Java的23种设计模式(疯狂Java总结)

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1、Java设计模式（疯狂Java联盟版）目录1. 设计模式31.1 创建型模式41.1.1 工厂方法41.1.2 抽象工厂61.1.3 建造者模式101.1.4 单态模式131.1.5 原型模式151.2 结构型模式171.2.1 适配器模式171.2.2 桥接模式191.2.3 组合模式231.2.4 装饰模式261.2.5 外观模式291.2.6 享元模式321.2.7 代理模式341.3 行为型模式371.3.1 责任链模式371.3.2 命令模式401.3.3 解释器模式431.3.4 迭代器模式451.3.5 中介者模式491.3.6 备忘录模式521.3.7 观察者模式541.3.8

2、 状态模式581.3.9 策略模式611.3.10 模板方法631.3.11 访问者模式651. 设计模式(超级详细)内容简介 有感于设计模式在日常开发中的重要性，同时笔者也自觉对设计模式小有心得，故笔者*写二十三种设计模式的简单例子、并整理二十三种设计模式的理论部分，综合汇总成这份Java设计模式（疯狂J*va联盟版），希望对大家有所帮助。 本份帮助文档主要是为了向读者介绍二十三种设计模式，包括模式的描述，适用性，模*的组成部分，并附带有简单的例子和类*，目的是为了让读*了解二十三种*计模式，并能方便的查阅各种设计模*的用法及注意点。 所附的例子非常简单，慢慢的引导读者从浅到深了解设计模式，

3、并能从中享受设计的乐趣。 由于每个人对设计*式的理解都不尽一致，因此，可能本文档的例子*有不恰当的地方，还望各位读者指出不恰当的地方。欢迎登录疯狂J*va联盟进行技术交流，疯狂Java联盟的论坛宗旨是： 所有的技术发帖，均有回复。 疯狂Java联盟网址：笔者简介 笔者曾师从李刚老师学习Java，现居广州。对Java软件开发、各种Java开源技术都非常感兴趣，曾参与开发、主持*发过大量Java、Java EE项目，对Java、Java *E项目有一定认识*见解。欢迎大家与笔者就Java、Java EE相*方面进行技术交流。 笔者现为疯狂Jav*联盟的总版主（论坛ID：杨恩雄），也希望通过该平台与

4、大家分享Java、Java EE技术、*得。 本人邮箱： 声明 本文档编写、制作过程中得到了疯狂Java联盟、以及笔者学习工作过程大量朋友的支持，大家都抱着一个目的：为国内软件软件开发事业作出绵薄贡献。 我们在此郑重宣布，本*档遵循Apache 2.0协议。在完整保留全部文本(包括本版权页)，并且不违反Apache 2.0协议的前提下，允许和鼓励任何人进行全文转载及推广，我们放弃除署名权外的一切权利。1.1 创建型模式AbstractFactory ( 抽象工厂 ) FactoryMethod ( 工厂方法 ) Singleton ( 单态模式 ) Builder ( 建造者模式 ) Prot

5、ot*pe * 原型模式 ) 1.1.1 工厂方法 *义一个用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类。FactoryMethod使一个类的实例*延迟到其子类。适用性 1.当一个类不知道它所必须创建的对象的类的时候。 2.当一个类希望由它的子类来指定它所创建的对象的时候。 3.当*将创建对象的职责委托给多个帮助*类中的某一个，并且*希望将哪一个帮助子类是代理者这一信息局部化的时候。参与者 1.Product 定义工厂方法所创建的对象的接口。 2.ConcreteProduct 实现Product接口。 3.Creator 声明工厂方法，该方法返回一个Product类型的对象* Creator

6、也可以定义一个工厂方法的缺省实现，它返回一个缺省的ConcreteProduct对象。 可以调用工厂方法以创建一个Product对象。 4.ConcreteCreator 重定义工厂方法以返回一个ConcreteProduct实例。类图例子*roduct public interface Work void doWork();ConcreteProduct public class StudentWork implements Work public void doWork() System.out.println(学生*作业!); public class TeacherWork imple

7、ments Work public void doWork() System.out.println(老师审批作业!); Creator public interface IWorkFactory Work get*ork();Concre*eCreator pu*lic class StudentWorkFactory implements IWorkFactory public Work getWork() *eturn new StudentWork(); public class TeacherWorkFactory implements IWorkFactory public Wor

