设计模式是指在软件设计过程中经验丰富的开发者们总结出的一些解决特定问题的可重用的解决方案。设计模式可以提供一种通用的模板，帮助开发者们构建高质量、可维护和易扩展的代码。本篇博客将介绍几种常用的设计模式，并提供相应的代码示例。
1. 工厂模式（Factory Pattern）
工厂模式是一种创建型模式，用于将对象的实例化的过程延迟到子类中进行。这样可以在不暴露对象创建逻辑的同时，让客户端代码根据需要动态获得具体的对象实例。
public interface Product {
void operation();
}
public class ConcreteProduct implements Product {
public void operation() {
System.out.println("执行具体产品的操作");
}
}
public abstract class Creator {
public abstract Product createProduct();
public void operation() {
Product product = createProduct();
product.operation();
}
}
public class ConcreteCreator extends Creator {
public Product createProduct() {
return new ConcreteProduct();
}
}
public class Client {
public static void main(String[] args) {
Creator creator = new ConcreteCreator();
creator.operation();
}
}
在上述示例中，Product 是产品的抽象接口，ConcreteProduct 是具体的产品类，Creator 是抽象的创建者类，负责创建产品对象，ConcreteCreator 是具体的创建者类，实现了创建产品对象的具体方法。客户端代码通过调用 Creator 类来获取具体的产品实例，而不需要知道具体的产品实现细节。
2. 单例模式（Singleton Pattern）
单例模式是一种创建型模式，用于确保一个类仅有一个实例，并提供全局访问点来获取该实例。
public class Singleton {
private static Singleton instance;
private Singleton() {
// 私有构造函数，防止外部实例化
}
public static Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
// 线程安全的延迟初始化
synchronized (Singleton.class) {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
}
}
return instance;
}
}
在上面的示例中，Singleton 类只有一个私有的静态成员变量 instance，以及一个公共的静态方法 getInstance()，该方法确保只有一个实例被创建，并返回该实例。
3. 观察者模式（Observer Pattern）
观察者模式是一种行为型模式，用于在对象之间定义一种一对多的依赖关系，当一个对象的状态发生变化时，其相关的所有对象都会得到通知并自动更新。
public interface Observer {
void update();
}
public interface Subject {
void attach(Observer observer);
void detach(Observer observer);
void notifyObservers();
}
public class ConcreteSubject implements Subject {
private List<Observer> observers = new ArrayList<>();
public void attach(Observer observer) {
observers.add(observer);
}
public void detach(Observer observer) {
observers.remove(observer);
}
public void notifyObservers() {
for (Observer observer : observers) {
observer.update();
}
}
}
public class ConcreteObserver implements Observer {
public void update() {
System.out.println("收到更新通知，执行相应操作");
}
}
public class Client {
public static void main(String[] args) {
Subject subject = new ConcreteSubject();
Observer observer = new ConcreteObserver();
subject.attach(observer);
subject.notifyObservers();
}
}
上述示例中，Observer 是观察者接口，Subject 是主题接口，ConcreteSubject 是具体的主题实现类，维护了一个观察者列表，并在状态发生变化时通知所有观察者。ConcreteObserver 是具体的观察者实现类，它实现了 update() 方法以在收到更新通知时执行响应操作。
结语
设计模式可以帮助开发者们在软件设计过程中解决一些常见的问题，提高代码的可维护性和复用性。在实际开发中，根据具体的场景和需求选用适当的设计模式可以提高开发效率和代码质量。希望本篇博客对你在学习和应用设计模式时有所帮助。
参考资料：
