设计模式是软件工程中的一种最佳实践,用于解决常见的设计问题并提供可重用的解决方案。在Java编程中,设计模式的应用极大地提高了代码的可维护性、可扩展性和灵活性。本项目通过实际的Java代码,展示并解释了23种经典设计模式,这些模式来源于GoF(Gang of Four,即《设计模式:可复用面向对象软件的基础》一书的四位作者)。

  1. 创建型模式

  2. 单例模式:确保一个类只有一个实例,并提供全局访问点。项目中的Singleton类就是示例。

  3. 工厂方法模式:定义一个用于创建对象的接口,让子类决定实例化哪一个类。AbstractFactoryConcreteFactory展示了这一模式。

  4. 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,而无需指定它们的具体类。

  5. 建造者模式:将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。Builder模式的实现通常包括Director和Builder角色。

  6. 原型模式:通过复制已有对象来创建新对象,避免重复的构造过程。

  7. 结构型模式

  8. 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。Adapter类实现了这一模式。

  9. 桥接模式:将抽象部分与实现部分分离,使它们可以独立变化。项目中可能通过组合关系实现。

  10. 装饰器模式:动态地给一个对象添加一些额外的职责,增加功能而不改变其接口。Decorator类展示了这一点。

  11. 外观模式:提供一个统一的接口,用来访问子系统中的一组接口。Facade类代表了子系统的协调者。

  12. 享元模式:运用共享技术有效支持大量细粒度的对象,通常涉及对象池。

  13. 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。Proxy类实现代理职责。

  14. 行为型模式

  15. 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。ChainOfResponsibility模式通过构建处理链来实现。

  16. 命令模式:将请求封装为一个对象,以便使用不同的请求、队列请求、或者支持撤销操作。Command类及其InvokerReceiver角色展示了这一模式。

  17. 解释器模式:给定一种语言,定义它的文法表示,并提供一个解释器来处理这种语言中的句子,通常涉及抽象语法树的构建。

  18. 迭代器模式:提供一种方法顺序访问聚合对象的元素,而又不暴露其底层表示。Java中的Iterator接口就是例子。

  19. 中介者模式:用一个中介对象来封装一系列的对象交互,降低系统的耦合度。Mediator类作为中间协调者。

  20. 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,以便以后恢复对象的状态。

  21. 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会得到通知并被自动更新。Observer接口和Subject类是关键。

  22. 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。State类和Context类展示了状态的变化。

  23. 策略模式:定义了一系列的算法,并将每一个算法封装起来,使它们可以互相替换。Strategy接口和ConcreteStrategy类是核心。

  24. 模板方法模式:在一个方法中定义一个算法的骨架,而将一些步骤延迟到子类中。TemplateMethod模式定义了一个操作中的算法步骤。

  25. 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。它使你可以在不改变各元素的类的前提下定义作用于这些元素的新操作。