Java设计模式全解析：文档+实例代码详解

在软件工程中，设计模式是针对特定问题的典型解决方案，可以反复使用。在Java编程语言中，设计模式尤其重要，它们可以帮助开发者编写结构清晰、易于维护和扩展的代码。Java23种设计模式包括创建型模式、结构型模式和行为型模式，每种模式都有其特定的使用场景和优势。 ### 创建型模式 创建型模式主要是用来创建对象，而不是直接实例化对象。它有助于降低代码间的耦合度，提高系统的扩展性。 1. **单例模式（Singleton）**：确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。例如，数据库连接池、日志记录器、配置管理器等。 2. **工厂方法模式（Factory Method）**：定义了一个创建对象的接口，但由子类决定要实例化的类是哪一个。例如，Java中的`Calendar`类、抽象工厂模式中的工厂创建。 3. **抽象工厂模式（Abstract Factory）**：提供一个接口用于创建一系列相关或相互依赖的对象，而无需指定它们具体的类。例如，一个GUI应用程序中的跨平台主题创建。 4. **建造者模式（Builder）**：将一个复杂对象的构建与它的表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。例如，构建一个复杂的查询对象。 5. **原型模式（Prototype）**：用原型实例指定创建对象的种类，并且通过拷贝这些原型创建新的对象。例如，对象的深拷贝操作。 ### 结构型模式 结构型模式涉及如何组合类和对象以获得更大的结构。 6. **适配器模式（Adapter）**：将一个类的接口转换成客户期望的另外一个接口。例如，使用旧接口与新系统进行交互。 7. **桥接模式（Bridge）**：将抽象部分与实现部分分离，使它们都可以独立地变化。例如，抽象化与实现化之间的解耦。 8. **组合模式（Composite）**：将对象组合成树形结构以表示“部分-整体”的层次结构。客户端对单个对象和组合对象的使用具有一致性。例如，文件系统的文件夹和文件结构。 9. **装饰器模式（Decorator）**：动态地给一个对象添加一些额外的职责。就增加功能来说，装饰器模式比生成子类更为灵活。例如，为图形用户界面组件添加边框或背景。 10. **外观模式（Facade）**：为子系统中的一组接口提供一个统一的高层接口，使子系统更容易使用。例如，一个简化复杂库的接口。 11. **享元模式（Flyweight）**：运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象。例如，在文档编辑器中使用共享字符来优化性能。 12. **代理模式（Proxy）**：为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。例如，远程对象的本地代表。 ### 行为型模式 行为型模式涉及对象之间的职责分配，它描述了对象之间的通信模式。 13. **责任链模式（Chain of Responsibility）**：使多个对象都有机会处理请求，从而避免请求的发送者和接收者之间的耦合关系。例如，事件处理机制。 14. **命令模式（Command）**：将一个请求封装为一个对象，从而使你可用不同的请求对客户进行参数化；对请求排队或记录请求日志，以及支持可撤销的操作。例如，宏命令、撤销操作。 15. **解释器模式（Interpreter）**：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，这个解释器使用该表示来解释语言中的句子。例如，正则表达式解释器。 16. **迭代器模式（Iterator）**：提供一种方法顺序访问一个聚合对象中的各个元素，而又不暴露该对象的内部表示。例如，集合的遍历。 17. **中介者模式（Mediator）**：用一个中介对象来封装一系列的对象交互。中介者使各对象不需要显式地相互引用，从而使其耦合松散，而且可以独立地改变它们之间的交互。例如，聊天室的通信。 18. **备忘录模式（Memento）**：在不破坏封装的前提下，捕获一个对象的内部状态，并在该对象之外保存这个状态。这样以后就可将该对象恢复到原先保存的状态。例如，文本编辑器的撤销操作。 19. **观察者模式（Observer）**：定义对象间的一种一对多的依赖关系，当一个对象的状态发生改变时，所有依赖于它的对象都得到通知并被自动更新。例如，模型-视图-控制器（MVC）架构。 20. **状态模式（State）**：允许一个对象在其内部状态改变时改变它的行为。对象看起来似乎修改了它的类。例如，对象状态的切换，如文件的不同打开模式。 21. **策略模式（Strategy）**：定义一系列的算法，把它们一个个封装起来，并且使它们可相互替换。本模式使得算法可独立于使用它的客户而变化。例如，不同的排序算法。 22. **模板方法模式（Template Method）**：在一个方法中定义一个算法的骨架，而将一些步骤延迟到子类中。模板方法使得子类可以在不改变算法结构的情况下，重新定义算法中的某些步骤。例如，创建具有不同操作步骤的多种报告。 23. **访问者模式（Visitor）**：表示一个作用于某对象结构中的各元素的操作。它可以在不改变各元素的类的前提下定义作用于这些元素的新操作。例如，操作不同对象的数据。 通过《Java23种设计模式（文档+例子）》教程的学习，开发者可以掌握这些模式的实际应用，不仅限于Java编程语言，也适用于其他面向对象的编程语言。每种模式都附带了实例，便于理解和加深记忆。 在文件中提到的`23种设计模式chm（修正版）.chm`是帮助开发者通过CHM（Microsoft Compiled HTML Help）格式来学习设计模式的电子文档，包含了所有模式的详细说明和用例。而`java23种设计模式实现.zip`是一个压缩文件，其中包含了各种设计模式的Java实现代码，供学习者参考和实践。这些资源对于想要深入理解设计模式并应用于实际软件开发的Java开发者来说是宝贵的资料。通过这些实例的学习，开发者可以更好地理解每种设计模式的适用场景和实现方法，从而提高软件设计的质量和效率。