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常用设计模式中的工厂模式，责任链模式，策略模式和单例模式的简单说明

news 2025/9/22 6:53:40

设计模式的六大原则：

单一职责原则：就一个类而言，应该仅有一个引起它变化的原因。

开放-封闭原则：软件实体可以拓展但是不可以修改。

依赖倒转原则：高层模块和低层模块两者都应依赖抽象；抽象不应依赖细节，细节依赖抽象。

里氏代换原则：子类型必须能够替换掉它们的父类型。

合成聚合复用原则：尽量使用合成/聚合，尽量不要使用类继承。

迪米特原则：一个对象应该对其他对象保持最少的了解。不跟陌生人说话。

1. 工厂模式（Factory Pattern）

核心思想：通过工厂类统一创建对象，隐藏对象创建的细节，让使用者无需直接调用构造函数。

解决问题：

避免对象创建逻辑（如复杂初始化、依赖处理）分散在代码中，便于维护。
当需要更换对象类型时，只需修改工厂，无需改动所有使用处。

示例：

// 产品接口
interface Car {void drive();
}// 具体产品
class Benz implements Car {@Override public void drive() { System.out.println("驾驶奔驰"); }
}class BMW implements Car {@Override public void drive() { System.out.println("驾驶宝马"); }
}// 工厂类
class CarFactory {// 根据类型创建对象public static Car createCar(String type) {if ("benz".equals(type)) return new Benz();if ("bmw".equals(type)) return new BMW();return null;}
}// 使用：无需直接new，通过工厂获取
Car car = CarFactory.createCar("benz");
car.drive();

2. 责任链模式（Chain of Responsibility Pattern）

核心思想：将多个处理者组成一条链，请求沿链传递，直到某个处理者能处理为止。

解决问题：

避免请求发送者与多个处理者直接耦合（如请假审批：员工→组长→经理→总监，无需员工知道具体审批人）。
灵活调整处理者顺序或增减处理者。

示例：

// 处理者接口
abstract class Approver {protected Approver next; // 下一个处理者public Approver(Approver next) { this.next = next; }abstract void approve(int days);
}// 具体处理者
class TeamLeader extends Approver {public TeamLeader(Approver next) { super(next); }@Override void approve(int days) {if (days <= 3) System.out.println("组长批准");else next.approve(days); // 无法处理，交给下一个}
}class Manager extends Approver {public Manager(Approver next) { super(next); }@Override void approve(int days) {if (days <= 7) System.out.println("经理批准");else next.approve(days);}
}// 使用：构建责任链
Approver chain = new TeamLeader(new Manager(null));
chain.approve(5); // 经理批准

3. 策略模式（Strategy Pattern）

核心思想：定义多种算法（策略），封装成独立类，使算法可动态切换。

解决问题：

避免大量 if-else 或 switch 判断（如支付方式：支付宝、微信、银联，每种方式算法不同）。
算法可独立扩展，不影响使用方。

示例：

// 策略接口
interface PaymentStrategy {void pay(double amount);
}// 具体策略
class Alipay implements PaymentStrategy {@Override public void pay(double amount) {System.out.println("支付宝支付：" + amount);}
}class WechatPay implements PaymentStrategy {@Override public void pay(double amount) {System.out.println("微信支付：" + amount);}
}// 使用策略的类
class Order {private PaymentStrategy strategy;public Order(PaymentStrategy strategy) { this.strategy = strategy; }public void pay(double amount) { strategy.pay(amount); }
}// 使用：动态切换策略
Order order = new Order(new Alipay());
order.pay(100); // 支付宝支付
order = new Order(new WechatPay());
order.pay(200); // 微信支付

4. 单例模式（Singleton Pattern）

核心思想：保证一个类在整个系统中只有一个实例，并提供全局访问点。

解决问题：

避免频繁创建销毁重量级对象（如配置管理器、线程池），节省资源。
确保全局状态一致性（如计数器、日志对象）。

示例（线程安全版）：

public class Singleton {// 私有静态实例，volatile防止指令重排private static volatile Singleton instance;// 私有构造函数，禁止外部创建private Singleton() {}// 全局访问点，双重检查锁保证线程安全public static Singleton getInstance() {if (instance == null) {synchronized (Singleton.class) {if (instance == null) {instance = new Singleton();}}}return instance;}
}// 使用：全局唯一实例
Singleton obj1 = Singleton.getInstance();
Singleton obj2 = Singleton.getInstance();
System.out.println(obj1 == obj2); // true（同一实例）

总结

模式	核心特点	典型场景
工厂模式	统一创建对象，隐藏创建细节	复杂对象初始化、产品族创建
责任链模式	请求沿处理者链传递，动态分工	审批流程、过滤器链、异常处理
策略模式	算法封装，动态切换	支付方式、排序算法、折扣计算
单例模式	全局唯一实例，节省资源	配置管理、日志对象、线程池