深入浅出23种设计模式

V少年
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深入浅出23种设计模式

一、设计模式是啥？

设计模式就像编程的武功招式：

  • 作用：解决特定场景下的代码设计问题
  • 好处：代码更灵活、可维护、可扩展
  • 分类：三大门派（创建型、结构型、行为型）

二、创建型模式（5种）

1. 单例模式（Singleton）

场景：全局唯一配置管理器
口诀：
"私有的构造，静态的实例，
对外提供访问点，全局只此一份"

public class Config {
    private static Config instance;
    private Config() {} // 私有构造
    
    public static Config getInstance() {
        if (instance == null) {
            instance = new Config();
        }
        return instance;
    }
}

2. 工厂方法（Factory Method）

场景：创建不同类型的数据库连接
口诀：
"定义创建接口，子类决定实例，
扩展只需新增，不用改原有代码"

interface Database {
    void connect();
}

class MySQL implements Database { /*...*/ }
class Oracle implements Database { /*...*/ }

class DatabaseFactory {
    public Database createDatabase(String type) {
        switch(type) {
            case "mysql": return new MySQL();
            case "oracle": return new Oracle();
            default: throw new IllegalArgumentException();
        }
    }
}

3. 抽象工厂（Abstract Factory）

场景：创建跨平台UI组件
口诀：
"工厂的工厂，产品族要成套，
Win/Mac各一套，风格统一很重要"

interface Button { void render(); }
interface TextField { void input(); }

class WinButton implements Button { /*...*/ }
class MacButton implements Button { /*...*/ }

interface GUIFactory {
    Button createButton();
    TextField createTextField();
}

class WinFactory implements GUIFactory { /*...*/ }
class MacFactory implements GUIFactory { /*...*/ }

4. 建造者模式（Builder）

场景：构造复杂对象（如AlertDialog）
口诀：
"分步构造对象，链式调用流畅，
避免构造器臃肿，参数再多不慌"

class Computer {
    private String cpu;
    private String ram;
    // ...更多字段
    
    static class Builder {
        private Computer computer = new Computer();
        
        Builder setCpu(String cpu) {
            computer.cpu = cpu;
            return this;
        }
        
        Computer build() {
            return computer;
        }
    }
}

// 使用
Computer pc = new Computer.Builder()
    .setCpu("i7")
    .setRam("16G")
    .build();

5. 原型模式（Prototype）

场景：高效创建相似对象
口诀：
"克隆代替新建，复制已有实例，
减少创建开销，深拷贝要注意"

class Sheep implements Cloneable {
    String name;
    
    @Override
    protected Sheep clone() {
        try {
            return (Sheep) super.clone();
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            return null;
        }
    }
}

// 使用
Sheep original = new Sheep("多利");
Sheep clone = original.clone();

三、结构型模式（7种）

6. 适配器模式（Adapter）

场景：兼容老接口
口诀：
"接口不匹配？适配器来转接，
就像电源转换头，新旧都能用"

// 旧接口
class LegacyPrinter {
    void printDocument() { /*...*/ }
}

// 新接口
interface Printer {
    void print();
}

// 适配器
class PrinterAdapter implements Printer {
    private LegacyPrinter legacyPrinter;
    
    public void print() {
        legacyPrinter.printDocument();
    }
}

7. 装饰器模式（Decorator）

场景：动态扩展功能
口诀：
"包装原有对象，层层添加功能，
比继承更灵活，咖啡加糖加奶"

interface Coffee {
    double getCost();
}

class SimpleCoffee implements Coffee { /*...*/ }

class MilkDecorator implements Coffee {
    private Coffee coffee;
    
    public double getCost() {
        return coffee.getCost() + 0.5;
    }
}

8. 代理模式（Proxy）

场景：控制对象访问
口诀：
"代购帮你买东西，前后都能加逻辑，
延迟加载/权限控制，真实对象被保护"

interface Image {
    void display();
}

class RealImage implements Image { /*...*/ }

class ProxyImage implements Image {
    private RealImage realImage;
    
    public void display() {
        if (realImage == null) {
            realImage = new RealImage();
        }
        realImage.display();
    }
}

（因篇幅限制，后续模式将以简表形式呈现）

四、行为型模式（11种）

模式口诀典型场景
策略模式"算法家族封装好，运行时自由切换，支付方式随便选"支付策略
观察者模式"发布订阅真方便，状态变化自动通知，就像微信群发"事件通知
责任链模式"处理请求排成链，每个节点有机会，审批流程最典型"权限校验
命令模式"请求封装成对象，支持撤销/重做，遥控器控制家电"任务队列
状态模式"状态变行为也变，避免if-else爆炸，自动售货机状态"游戏角色AI
模板方法"流程骨架已定义，具体步骤子类填，造车步骤都一样"活动流程
访问者模式"数据结构稳定但操作多变，导购带你看商品"编译器AST处理
中介者模式"对象交互太混乱？找个中介来协调，就像租房中介"聊天室
备忘录模式"随时存档读档，对象状态可回溯，游戏存档最需要"撤销功能
迭代器模式"统一遍历接口，不管底层怎么存，for循环走天下"集合遍历
解释器模式"定义文法规则，SQL/正则都这么玩，特定领域语言"规则引擎

五、模式选择口诀

"创建对象不容易？工厂建造单例原型帮你忙
结构混乱难维护？适配代理装饰组合解忧愁
行为交互太复杂？策略观察责任链来理顺
二十三种招式熟，代码质量上层楼"

记住这些设计模式，你的代码就能从"野路子"变成"正规军"！ 🎖️💻

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