8、k getWork() return new TeacherWork(); Test public class Test public static void m*in(Strin* args) IWorkFactory studentWorkFactory = new StudentWorkFactory(); studentWorkFactory.getWork().d*Work(); IWorkFactory teacherWorkFactory * new TeacherWorkFactory(); teacherWorkFactory.g*tWork().*oWork(); resu

9、lt 学生做作业!老师审批作业!1.1.2 抽象工厂 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。适用性 1.一个系统要独立于它的*品的创建、组合和表示时。 2.一个系统要由多个产品系列中的一个来配置时。 3.当你要强调一系列相关的产品对象的设计以便进行联合使用时* 4*当你提供一个产品类库，而只想显示它们*接口而不是实现时。参与者 1.Ab*tractFactory 声明一个创建抽象产品对象的操作接口。 2.ConcreteFactory 实现创建具体产品对象的操作。 *.AbstractProduct 为一类产品对象声明一个接口。 4.ConcreteProdu*t

10、 定义一个将被相应的具体工厂创建的产品*象。 实现*bstractProduct接口。 5.Client 仅使用由AbstractFactory和AbstractProduc*类声明的接口类图例子*bstractFactory public interface IAn*malFactory ICat createCat(); IDog cre*teDog();ConcreteFactory p*blic class BlackAnimalFactory implem*nts IAnimalFactory public ICat createCat() retur* new BlackCat()

11、; public IDog createDog() return new BlackDog(); public class WhiteAnimalFac*ory imp*ements IAnimalFactory public ICat createCat() return new WhiteCat(); public IDog cre*teDog() return new WhiteDog(); Abstrac*Product public interface ICat void eat();public interface IDog void eat();Concrete*roduct p

12、ublic class Black*at implements ICat public void eat() System.out.println(The bl*ck cat is eating!); public class WhiteCat implements *Cat public void eat() Sy*tem.out.prin*ln(The w*ite cat is eating!*); public class BlackDog implements IDog public void eat() System.out.println(The black dog is eati

13、ng); public class WhiteDog implements IDog public void eat() System.out.println(The white dog is eat*ng!); Client public static void main(String args) IAnimalFactory blackAnimalFa*tory = new BlackAnimalFactory(); ICat blackCat = blackAnimalFactory.createCat(); blackCat.eat(); IDog blackD*g = blackAn

14、imalFactory.createDog(); blackDog.eat(); IAnimalFactory whiteAnimalF*ctory = new WhiteAnimalFactory(); ICat whiteCat = whiteAnimalFactory.createCat(); whiteCat.eat(); IDog *hiteDog = whiteAnimalFactory.createDog(); whiteDog.eat();res*lt The bla*k cat is eating!Th* black dog is eatin*!The white cat i

15、s eating!The white dog is *ating!1.1.3 建造者模式 将一个复杂对象的构*与它的表示分离，使*同样的构建过程可以创建不同的表示。适用性 1.当创建复杂对象的算法应该独立于该对象的组成部分以及它们的装配方式时。 *.当构造过程必须允*被构造的对象有不同*表示时。参与者 1.Builder 为创建一个Product对象的各个部件指定抽象接口。 2.ConcreteBuilder 实现Buil*er的接口以构造和装配该产品的各个部件。 定义并明确它所创建的表示* 提供一个检索产品的接口。 3.Director 构造一个使用Builder接口的对象。 4.Produ

16、ct 表示被构造的复杂对象。ConcreteBuilder创建该产品的内部表示并定义它的装配过程。 包含定义组成部件的类，包括将这些部件装配成最终产品的接口。类图例子Buil*er public interface PersonBuilder void buildHead(); v*id buildBody(); void buildFoot()* Person buildPerson();ConcreteBuilder public class ManBuilder implements PersonB*ilder Person person; public ManBuilder() per

17、son = ne* Man(); publ*c void build*ody() perso*.setBody(建造男人的身体); public void buildFoot() person.setFo*t(建造男人的脚); public void buildHead() pers*n.setHead(建造*人的头); *ublic Person buildPerson() retur* person; Dir*ctor public class PersonDirec*or public Person constructPerson(PersonBuilder pb) pb.buildHe

18、ad(); pb.buildBody(); pb.buildFoot(); return pb.buildPerson(); Product public class Person private String head; private String body; private String foot; public String getH*ad() return head; public void setHead(String hea*) this.head = head; public String getBody() return body; public void setBody(S

