一 設計模式基本知識

1. 定義
設計模式（Design pattern）是一套被反復使用、多數人知曉的、經過分類編目的、代碼設計經驗的總結。使用設計模式是為了可重用代碼、讓代碼更容易被他人理解、保證代碼可靠性。

2. 設計模式和框架：
現在，可復用面向對象軟件系統現在一般劃分為兩大類：應用程序工具箱和框架(Framework)，我們平時開發的具體軟件都是應用程序，Java的API屬于工具箱；而框架是構成一類特定軟件可復用設計的一組相互協作的類，EJB（EnterpriseJavaBeans）是Java應用于企業計算的框架。

　　框架通常定義了應用體系的整體結構類和對象的關系等等設計參數，以便于具體應用實現者能集中精力于應用本身的特定細節?？蚣苤饕涗涇浖弥泄餐脑O計決策，框架強調設計復用，因此框架設計中必然要使用設計模式。

　　另外，設計模式有助于對框架結構的理解，成熟的框架通常使用了多種設計模式,如果你熟悉這些設計模式，你將迅速掌握框架的結構，我們一般開發者如果突然接觸EJBJ2EE等框架，會覺得難學，那么轉而先掌握設計模式，無疑是給了剖析EJB或J2EE系統的一把利器。

3. 設計模式的原則：
　　為什么要提倡"Design Pattern"呢？根本原因是為了代碼復用，增加可維護性。那么怎么才能實現代碼復用呢？OO界有前輩的幾個原則："開－閉"原則(Open Closed Principal)、里氏代換原則、合成復用原則。設計模式就是實現了這些原則，從而達到了代碼復用、增加可維護性的目的。

　　1、"開－閉"原則
　　此原則是由"Bertrand Meyer"提出的。就是說模塊應對擴展開放，而對修改關閉。模塊應盡量在不修改原(是"原"，指原來的代碼)代碼的情況下進行擴展。
? ? 那么怎么擴展呢？看工廠模式"factory pattern"。
　　工廠模式是對具體產品進行擴展，有的項目可能需要更多的擴展性，要對這個"工廠"也進行擴展，那就成了"抽象工廠模式"。

　　2、里氏代換原則
? ? 如果調用的是父類的話，那么換成子類也完全可以運行。
? ? Java編譯程序會檢查程序是否符合里氏代換原則。還記得java繼承的一個原則嗎？子類override方法的訪問權限不能小于父類對應方法的訪問權限。
　　可以說：里氏代換原則是繼承復用的一個基礎。

　　3、合成復用原則
　　就是說要少用繼承，多用合成關系來實現。有幾個類要與數據庫打交道，就寫了一個數據庫操作的類，然后別的跟數據庫打交道的類都繼承這個。結果，修改了數據庫操作類的一個方法，各個類都需要改動。"牽一發而動全身"!面向對象是要把波動限制在盡量小的范圍。
　　在Java中，應盡量針對Interface編程，而非實現類。這樣，更換子類不會影響調用它方法的代碼。要讓各個類盡可能少的跟別人聯系，"不要與陌生人說話"。這樣，擴展性和維護性才能提高。

　　4 依賴倒轉原則
　　抽象不應該依賴與細節，細節應當依賴與抽象。
　　要針對接口編程，而不是針對實現編程。
　　傳遞參數，或者在組合聚合關系中，盡量引用層次高的類。

　　主要是在構造對象時可以動態的創建各種具體對象，當然如果一些具體類比較穩定，就不必在弄一個抽象類做它的父類，這樣有畫舌添足的感覺

　　5 接口隔離原則
　　定制服務的例子，每一個接口應該是一種角色，不多不少，不干不該干的事，該干的事都要干

　　6 抽象類
　　抽象類不會有實例，一般作為父類為子類繼承，一般包含這個系的共同屬性和方法。
　　注意：好的繼承關系中，只有葉節點是具體類，其他節點應該都是抽象類，也就是說具體類
　　是不被繼承的。將盡可能多的共同代碼放到抽象類中。

　　7 迪米特法則
　　最少知識原則。不要和陌生人說話。

4. 一個模式的四個基本要素
設計模式使人們可以更加簡單方便地復用成功的設計和體系結構。將已證實的技術表述成設計模式也會使新系統開發者更加容易理解其設計思路。

　　1. 模式名稱（pattern name）
　　一個助記名，它用一兩個詞來描述模式的問題、解決方案和效果。命名一個新的模式增加了我們的設計詞匯。設計模式允許我們在較高的抽象層次上進行設計?；谝粋€模式詞匯表，我們自己以及同事之間就可以討論模式并在編寫文檔時使用它們。模式名可以幫助我們思考，便于我們與其他人交流設計思想及設計結果。

