Java中23种设计模式--超快速入门及举例代码
在网上看了一些设计模式的文章后，感觉还是印象不太深刻，决定好好记录记录。
原文地址：http://blog.csdn.net/doymm2008/article/details/13288067
注：本文代码基本都有很多没有初始化等等问题，主要是为了减少代码量，达到一眼就能了解大概情况的目的。
java的设计模式大体上分为三大类：
- 创建型模式（5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（7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（11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。
设计模式遵循的原则有6个：
1、开闭原则（Open Close Principle）
对扩展开放，对修改关闭。
2、里氏代换原则（Liskov Substitution Principle）
只有当衍生类可以替换掉基类，软件单位的功能不受到影响时，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。
3、依赖倒转原则（Dependence Inversion Principle）
这个是开闭原则的基础，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）
使用多个隔离的借口来降低耦合度。
5、迪米特法则（最少知道原则）（Demeter Principle）
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。继承实际上破坏了类的封装性，超类的方法可能会被子类修改。
1. 工厂模式（Factory Method）
常用的工厂模式是静态工厂，利用static方法，作为一种类似于常见的工具类Utils等辅助效果，一般情况下工厂类不需要实例化。
interface food{} class A implements food{} class B implements food{} class C implements food{}
public class StaticFactory {
private StaticFactory(){} public static food getA(){ return new A(); } public static food getB(){ return new B(); } public static food getC(){ return new C(); } } class Client{ //客户端代码只需要将相应的参数传入即可得到对象 //用户不需要了解工厂类内部的逻辑。 public void get(String name){ food x = null ; if ( name.equals("A")) { x = StaticFactory.getA(); }else if ( name.equals("B")){ x = StaticFactory.getB(); }else { x = StaticFactory.getC(); } } }
2. 抽象工厂模式（Abstract Factory）
一个基础接口定义了功能，每个实现接口的子类就是产品，然后定义一个工厂接口，实现了工厂接口的就是工厂，这时候，接口编程的优点就出现了，我们可以新增产品类（只需要实现产品接口），只需要同时新增一个工厂类，客户端就可以轻松调用新产品的代码。
抽象工厂的灵活性就体现在这里，无需改动原有的代码，毕竟对于客户端来说，静态工厂模式在不改动StaticFactory类的代码时无法新增产品，如果采用了抽象工厂模式，就可以轻松的新增拓展类。
实例代码：
interface food{} class A implements food{} class B implements food{} interface produce{ food get();} class FactoryForA implements produce{ @Override public food get() { return new A(); } } class FactoryForB implements produce{ @Override public food get() { return new B(); } } public class AbstractFactory { public void ClientCode(String name){ food x= new FactoryForA().get(); x = new FactoryForB().get(); } }
3. 单例模式（Singleton）
在内部创建一个实例，构造器全部设置为private，所有方法均在该实例上改动，在创建上要注意类的实例化只能执行一次，可以采用许多种方法来实现，如Synchronized关键字，或者利用内部类等机制来实现。
public class Singleton { private Singleton(){} private static class SingletonBuild{ private static Singleton value = new Singleton(); } public Singleton getInstance(){ return SingletonBuild.value ;} }
4.建造者模式（Builder）
在了解之前，先假设有一个问题，我们需要创建一个学生对象，属性有name,number,class,sex,age,school等属性，如果每一个属性都可以为空，也就是说我们可以只用一个name,也可以用一个school,name,或者一个class,number，或者其他任意的赋值来创建一个学生对象，这时该怎么构造？
难道我们写6个1个输入的构造函数，15个2个输入的构造函数.......吗？这个时候就需要用到Builder模式了。给个例子，大家肯定一看就懂：
public class Builder { static class Student{ String name = null ; int number = -1 ; String sex = null ; int age = -1 ; String school = null ;
//构建器，利用构建器作为参数来构建Student对象 static class StudentBuilder{ String name = null ; int number = -1 ; String sex = null ; int age = -1 ; String school = null ; public StudentBuilder setName(String name) { this.name = name; return this ; } public StudentBuilder setNumber(int number) { this.number = number; return this ; } public StudentBuilder setSex(String sex) { this.sex = sex; return this ; } public StudentBuilder setAge(int age) { this.age = age; return this ; } public StudentBuilder setSchool(String school) { this.school = school; return this ; } public Student build() { return new Student(this); } } public Student(StudentBuilder builder){ this.age = builder.age; this.name = builder.name; this.number = builder.number; this.school = builder.school ; this.sex = builder.sex ; } } public static void main( String[] args ){ Student a = new Student.StudentBuilder().setAge(13).setName("LiHua").build(); Student b = new Student.StudentBuilder().setSchool("sc").setSex("Male").setName("ZhangSan").build(); } }
5. 原型模式（Protype）
原型模式就是讲一个对象作为原型，使用clone()方法来创建新的实例。