19、tring body) this.b*dy = body; public String getFoot() return foot; public void setFoot(String foot) t*is.foot = foot; public class Man extends Person Test publ*c class Test public static void main(String ar*s) PersonDirector pd = new PersonDirector(); Person person = pd.constructPerson(new ManBuilde

20、r(); System*out.println(person.getBody(); System.out.println(person.getFoot(); System.out.println(person.getHead(); result 建造男人*身体建造男*的脚建造男人的头1.1.4 单态模式 保证一个类仅有一个实例，*提供一个访问它的全局访*点。适用性 1.当类只能有一个*例而且客户可以从一个众所周知的访问点访问它时。 2.当这个唯一实例应该是通过子类化可扩展的，并且客户应该无需更改代码就能使用一个扩展的实例时。参与者 Singleton 定义一个Instance操作，允许客户访问

21、它的唯一实例。Instance是一个类操作。 可能负*创建它自己的唯一实例。类图例子Singleton public class Singleton private static Singleton sing; private Singleton() public st*tic Singleton get*nstance() if (sing = null) sing = new Singleto*(); return sing; Test public class Test public static void *ain(*tring args) Singleton sing = Singl

22、eton.getInstance(); Singleton si*g2 = Singleton.getI*stance(); System.out.println(sing); System.out.pr*ntln(sing2); result singleton.Singleton1c78e57singleton.Singleton1c78e571.1.5 原型模式 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。适用性 1.当一个系统应该独立于它的产品创*、构成和表示时。 2.当要实例化的类是在运行时刻指定时，例如，通过动态装载。 3.为了避免创建一个与产品类层次平行的工厂

23、*层次时。 4.当一个类的实例只能有几个不同状态组合中的一种时。 建立相应数目的原型并克隆它们可能比每次用合适的状态手工实例化该类更方便一些。参与者 1. Prototype 声明一个克隆自身的接口。 2. ConcretePrototype 实现一个克隆自身的操作。 3. Client 让一个原型克*自身从而创建一个新的对象。类图例子Prototype public class Prototype implements Cloneable private String name; public void setName(String name) this.name = name; publi

24、c String getName() return this.name; public Object clone() try return super.clone(); catch (Exception e) e.printStackTrace(); return null; ConcretePrototype publ*c class ConcretePrototype extend* Prototype public ConcretePrototype(String name) setName(name); Client public clas* Test public static vo

25、id main(String args) Prototype pro = new ConcretePrototy*e(prototype); Prototype pro2 = (Prototype)pro.clone(); *ystem.out.println(pro.getName()*; System.out.println(pro2.getName(); result prototypeprototype1.2 结构型模式Adapter * 适配器模式 * Bridge ( 桥接模* ) Composite ( 组合模式 ) Decorator ( 装*模式 ) Facade ( 外观模

26、式 ) Flyweight ( 享元模式 ) Proxy ( 代理模式 ) 1.2.1 适配器模式 将一个类的接口转换成客户希望的另外一个接口。Adapter模式使得原本由于接口*兼容而不能一起工作的那*类可以一起工作。适用性 1.你想使*一个已经存在的类，而它的接口不符合你的需求。 2.你想创建一个可以复用的类，该类可以与其他不相关的类或不可预见的类（即那*接口 可能不一定兼容的类）协同工作。 *.（仅适用于对象Adapter）你想使用一些已经存在的子类，但是不可能对每一个都进行 子类化以匹配它们的接口。对象适配器可以适配它的父类接口。参与者 1.Target 定义Client使用的与特定领

27、域相关的接口。 2.Client 与符合Target接口的对象协同。 3.Adapt*e 定义一个已经存在的接口，这个接口需要适配。 4.Adapter 对Adaptee的接口与Target接口进行适配类图例子Target public interface Target void adapteeMethod(); void adapterMethod();Adaptee public class Adaptee public void adapteeMethod() Syste*.out.p*intln(Adaptee method!); Adapt*r public clas* Adapte

28、r implement* Target private Adap*ee adaptee; public Adapter(Adaptee adaptee) this.adapte* = adaptee; public void adapteeMethod() adaptee.adapteeMethod();public void adapterMethod() *ystem.out.println(Adapter method!); Client public cla*s Test public stati* void main(String args) Target target = new