　　2. 問題(problem)
　　描述了應該在何時使用模式。它解釋了設計問題和問題存在的前因后果，它可能描述了特定的設計問題，如怎樣用對象表示算法等。也可能描述了導致不靈活設計的類或對象結構。有時候，問題部分會包括使用模式必須滿足的一系列先決條件。

　　3. 解決方案(solution)
　　描述了設計的組成成分，它們之間的相互關系及各自的職責和協作方式。因為模式就像一個模板，可應用于多種不同場合，所以解決方案并不描述一個特定而具體的設計或實現，而是提供設計問題的抽象描述和怎樣用一個具有一般意義的元素組合（類或對象組合）來解決這個問題。

　　4. 效果(consequences)
　　描述了模式應用的效果及使用模式應權衡的問題。盡管我們描述設計決策時，并不總提到模式效果，但它們對于評價設計選擇和理解使用模式的代價及好處具有重要意義。軟件效果大多關注對時間和空間的衡量，它們也表述了語言和實現問題。因為復用是面向對象設計的要素之一，所以模式效果包括它對系統的靈活性、擴充性或可移植性的影響，顯式地列出這些效果對理解和評價這些模式很有幫助。

二 什么是設計模式

1。設計模式是對讀者經常遇到的設計問題的可再現的解決方案(The Smalltalk Companion);?
2。設計模式簡歷了一系列描述如何完成軟件開發領域中特定任務的規則(Pree 1995);?
3。設計模式更關注于復用可重復出現的結構設計方案，而框架注重于具體設計和實現(Coplien and Schmidt 1995);?
4。模式提出了一個發生在特定設計環境中的可重復出現的設計問題，并提供了解決方案。（Buschmann et al. 1996);?
5。模式識別并確定類和實例層次上或組件層次上的抽象關系(Gamma,Johnson, and Vlissides, 1993).

設計模式只是編寫更好的面向對象程序的一種方法。按照Gang of Four 的分類方式，把設計模式分成三類：創建型、結構型和行為型。

三 一些基本的設計模式

? ? ? ?Abstract Factory：提供一個創建一系列相關或相互依賴對象的接口，而無需指定它們具體的類。?
　　Adapter：將一個類的接口轉換成客戶希望的另外一個接口。Adapter模式使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的那些類可以一起工作。?
　　Bridge：將抽象部分與它的實現部分分離，使它們都可以獨立地變化。?
　　Builder：將一個復雜對象的構建與它的表示分離，使得同樣的構建過程可以創建不同的表示。?
　　Chain of Responsibility：為解除請求的發送者和接收者之間耦合，而使多個對象都有機會處理這個請求。將這些對象連成一條鏈，并沿著這條鏈傳遞該請求，直到有一個對象處理它。?
　　Command：將一個請求封裝為一個對象，從而使你可用不同的請求對客戶進行參數化；對請求排隊或記錄請求日志，以及支持可取消的操作。?
　　Composite：將對象組合成樹形結構以表示“部分-整體”的層次結構。它使得客戶對單個對象和復合對象的使用具有一致性。?
　　Decorator：動態地給一個對象添加一些額外的職責。就擴展功能而言， 它比生成子類方式更為靈活。?
　　Facade：為子系統中的一組接口提供一個一致的界面， F a c a d e模式定義了一個高層接口，這個接口使得這一子系統更加容易使用。?
　　Factory Method：定義一個用于創建對象的接口，讓子類決定將哪一個類實例化。Factory Method使一個類的實例化延遲到其子類。?
　　Flyweight：運用共享技術有效地支持大量細粒度的對象。?
　　Interpreter：給定一個語言, 定義它的文法的一種表示，并定義一個解釋器, 該解釋器使用該表示來解釋語言中的句子。?
　　Iterator：提供一種方法順序訪問一個聚合對象中各個元素, 而又不需暴露該對象的內部表示。?
　　Mediator：用一個中介對象來封裝一系列的對象交互。中介者使各對象不需要顯式地相互引用，從而使其耦合松散，而且可以獨立地改變它們之間的交互。?
　　Memento：在不破壞封裝性的前提下，捕獲一個對象的內部狀態，并在該對象之外保存這個狀態。這樣以后就可將該對象恢復到保存的狀態。?
　　Observer：定義對象間的一種一對多的依賴關系,以便當一個對象的狀態發生改變時,所有依賴于它的對象都得到通知并自動刷新。?
　　Prototype：用原型實例指定創建對象的種類，并且通過拷貝這個原型來創建新的對象。?
　　Proxy：為其他對象提供一個代理以控制對這個對象的訪問。?
　　Singleton：保證一個類僅有一個實例，并提供一個訪問它的全局訪問點。?
　　State：允許一個對象在其內部狀態改變時改變它的行為。對象看起來似乎修改了它所屬的類。?
　　Strategy：定義一系列的算法,把它們一個個封裝起來, 并且使它們可相互替換。本模式使得算法的變化可獨立于使用它的客戶。?
　　Template Method：定義一個操作中的算法的骨架，而將一些步驟延遲到子類中。Template Method使得子類可以不改變一個算法的結構即可重定義該算法的某些特定步驟。?
　　Visitor：表示一個作用于某對象結構中的各元素的操作。它使你可以在不改變各元素的類的前提下定義作用于這些元素的新操作。

