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JAVA设计模式总结之23种设计模式 一：设计模式之六大原则 总原则：开闭原则（Open Close Principle） 开闭原则就是说对扩展开放，对修改关闭。 1.Abstract Factory（抽象工厂模式） 2.Adapter（适配器模式）...... ### JAVA设计模式总结之23种设计模式及六大原则 #### 一、设计模式之六大原则 ##### 总原则：开闭原则（Open Close Principle） 开闭原则是设计模式中最核心的原则之一，它强调的是软件实体（类、模块、函数等）应该对扩展开放，对修改关闭。这意味着在软件开发过程中，当需要添加新功能或调整现有功能时，应该通过增加新的代码来实现，而不是修改原有的代码。这样做的好处是可以减少对原有代码的改动，从而降低引入新错误的风险，并保持系统的稳定性和可维护性。 为了实现开闭原则，开发者通常会利用抽象化机制，比如接口和抽象类，来构建软件架构。通过这种方式，可以在不改变原有代码的基础上轻松地添加新的实现，满足系统的扩展需求。 ##### 1. 单一职责原则 单一职责原则(SRP)是指一个类应该仅有一个引起它变化的原因。换句话说，一个类只负责完成一个功能，当需求发生变化时，只会对该类产生影响，不会对其他类造成影响。这有助于降低系统的复杂度，提高可读性和可维护性，同时也降低了变更引起的风险。 - **定义**：一个类应该有且只有一个变化的原因。 - **优点**： - 降低类的复杂度； - 提高类的可读性和可维护性； - 降低变更引起的风险。 ##### 2. 里氏替换原则（Liskov Substitution Principle） 里氏替换原则（LSP）是由Barbara Liskov提出的，它是开闭原则的一个重要补充。该原则指出，在软件设计中，子类应该能够替换它们的基类，并且不会破坏程序的正确性。简单来说，任何可以使用基类的地方，都应该能够使用其子类，而不会导致任何问题。 - **定义**：任何基类可以出现的地方，子类一定可以出现。只有当派生类可以替换掉基类，且软件单位的功能不受到影响时，基类才能真正被复用，而派生类也能够在基类的基础上增加新的行为。 - **意义**：确保在使用继承时，基类和子类之间的替换不会引发错误。 ##### 3. 依赖倒转原则（Dependence Inversion Principle） 依赖倒转原则(DIP)是开闭原则的基础之一，它强调依赖于抽象，而不是依赖于具体实现。在设计软件时，高层次的模块不应该依赖于低层次的模块，而是应该依赖于抽象；同时，抽象不应该依赖于细节，细节应该依赖于抽象。 - **定义**：针对接口编程，依赖于抽象而不依赖于具体。 - **含义**： - 高层模块不应该依赖低层模块，两者都应该依赖其抽象； - 抽象不应该依赖细节； - 细节应该依赖抽象。 ##### 4. 接口隔离原则（Interface Segregation Principle） 接口隔离原则(ISP)指的是使用多个专门的接口，而不是使用单一的总接口。它的目的是让每个接口尽可能小，避免“胖接口”的出现。这样可以确保客户端不必依赖它们不需要的方法。 - **定义**：使用多个隔离的接口，比使用单个接口要好。可以降低类之间的耦合度。 - **目的**：确保客户端不需要依赖那些它们不需要的接口。 ##### 5. 迪米特法则（最少知道原则）（Demeter Principle） 迪米特法则也称为最少知道原则，其核心思想是一个对象应该尽可能少地了解其他对象。它提倡类之间的松耦合，以降低类间的相互依赖，提高系统的灵活性和可维护性。 - **定义**：一个实体应当尽量少地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。 - **意义**：通过限制对象之间的交互，降低耦合度，提高系统的稳定性。 ##### 6. 合成复用原则（Composite Reuse Principle） 合成/聚合复用原则(CRP)建议在可能的情况下优先使用组合/聚合而非继承来实现复用。这种方法的优点在于可以减少类间的耦合度，使得类的设计更加灵活，易于维护。 - **定义**：在一个新的对象里面使用一些已有的对象，使之成为新对象的一部分；新的对象通过向这些对象的委派达到复用已有功能的目的。 - **优点**： - 减少了类间的耦合度； - 增加了类的复用性； - 增强了类的独立性。 #### 二、23种设计模式 设计模式是解决特定问题的一套通用方案。下面是按照三大类进行分类的设计模式： - **创建型模式**（共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**（共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**（共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。 每一种设计模式都有其特定的应用场景和解决的问题，开发者可以根据实际项目的需求选择合适的设计模式来优化代码结构，提高代码质量和可维护性。接下来，我们将分别介绍这三类设计模式中的典型例子及其应用场景。 ### 创建型模式 创建型模式主要关注对象的创建机制，使得系统在不明确指定具体类的情况下创建出需要的对象。 - **工厂方法模式**：提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口，而无需指定它们具体的类。 - **抽象工厂模式**：提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口，而无需指定它们具体的类。 - **单例模式**：确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。 - **建造者模式**：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**：用原型实例指定创建对象的种类，并且通过复制这些原型创建新的对象。 ### 结构型模式 结构型模式关注如何将类或对象结合在一起形成更大的结构。 - **适配器模式**：将一个类的接口转换成客户希望的另一个接口。 - **装饰器模式**：动态地给一个对象添加一些额外的职责。 - **代理模式**：为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。 - **外观模式**：为子系统中的一组接口提供一个一致的界面。 - **桥接模式**：将抽象部分与它的实现部分分离，使它们都可以独立地变化。 - **组合模式**：将对象组合成树形结构以表示“部分-整体”的层次结构。 - **享元模式**：运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象。 ### 行为型模式 行为型模式关注类的职责分配以及对象之间的交互。 - **策略模式**：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。 - **模板方法模式**：定义一个操作中的算法骨架，而将一些步骤延迟到子类中。 - **观察者模式**：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。 - **迭代子模式**：提供一种方法顺序访问一个聚合对象中各个元素，而又不暴露该对象的内部表示。 - **责任链模式**：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。 - **命令模式**：将一个请求封装为一个对象，从而使用户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。 - **备忘录模式**：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，这样以后就可将该对象恢复到原先保存的状态。 - **状态模式**：允许一个对象在其内部状态改变时改变它的行为。 - **访问者模式**：表示一个作用于某对象结构中的各元素的操作。 - **中介者模式**：定义一个中介对象来封装一系列的对象交互。 - **解释器模式**：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。 通过对这些设计模式的学习和应用，开发者可以更好地组织代码，使其更具有灵活性、可扩展性和可维护性。在实际开发中，根据项目的具体需求选择合适的设计模式是非常重要的。