29、Adapter(new Adaptee(); tar*et.adapteeMethod(); target.adapterM*thod(); result Adaptee method!Adapter method!1.2.2 桥接模式 将抽象部分与它*实现部分分离，使它们都可以独立地变化。适用性 1.你不希望在抽*和它的实现部分之间有一个固定的绑定关系。 例如这种情况可能是因为，在程序运行时刻实现部分应可以*选择或者切换。 2.类的抽象以及它的实现都应该可以通*生成子类的方法加以扩充。 这时Bridge模式使你可以对不同的抽象接口和实现部分进行组合，并分别对它们进行扩充。 3.对一个抽象的实

30、现部分的修改应对客户不产生影响，即客户的代码不必重新编译。 4.正如在意图一节的第一个类图中所示的那样，有许多类要生成。 这*一种类层次结构说明你必须将一个对象分解成两个部分。 5.*想在多个对象间共享实现（可能使用引用计数），但同时要求客户并不知*这一点。参与者 1.Abstraction 定义抽象类的接口。 维护一个指向Implementor类型对象的指针。 2.RefinedAbstraction 扩充由Abstraction定义的接口。 3.Implementor 定义实现类的接口，该接口不一定要与Ab*traction的接口完全一致。 事实上这两个接口可以完全不同。 *般来讲，Imp

31、lementor接口仅提供基本操作，而Abstraction则定义了基于这些基本操作的较高层次的操作。 4.ConcreteImplementor *现Implementor接口并定义它的具体实现。类图例子Abstr*ction public abstract class Person private Clothing clothing; pr*vate String type; public Clothing getClothing() return clothing; publi* void setClothing() this.clothing = *lothingFactory.get

32、Clothing(); public void setType(String type) t*is.type = type; public String getType() return this.ty*e; public abstract void dress();RefinedAbstraction public class Man extends *erson public Man() setType(男人); public void dress() Clothing clothing = get*lothing(); clothing.personDressCloth(this); p

33、ublic class Lady extends Person public Lady() setTyp*(女人); public void dress() Cloth*ng clothing = getClothing(); c*othing.personDressCloth(this); Implemento* public abstract class Clothing public abstract void personDressC*oth(*erson person);ConcreteImplemento* public class *ack*t extends Clothing

34、public void personDressCloth(Person person) System.out.println(person.getType() + 穿马甲); public cl*ss Trouser extends Clothing public void personDressCloth(Person person) System.ou*.println(*erson.getType() + 穿裤子); Test public class Te*t public s*atic void main(String args) Person man = new Man(); Pe

35、rson lady = new Lady(); Clothing jacket = new Ja*ket(); Clot*ing trouser = new Trouser(); jacket.personDressCloth(man); trouser.personDressCloth(man); j*cket.personDressCloth(lady); trouser.personDressCloth(lady); result 男人穿马甲男人穿裤子女人穿马甲女人穿裤子1.2.3 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。Composite使得用户对单个对象和组合对*的

36、使用具有一致性。适用性 1.你想表示对象的部分-整*层次结构。 2.你希望用户忽略组合对象与单个对象的不同，用户将统一地使用组合结构中的所有对象。参与者 1.Component 为组合中的对象声明接口。 在适当的情况下，实现所有类共有接口的缺省行为。 声明一个接口用于访问和管理Component的子组件。 (可选)在递归结构中定义一个接口，用于访问一个父部件，并在合*的情况下实现它。 2.Leaf 在组合中表示叶节点对象，叶节点没有子节点。 在组合中定义节点对象的行为。 3.Compos*te 定义有子部件的*些部件的行为。 存储子部件。 在Component接口中实现与子部件有*的操作。 4

37、.Client 通过Component接*操纵组合部件的对象。类图例子Component p*blic abstract class Employer private String name; public void setName(String name) this.name = *ame; public String getName() return this.name; public abstract void add(Employer employer*; public abstract void delete(Employer employer); public List emplo

38、yers; public void printInfo*) System.out.println(name); *ublic List getE*ployers() return this.employers; Leaf public class Programmer extends Employer public Programmer(String name) setNam*(name); employers = null;/程序员, 表示没有下属了 public v*id add(Employer employer) public void delete(Employer employer

39、) public class Pro*ectAssistant extends Employer public ProjectAss*stant(String name) setName(name); employers = *ull;/项目助理, 表示没有下属了 public void add(Employer employer) public void delet*(Employer employer) Composite public class Project*anager extends E*ployer public ProjectManager(String name) setN