四 Java中常用設計模式總結（23種）

? ? 1、工廠模式：客戶類和工廠類分開。消費者任何時候需要某種產品，只需向工廠請求即可。消費者無須修改就可以接納新產品。缺點是當產品修改時，工廠類也要做相應的修改。如：如何創建及如何向客戶端提供。 ?

　　2、建造模式：將產品的內部表象和產品的生成過程分割開來，從而使一個建造過程生成具有不同的內部表象的產品對象。建造模式使得產品內部表象可以獨立的變化，客戶不必知道產品內部組成的細節。建造模式可以強制實行一種分步驟進行的建造過程。 ?

　　3、工廠方法模式：核心工廠類不再負責所有產品的創建，而是將具體創建的工作交給子類去做，成為一個抽象工廠角色，僅負責給出具體工廠類必須實現的接口，而不接觸哪一個產品類應當被實例化這種細節。 ?

　　4、原始模型模式：通過給出一個原型對象來指明所要創建的對象的類型，然后用復制這個原型對象的方法創建出更多同類型的對象。原始模型模式允許動態的增加或減少產品類，產品類不需要非得有任何事先確定的等級結構，原始模型模式適用于任何的等級結構。
缺點是每一個類都必須配備一個克隆方法。 ?

　　5、單例模式：單例模式確保某一個類只有一個實例，而且自行實例化并向整個系統提供這個實例單例模式。單例模式只應在有真正的“單一實例”的需求時才可使用。

　　6、適配器（變壓器）模式：把一個類的接口變換成客戶端所期待的另一種接口，從而使原本因接口原因不匹配而無法一起工作的兩個類能夠一起工作。適配類可以根據參數返還一個合適的實例給客戶端。 ?

　　7、橋梁模式：將抽象化與實現化脫耦，使得二者可以獨立的變化，也就是說將他們之間的強關聯變成弱關聯，也就是指在一個軟件系統的抽象化和實現化之間使用組合/聚合關系而不是繼承關系，從而使兩者可以獨立的變化。 ?

　　8、合成模式：合成模式將對象組織到樹結構中，可以用來描述整體與部分的關系。合成模式就是一個處理對象的樹結構的模式。合成模式把部分與整體的關系用樹結構表示出來。合成模式使得客戶端把一個個單獨的成分對象和由他們復合而成的合成對象同等看待。?

　　9、裝飾模式：裝飾模式以對客戶端透明的方式擴展對象的功能，是繼承關系的一個替代方案，提供比繼承更多的靈活性。動態給一個對象增加功能，這些功能可以再動態的撤消。增加由一些基本功能的排列組合而產生的非常大量的功能。 ?

　　10、門面模式：外部與一個子系統的通信必須通過一個統一的門面對象進行。門面模式提供一個高層次的接口，使得子系統更易于使用。每一個子系統只有一個門面類，而且此門面類只有一個實例，也就是說它是一個單例模式。但整個系統可以有多個門面類。 ?

　　11、享元模式：FLYWEIGHT在拳擊比賽中指最輕量級。享元模式以共享的方式高效的支持大量的細粒度對象。享元模式能做到共享的關鍵是區分內蘊狀態和外蘊狀態。內蘊狀態存儲在享元內部，不會隨環境的改變而有所不同。外蘊狀態是隨環境的改變而改變的。外蘊
狀態不能影響內蘊狀態，它們是相互獨立的。將可以共享的狀態和不可以共享的狀態從常規類中區分開來，將不可以共享的狀態從類里剔除出去?？蛻舳瞬豢梢灾苯觿摻ū还蚕淼膶ο?#xff0c;而應當使用一個工廠對象負責創建被共享的對象。享元模式大幅度的降低內存中對象
的數量。 ?

