在目标对象之前起到中介作用，可以在前后做一些额外操作（权限控制、延迟加载、记录日志等）。

用处：需要对目标对象做控制（加权限、加缓存）；不想或者不能修改目标对象代码；远程代理（RMI）、虚拟代理（延迟加载）、安全代理（权限控制）等场景。

例子：静态代理

// 接口
interface Service {void operation();
}// 真实对象
class RealService implements Service {public void operation() {System.out.println("执行真实操作...");}
}// 代理对象
class ProxyService implements Service {private RealService realService;public ProxyService(RealService realService) {this.realService = realService;}public void operation() {System.out.println("开始代理，做一些额外操作...");realService.operation();System.out.println("代理结束...");}
}// 客户端
public class ProxyTest {public static void main(String[] args) {RealService realService = new RealService();ProxyService proxy = new ProxyService(realService);proxy.operation();}
}

这些模式就是最适合Java 学生先掌握的核心四个，理解了这几个，剩下的其他设计模式学起来也是举一反三。