40、ame(name); employers = new A*rayList(); public void add(Employer employer) employers.add(employer); public void delete(Emplo*er employer) employers.remove(employer); Clie*t publ*c class Test public st*tic void main(String args) Employer pm = new ProjectManager(项目经理); Emplo*er pa = new ProjectAssista

41、nt(项目助理); Employer progra*mer1 = new Programmer(程序员一); Employer programmer2 = new Programmer(程序员二); pm.add(pa);/为项目经理添加项目助理 pm.add(programmer2);/*项目经理*加程序员 List ems = pm.getEm*loyers(); for (Employer em : ems) System.out.println(em.getNam*(); *result 项目助理程序员二1.2.4 装饰模式 动态地给一个对象添加一些额外的职责。就增加功能来说，Deco

42、rator模*相比生成子类更为*活。适用性 1.在不影响其他*象的情况下，以动态、透明的方式给单个对象添加职责。 2.处理那些可以撤消的职责。 3.当不能采用生成子类的方法进行扩充时。参与者 1.Component 定义一个对象接口，可以给这些对象动态地添加职责。 2.ConcreteComponent 定义一个对象，可以给这个对象添加一些职责。 3.Decorator 维持一个指向Component对象的指针，并定义一个与Component接口一致的接口。 4.ConcreteDecorator 向组件添加职责。类图例子Component public interface Person vo

43、id eat();ConcreteComponent *ublic class M*n implements Person public void eat() System.out.println(男人在吃);*Decorator public abstrac* class Decorator implements Perso* protected Person person* public void setPerson(Person person) this.person = person; public void eat() person.eat(); ConcreteDec*rator

44、publi* class ManDecoratorA extends Decorator public void eat() super.eat(); reEat(); Sy*tem.out.println(ManDecoratorA类); public void reEat() System.out.println(再吃一顿饭); *public class ManDecoratorB extends Decorator * public void eat() super.eat(); Syst*m.out.println(=); System.out.println(ManDecorato

45、rB类); Test public class Test public st*tic void main(Strin* args) Man man = new Man(); ManDecoratorA md1 = new ManDecoratorA(); ManDecoratorB md2 = n*w ManDecoratorB(); md1.setPerson(man); md2.setPerson(md1); md2.eat(); result 男人在吃再吃一顿饭ManDecoratorA类=ManDecoratorB类1.2.5 外观模式 为子系统中的一组接口提供一个一致的界面，Faca

46、de模式定义了一个高层接口，这个接口使得这*子系统更加容易使用。适用性 1.当你要为一个*杂子系统提供一个简单接口时。子系统往往因为不断演化而变得越来越 复杂。大多数模式使用时都会产生更多更小的类。这使得子系统更具可重用性，也更容 易对子系统进行定制，但这也给*些不需要定制子系统的用户带来一些使用上的困难。 Fa*ade可以提供一个简单的缺省视图，这一视图对大多数用户来说已经足*，而那些需 要更多的可定制性的用户可以越过facade层。 2.客户程序与抽象类的实现部分之间存在着很大的依赖性。引入facade将这个子系统与客 户以及其他的子系统分离，可以提高子系统的独立性和可移植性。 3.当你需

47、要构建一个层次结构的子系统时，使用facade模式定义子系统中每层的入口点。 如果子系统之间是相互依赖的，你可以让它们仅通过facade进行通讯，从而简化了它们 之间的依赖关系。参与者 1.Facade 知道哪些子系统类负责处理请求。 将客户的请求代理给适当的子系统对象。 2.Subsystemclasses 实现子系统的功能。 处理由Facade对象指派的任务。 没有facade的任何相关信息；即没有指向*acade的指针。类图例子Facade publi* class Facade ServiceA s*; ServiceB sb; ServiceC sc; public Facade()

48、 sa = new S*rviceAImpl(); sb = new *erviceBImpl(); sc = new ServiceCImpl(); public void methodA() sa.methodA(); sb.methodB(); publi* void methodB() s*.methodB(); sc.methodC(); public void methodC() sc.methodC(); sa.methodA(); Subsystemclasse* public *lass ServiceAImpl implements ServiceA public void

49、 methodA() System.out.println(这是服务A); public class ServiceBImpl implements ServiceB public void methodB() System.out.println(这是服务B); *public class ServiceCImpl implements ServiceC public void methodC() System.out.println(这是服*C); Test public class Test public static voi* main(String args) ServiceA sa = new ServiceAImpl();