　　12、代理模式：代理模式給某一個對象提供一個代理對象，并由代理對象控制對源對象的引用。代理就是一個人或一個機構代表另一個人或者一個機構采取行動。某些情況下，客戶不想或者不能夠直接引用一個對象，代理對象可以在客戶和目標對象直接起到中介的
作用?？蛻舳朔直娌怀龃碇黝}對象與真實主題對象。代理模式可以并不知道真正的被代理對象，而僅僅持有一個被代理對象的接口，這時候代理對象不能夠創建被代理對象，被代理對象必須有系統的其他角色代為創建并傳入。?

　　13、責任鏈模式：在責任鏈模式中，很多對象由每一個對象對其下家的引用而接起來形成一條鏈。請求在這個鏈上傳遞，直到鏈上的某一個對象決定處理此請求。客戶并不知道鏈上的哪一個對象最終處理這個請求，系統可以在不影響客戶端的情況下動態的重新組織
鏈和分配責任。處理者有兩個選擇：承擔責任或者把責任推給下家。一個請求可以最終不被任何接收端對象所接受。 ?

　　14、命令模式：命令模式把一個請求或者操作封裝到一個對象中。命令模式把發出命令的責任和執行命令的責任分割開，委派給不同的對象。命令模式允許請求的一方和發送的一方獨立開來，使得請求的一方不必知道接收請求的一方的接口，更不必知道請求是怎么
被接收，以及操作是否執行，何時被執行以及是怎么被執行的。系統支持命令的撤消。 ?

　　15、解釋器模式：給定一個語言后，解釋器模式可以定義出其文法的一種表示，并同時提供一個解釋器?？蛻舳丝梢允褂眠@個解釋器來解釋這個語言中的句子。解釋器模式將描述怎樣在有了一個簡單的文法后，使用模式設計解釋這些語句。在解釋器模式里面提到的
語言是指任何解釋器對象能夠解釋的任何組合。在解釋器模式中需要定義一個代表文法的命令類的等級結構，也就是一系列的組合規則。每一個命令對象都有一個解釋方法，代表對命令對象的解釋。命令對象的等級結構中的對象的任何排列組合都是一個語言。 ?

　　16、迭代子模式：迭代子模式可以順序訪問一個聚集中的元素而不必暴露聚集的內部表象。多個對象聚在一起形成的總體稱之為聚集，聚集對象是能夠包容一組對象的容器對象。迭代子模式將迭代邏輯封裝到一個獨立的子對象中，從而與聚集本身隔開。迭代子模式
簡化了聚集的界面。每一個聚集對象都可以有一個或一個以上的迭代子對象，每一個迭代子的迭代狀態可以是彼此獨立的。迭代算法可以獨立于聚集角色變化。 ?

　　17、調停者模式：調停者模式包裝了一系列對象相互作用的方式，使得這些對象不必相互明顯作用。從而使他們可以松散偶合。當某些對象之間的作用發生改變時，不會立即影響其他的一些對象之間的作用。保證這些作用可以彼此獨立的變化。調停者模式將多對多
的相互作用轉化為一對多的相互作用。調停者模式將對象的行為和協作抽象化，把對象在小尺度的行為上與其他對象的相互作用分開處理。 ?

　　18、備忘錄模式：備忘錄對象是一個用來存儲另外一個對象內部狀態的快照的對象。備忘錄模式的用意是在不破壞封裝的條件下，將一個對象的狀態捉住，并外部化，存儲起來，從而可以在將來合適的時候把這個對象還原到存儲起來的狀態。 ?

　　19、觀察者模式：觀察者模式定義了一種一隊多的依賴關系，讓多個觀察者對象同時監聽某一個主題對象。這個主題對象在狀態上發生變化時，會通知所有觀察者對象，使他們能夠自動更新自己。 ?

　　20、狀態模式：狀態模式允許一個對象在其內部狀態改變的時候改變行為。這個對象看上去象是改變了它的類一樣。狀態模式把所研究的對象的行為包裝在不同的狀態對象里，每一個狀態對象都屬于一個抽象狀態類的一個子類。狀態模式的意圖是讓一個對象在其內
部狀態改變的時候，其行為也隨之改變。狀態模式需要對每一個系統可能取得的狀態創立一個狀態類的子類。當系統的狀態變化時，系統便改變所選的子類。 ?

