介绍
设计模式是一种在软件设计中经过验证的解决问题的方法。它们是从大量经验和众多软件设计领域的最佳实践中总结出来的。学习设计模式有助于我们在开发过程中更好地组织和管理代码，提高代码的可读性、可维护性和可扩展性。本文将介绍常见的设计模式，并分析它们的应用场景和使用方法。
创建型模式
1. 单例模式
单例模式保证一个类只能有一个实例，并提供一个全局访问点。它在需要共享资源或控制资源访问时非常有用。例如，一个日志记录器可以使用单例模式，以确保在系统中只有一个日志记录器实例存在。
示例代码：
public class Singleton {
private static Singleton instance;
private Singleton() { }
public static Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
}
2. 工厂模式
工厂模式提供了一种将实例化逻辑封装在工厂类中的方式。它隐藏了实例化对象的细节，并提供了一个统一的接口来创建对象。这样可以减少代码中的重复和依赖，提高代码的灵活性和可扩展性。
示例代码：
public interface Shape {
void draw();
}
public class Rectangle implements Shape {
@Override
public void draw() {
System.out.println("Drawing a rectangle");
}
}
public class Circle implements Shape {
@Override
public void draw() {
System.out.println("Drawing a circle");
}
}
public class ShapeFactory {
public static Shape createShape(String type) {
if (type.equalsIgnoreCase("rectangle")) {
return new Rectangle();
} else if (type.equalsIgnoreCase("circle")) {
return new Circle();
}
return null;
}
}
3. 抽象工厂模式
抽象工厂模式允许我们创建一族相关或依赖对象的接口，而无需指定具体类。它提供了一种创建对象的方式，以便更好地管理对象之间的关系。例如，一个 GUI 工具包可以使用抽象工厂模式，以便在不同操作系统上创建相应的 GUI 元素（按钮、窗口等）。
示例代码：
public interface Button {
void click();
}
public interface Checkbox {
void check();
}
public interface GUIFactory {
Button createButton();
Checkbox createCheckbox();
}
public class WindowsButton implements Button {
@Override
public void click() {
System.out.println("Windows button clicked");
}
}
public class WindowsCheckbox implements Checkbox {
@Override
public void check() {
System.out.println("Windows checkbox checked");
}
}
public class MacOSButton implements Button {
@Override
public void click() {
System.out.println("MacOS button clicked");
}
}
public class MacOSCheckbox implements Checkbox {
@Override
public void check() {
System.out.println("MacOS checkbox checked");
}
}
public class WindowsGUIFactory implements GUIFactory {
@Override
public Button createButton() {
return new WindowsButton();
}
@Override
public Checkbox createCheckbox() {
return new WindowsCheckbox();
}
}
public class MacOSGUIFactory implements GUIFactory {
@Override
public Button createButton() {
return new MacOSButton();
}
@Override
public Checkbox createCheckbox() {
return new MacOSCheckbox();
}
}
// Usage
GUIFactory factory = new WindowsGUIFactory();
Button button = factory.createButton();
Checkbox checkbox = factory.createCheckbox();
button.click();
checkbox.check();
结语
设计模式是软件设计的基石，它们能够帮助我们更好地组织和管理代码，以及提高代码的质量和可维护性。本文介绍了常见的创建型模式，并给出了相应的示例代码。希望它们能够帮助你更好地理解和应用设计模式。如果你对其他类型的设计模式感兴趣，欢迎继续学习和探索。
参考资料：
