Java设计模式一 - 介绍篇

大家好,我是闲者,本篇是Java设计模式学习系列的开篇,首先,先了解下什么是Java设计模式。

1. 什么是设计模式?

设计模式是在软件设计中常用的可重用解决方案,是对一类常见问题的解决方案的描述或模板。这些模式是经过反复验证和使用的,可以帮助解决特定类型的问题,同时也提供了一种共享经验和知识的方式。

设计模式提供了一种通用的设计思路,可以在不同情景下重复使用,帮助开发者解决常见的设计问题。它们不是具体的代码实现,而是一种通用的解决方案,可以根据具体的需求进行定制。

2. 设计模式的作用和意义

设计模式的作用和意义包括以下几个方面:

提高代码质量和可维护性: 设计模式是经过验证的解决方案,可以避免一些常见的设计错误,提高代码的质量和可维护性。

提高代码的重用性: 设计模式提供了可重用的设计思路和模板,可以在不同项目和场景中重复使用,降低了开发成本。

提高系统的可扩展性: 设计模式使得系统更具弹性,易于扩展和修改,可以满足需求的变化。

促进团队协作: 设计模式提供了一种通用的设计语言,促使开发者之间更好地理解和交流设计思路,有利于团队合作。

3. 设计模式的分类

设计模式可以分为三类:

3.1. 创建型模式(Creational Patterns)
3.1.1 定义

创建型模式关注如何创建对象,主要解决对象的实例化和创建过程中的灵活性和扩展性问题。

3.1.2 侧重点
创建型模式侧重于对象的创建、实例化,以及相关的配置和初始化过程。
这些模式隐藏了对象的创建细节,使系统更具灵活性,可以动态地选择创建哪个对象。
通过不同的创建机制(例如单例、工厂、建造者等),可以控制对象的创建方式和时机。
3.1.3 具体模式
单例模式(Singleton Pattern): 保证一个类只有一个实例,并提供一个全局访问点。
工厂模式(Factory Pattern): 定义一个创建对象的接口,但由子类决定实例化的类是哪一个。
抽象工厂模式(Abstract Factory Pattern): 提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口,而无需指定具体的类。
建造者模式(Builder Pattern): 将一个复杂对象的构建与其表示分离,使得同样的构建过程可以创建不同的表示。
原型模式(Prototype Pattern): 通过复制现有实例来创建新实例。
3.2. 结构型模式(Structural Patterns)
3.2.1 定义

结构型模式关注对象和类的组合,以实现更大的结构。

3.2.2 侧重点
结构型模式侧重于如何将类或对象按照一定的方式组合,以获得更灵活、更高层次的结构。
这些模式主要关注类和对象的组合,以实现新的功能或特性。
通过组合不同的类或对象,可以创建更复杂的系统结构。
3.2.3 具体模式
适配器模式(Adapter Pattern): 将一个类的接口转换成客户希望的另一个接口。
桥接模式(Bridge Pattern): 将抽象部分与它的实现部分分离,使它们可以独立变化。
组合模式(Composite Pattern): 将对象组合成树形结构以表示“部分-整体”的层次结构。
装饰器模式(Decorator Pattern): 动态地给一个对象添加一些额外的职责,而不改变其结构。
外观模式(Facade Pattern): 为子系统中的一组接口提供一个一致的界面,外观模式定义了一个高层接口。
享元模式(Flyweight Pattern): 通过共享技术实现相同或相似对象的重用。
代理模式(Proxy Pattern): 为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。
3.3. 行为型模式(Behavioral Patterns)
3.3.1 定义

行为型模式关注对象间的通信、交互和责任分配,以实现协作行为。

3.3.2 侧重点

行为型模式侧重于对象间的通信和协作,以实现更有效的交互和组织对象之间的关系。 这些模式主要解决对象之间的通信和责任划分问题,使系统更具灵活性和可维护性。 通过不同对象间的协作和通信方式,可以实现不同的行为和业务逻辑。

3.3.3 具体模式
策略模式(Strategy Pattern): 定义一系列的算法,将它们封装起来,并使它们可以互相替换。
观察者模式(Observer Pattern): 定义了一种一对多的依赖关系,让多个观察者对象同时监听某一个主题对象。
命令模式(Command Pattern): 将一个请求封装为一个对象,从而可以用不同的请求对客户进行参数化。
迭代器模式(Iterator Pattern): 提供一种方法顺序访问一个聚合对象中的各个元素,而不暴露其内部的表示。
责任链模式(Chain of Responsibility Pattern): 使多个对象都有机会处理请求,从而避免了请求的发送者和接收者之间的耦合关系。
备忘录模式(Memento Pattern): 在不破坏封装性的前提下,捕获一个对象的内部状态,并在该对象之外保存这个状态。
状态模式(State Pattern): 允许对象在其内部状态改变时改变它的行为。
访问者模式(Visitor Pattern): 在不改变各元素的类的前提下,定义作用于这些元素上的新操作。
模板方法模式(Template Method Pattern): 定义一个操作中的算法的骨架,而将一些步骤延迟到子类中。
解释器模式(Interpreter Pattern): 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,该解释器使用该表示来解释语言中的句子。

总结: 创建型模式解决对象创建相关的问题,结构型模式解决对象组合相关的问题,行为型模式解决对象间的通信和协作相关的问题。选择适当的设计模式取决于解决的问题类型以及设计的需要,以达到代码设计的合理性、灵活性和可维护性。

这些设计模式为常见的开发场景提供了解决方案,开发者可以根据需要选择合适的设计模式来提高代码质量、可维护性和可扩展性。在下面的文章中,闲者将分别详细解释每种设计模式,并提供相应的示例。

版权声明: 闲者 发表于 2024-08-05
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