public class Prototype implements Cloneable{ private String name; public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } @Override protected Object clone() { try { return super.clone(); } catch (CloneNotSupportedException e) { e.printStackTrace(); }finally { return null; } } public static void main ( String[] args){ Prototype pro = new Prototype(); Prototype pro1 = (Prototype)pro.clone(); } }
此处使用的是浅拷贝，关于深浅拷贝，大家可以另行查找相关资料。
6.适配器模式（Adapter）
适配器模式的作用就是在原来的类上提供新功能。主要可分为3种：
- 类适配：创建新类，继承源类，并实现新接口，例如
class adapter extends oldClass implements newFunc{}
- 对象适配：创建新类持源类的实例，并实现新接口，例如
class adapter implements newFunc { private oldClass oldInstance ;}
- 接口适配：创建新的抽象类实现旧接口方法。例如
abstract class adapter implements oldClassFunc { void newFunc();}
7.装饰模式（Decorator）
给一类对象增加新的功能，装饰方法与具体的内部逻辑无关。例如：
interface Source{ void method();} public class Decorator implements Source{ private Source source ; public void decotate1(){ System.out.println("decorate"); } @Override public void method() { decotate1(); source.method(); } }
8.代理模式（Proxy）
客户端通过代理类访问，代理类实现具体的实现细节，客户只需要使用代理类即可实现操作。
这种模式可以对旧功能进行代理，用一个代理类调用原有的方法，且对产生的结果进行控制。
interface Source{ void method();} class OldClass implements Source{ @Override public void method() { } } class Proxy implements Source{ private Source source = new OldClass(); void doSomething(){} @Override public void method() { new Class1().Func1(); source.method(); new Class2().Func2(); doSomething(); } }
9.外观模式（Facade）
为子系统中的一组接口提供一个一致的界面，定义一个高层接口，这个接口使得这一子系统更加容易使用。这句话是百度百科的解释，有点难懂，但是没事，看下面的例子，我们在启动停止所有子系统的时候，为它们设计一个外观类，这样就可以实现统一的接口，这样即使有新增的子系统subSystem4,也可以在不修改客户端代码的情况下轻松完成。
public class Facade { private subSystem1 subSystem1 = new subSystem1(); private subSystem2 subSystem2 = new subSystem2(); private subSystem3 subSystem3 = new subSystem3(); public void startSystem(){ subSystem1.start(); subSystem2.start(); subSystem3.start(); } public void stopSystem(){ subSystem1.stop(); subSystem2.stop(); subSystem3.stop(); } }
10.桥接模式（Bridge）
这里引用下http://www.runoob.com/design-pattern/bridge-pattern.html的例子。Circle类将DrwaApi与Shape类进行了桥接，代码：
interface DrawAPI { public void drawCircle(int radius, int x, int y); } class RedCircle implements DrawAPI { @Override public void drawCircle(int radius, int x, int y) { System.out.println("Drawing Circle[ color: red, radius: " + radius +", x: " +x+", "+ y +"]"); } } class GreenCircle implements DrawAPI { @Override public void drawCircle(int radius, int x, int y) { System.out.println("Drawing Circle[ color: green, radius: " + radius +", x: " +x+", "+ y +"]"); } } abstract class Shape { protected DrawAPI drawAPI; protected Shape(DrawAPI drawAPI){ this.drawAPI = drawAPI; } public abstract void draw(); } class Circle extends Shape { private int x, y, radius; public Circle(int x, int y, int radius, DrawAPI drawAPI) { super(drawAPI); this.x = x; this.y = y; this.radius = radius; } public void draw() { drawAPI.drawCircle(radius,x,y); } } //客户端使用代码 Shape redCircle = new Circle(100,100, 10, new RedCircle()); Shape greenCircle = new Circle(100,100, 10, new GreenCircle()); redCircle.draw(); greenCircle.draw();
11.组合模式（Composite）
组合模式是为了表示那些层次结构，同时部分和整体也可能是一样的结构，常见的如文件夹或者树。举例：
abstract class component{} class File extends component{ String filename;} class Folder extends component{ component[] files ; //既可以放文件File类，也可以放文件夹Folder类。Folder类下又有子文件或子文件夹。 String foldername ; public Folder(component[] source){ files = source ;} public void scan(){ for ( component f:files){ if ( f instanceof File){ System.out.println("File "+((File) f).filename); }else if(f instanceof Folder){ Folder e = (Folder)f ; System.out.println("Folder "+e.foldername); e.scan(); } } } }
12.享元模式（Flyweight）
使用共享对象的方法，用来尽可能减少内存使用量以及分享资讯。通常使用工厂类辅助，例子中使用一个HashMap类进行辅助判断，数据池中是否已经有了目标实例，如果有，则直接返回，不需要多次创建重复实例。
abstract class flywei{ } public class Flyweight extends flywei{ Object obj ; public Flyweight(Object obj){ this.obj = obj; } } class FlyweightFactory{ private HashMap<Object,Flyweight> data; public FlyweightFactory(){ data = new HashMap<>();} public Flyweight getFlyweight(Object object){ if ( data.containsKey(object)){ return data.get(object); }else { Flyweight flyweight = new Flyweight(object); data.put(object,flyweight); return flyweight; } } }
