Java设计模式通常被分为三大类:创建型模式(Creational Patterns)、结构型模式(Structural Patterns)和行为型模式(Behavioral Patterns)。每种模式都有其特定的用途和应用场景,以下是它们的分类和主要作用的简要介绍:
1. 创建型模式(Creational Patterns)
创建型模式主要用于对象的创建,隐藏了创建逻辑,使得代码更加模块化和易于维护。
- 单例模式(Singleton Pattern):
- 作用:确保一个类只有一个实例,并提供全局访问点。
- 应用场景:配置管理器、日志记录器等。
- 工厂模式(Factory Pattern):
- 作用:提供一个创建对象的接口,由子类决定实例化哪一个类。
- 应用场景:创建具有共同接口的对象。
- 抽象工厂模式(Abstract Factory Pattern):
- 作用:提供一个接口,创建相关或依赖对象的家族,而无需指定具体类。
- 应用场景:创建一组相关或依赖的对象。
- 建造者模式(Builder Pattern):
- 作用: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。
- 应用场景:构建复杂对象,如汽车、计算机等。
- 原型模式(Prototype Pattern):
- 作用:通过复制现有的实例来创建新的实例,而不是通过实例化类。
- 应用场景:需要创建大量相似对象时,通过克隆来提高效率。
2. 结构型模式(Structural Patterns)
结构型模式主要用于处理对象之间的关系,通常用于构建复杂的结构,使系统更易于理解和维护。
- 适配器模式(Adapter Pattern):
- 作用:将一个类的接口转换成客户希望的另一个接口,使原本由于接口不兼容而不能一起工作的那些类可以一起工作。
- 应用场景:适配不兼容的接口。
- 装饰器模式(Decorator Pattern):
- 作用:动态地给一个对象添加一些额外的职责,而不改变其结构。
- 应用场景:在不修改原有对象的情况下,增加新的功能。
- 代理模式(Proxy Pattern):
- 作用:为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。
- 应用场景:远程调用、缓存、权限控制等。
- 外观模式(Facade Pattern):
- 作用:提供一个统一的高层接口,用于访问子系统中的一群接口,使得子系统更容易使用。
- 应用场景:简化复杂的子系统接口。
- 桥接模式(Bridge Pattern):
- 作用:将抽象与实现解耦,让它们可以独立变化。
- 应用场景:分离抽象和实现,提高系统的灵活性。
- 组合模式(Composite Pattern):
- 作用:将对象组合成树形结构以表示“部分-整体”的层次结构,使得用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性。
- 应用场景:文件系统、组织结构等。
- 享元模式(Flyweight Pattern):
- 作用:通过共享来高效地支持大量细粒度的对象。
- 应用场景:内存中存储大量相似对象时,通过共享来节省内存。
3. 行为型模式(Behavioral Patterns)
行为型模式主要用于对象之间的通信,协调对象之间的行为,以实现特定的功能。
- 策略模式(Strategy Pattern):
- 作用:定义一系列的算法,把它们一个个封装起来,并且使它们可互换。
- 应用场景:算法可动态切换。
- 模板方法模式(Template Method Pattern):
- 作用: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。
- 应用场景:固定流程,可扩展细节。
- 观察者模式(Observer Pattern):
- 作用:对象间一对多的依赖关系,当一个对象状态改变时,所有依赖于它的对象都得到通知并自动更新。
- 应用场景:事件驱动机制。
- 迭代器模式(Iterator Pattern):
- 作用:提供一种顺序访问一个聚合对象中各个元素的方法,而不暴露其内部的表示。
- 应用场景:遍历集合。
- 责任链模式(Chain of Responsibility Pattern):
- 作用: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。
- 应用场景:处理请求的多个对象。
- 命令模式(Command Pattern):
- 作用: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。
- 应用场景:命令的封装和执行。
- 备忘录模式(Memento Pattern):
- 作用: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。
- 应用场景:状态恢复。
- 状态模式(State Pattern):
- 作用:允许一个对象在其内部状态改变时改变其行为。
- 应用场景:对象状态驱动行为。
- 访问者模式(Visitor Pattern):
- 作用:为一个对象结构中的对象添加新的能力。
- 应用场景:对对象结构中的对象进行操作。
总结
设计模式是解决常见问题的通用解决方案,它们可以帮助开发者更好地组织代码,提高代码的可维护性和可扩展性。选择合适的设计模式需要根据具体问题和场景来决定。