　　21、策略模式：策略模式針對一組算法，將每一個算法封裝到具有共同接口的獨立的類中，從而使得它們可以相互替換。策略模式使得算法可以在不影響到客戶端的情況下發生變化。策略模式把行為和環境分開。環境類負責維持和查詢行為類，各種算法在具體的策
略類中提供。由于算法和環境獨立開來，算法的增減，修改都不會影響到環境和客戶端。 ?

　　22、模板方法模式：模板方法模式準備一個抽象類，將部分邏輯以具體方法以及具體構造子的形式實現，然后聲明一些抽象方法來迫使子類實現剩余的邏輯。不同的子類可以以不同的方式實現這些抽象方法，從而對剩余的邏輯有不同的實現。先制定一個頂級邏輯框
架，而將邏輯的細節留給具體的子類去實現。?

　　23、訪問者模式：訪問者模式的目的是封裝一些施加于某種數據結構元素之上的操作。一旦這些操作需要修改的話，接受這個操作的數據結構可以保持不變。訪問者模式適用于數據結構相對未定的系統，它把數據結構和作用于結構上的操作之間的耦合解脫開，使得
操作集合可以相對自由的演化。訪問者模式使得增加新的操作變的很容易，就是增加一個新的訪問者類。訪問者模式將有關的行為集中到一個訪問者對象中，而不是分散到一個個的節點類中。當使用訪問者模式時，要將盡可能多的對象瀏覽邏輯放在訪問者類中，而不是
放到它的子類中。訪問者模式可以跨過幾個類的等級結構訪問屬于不同的等級結構的成員類。

五 二十三種設計模式要點

1、工廠模式：客戶類和工廠類分開。任何時候需要某種產品，只需向工廠請求。
2、建造模式：將產品的內部表象和產品的生成過程分割開來。
3、工廠方法模式：核心工廠類不再負責所有產品的創建，而是將具體創建的工作交給子類去做。
4、原始模型模式：通過給出一個原型對象來指明所要創建的對象的類型，然后用復制這個原型對象的方法創建出更多同類型的對象。
5、單例模式：單例模式確保某一個類只有一個實例。
6、適配器（變壓器）模式：把一個類的接口變換成客戶端所期待的另一種接口，從而使原本因接口原因不匹配而無法一起工作的兩個類能夠一起工作。
7、橋梁模式：指在一個軟件系統的抽象化和實現化之間使用組合/聚合關系而不是繼承關系。
8、合成模式：將對象組織到樹結構中，可以用來描述整體與部分的關系。
9、裝飾模式：是繼承關系的一個替代方案；動態給一個對象增加功能，這些功能可以再動態的撤消。
10、門面模式：外部與一個子系統的通信必須通過一個統一的門面對象進行。
11、享元模式：享元模式以共享的方式高效的支持大量的細粒度對象。
12、代理模式：代理模式給某一個對象提供一個代理對象，并由代理對象控制對源對象的引用。
13、責任鏈模式：很多對象由每一個對象對其下家的引用而接起來形成一條鏈。
14、命令模式：命令模式把一個請求或者操作封裝到一個對象中。
15、解釋器模式：給定一個語言后，解釋器模式可以定義出其文法的一種表示，并同時提供一個解釋器。
16、迭代子模式：迭代子模式可以順序訪問一個聚集中的元素而不必暴露聚集的內部表象。
17、調停者模式：調停者模式包裝了一系列對象相互作用的方式，使得這些對象不必相互明顯作用。
18、備忘錄模式：備忘錄對象是一個用來存儲另外一個對象內部狀態的快照的對象。
19、觀察者模式：讓多個觀察者對象同時監聽某一個主題對象。
20、狀態模式：狀態模式允許一個對象在其內部狀態改變的時候改變行為。
21、策略模式：針對一組算法，將每一個算法封裝到具有共同接口的獨立的類中，從而使得它們可以相互替換。
22、模板方法模式：模板方法模式準備一個抽象類，將部分邏輯以具體方法以及具體構造子的形式實現，然后聲明一些抽象方法來迫使子類實現剩余的邏輯。
23、訪問者模式：訪問者模式的目的是封裝一些施加于某種數據結構元素之上的操作；一旦這些操作需要修改的話，接受這個操作的數據結構可以保持不變。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Java设计模式理论知识要点总结的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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