常用的设计模式汇总
超详细，常用的设计模式汇总！
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单例模式
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观察者模式
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装饰者模式
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适配器模式
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工厂模式
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代理模式（proxy）
单例模式
简单点说，就是一个应用程序中，某个类的实例对象只有一个，你没有办法去new，因为构造器是被private修饰的，一般通过getInstance()的方法来获取它们的实例。
getInstance()的返回值是一个对象的引用，并不是一个新的实例，所以不要错误的理解成多个对象。单例模式实现起来也很容易，直接看demo吧
public class Singleton {
private static Singleton singleton;
private Singleton() {
}
public static Singleton getInstance() {
if (singleton == null) {
singleton = new Singleton();
}
return singleton;
}
}
上面的是最基本的写法，也叫懒汉写法（线程不安全）下面我再公布几种单例模式的写法：
懒汉式写法（线程安全）
public class Singleton {
private static Singleton instance;
private Singleton (){}
public static synchronized Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
}
饿汉式写法
public class Singleton {
private static Singleton instance = new Singleton();
private Singleton (){}
public static Singleton getInstance() {
return instance;
}
}
静态内部类
public class Singleton {
private static class SingletonHolder {
private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
}
private Singleton (){}
public static final Singleton getInstance() {
return SingletonHolder.INSTANCE;
}
}
枚举
public enum Singleton {
INSTANCE;
public void whateverMethod() {
}
}
这种方式是Effective Java作者Josh Bloch 提倡的方式，它不仅能避免多线程同步问题，而且还能防止反序列化重新创建新的对象，可谓是很坚强的壁垒啊，不过，个人认为由于1.5中才加入enum特性，用这种方式写不免让人感觉生疏。
双重校验锁
public class Singleton {
private volatile static Singleton singleton;
private Singleton (){}
public static Singleton getSingleton() {
if (singleton == null) {
synchronized (Singleton.class) {
if (singleton == null) {
singleton = new Singleton();
}
}
}
return singleton;
}
}
总结：我个人比较喜欢静态内部类写法和饿汉式写法，其实这两种写法能够应付绝大多数情况了。其他写法也可以选择，主要还是看业务需求吧。
观察者模式
对象间一对多的依赖关系，当一个对象的状态发生改变时，所有依赖于它的对象都得到通知并被自动更新。
观察者模式UML图
看不懂图的人端着小板凳到这里来，给你举个栗子：假设有三个人，小美（女，22），小王和小李。小美很漂亮，小王和小李是两个程序猿，时刻关注着小美的一举一动。有一天，小美说了一句：“谁来陪我打游戏啊。”这句话被小王和小李听到了，结果乐坏了，蹭蹭蹭，没一会儿，小王就冲到小美家门口了，在这里，小美是被观察者，小王和小李是观察者，被观察者发出一条信息，然后观察者们进行相应的处理，看代码：
public interface Person {
//小王和小李通过这个接口可以接收到小美发过来的消息
void getMessage(String s);
}
这个接口相当于小王和小李的电话号码，小美发送通知的时候就会拨打getMessage这个电话，拨打电话就是调用接口，看不懂没关系，先往下看
public class LaoWang implements Person {
private String name = "小王";
public LaoWang() {
}
@Override
public void getMessage(String s) {
System.out.println(name + "接到了小美打过来的电话，电话内容是：" + s);
}
}
public class LaoLi implements Person {
private String name = "小李";
public LaoLi() {
}
@Override
public void getMessage(String s) {
System.out.println(name + "接到了小美打过来的电话，电话内容是：->" + s);
}
}
代码很简单，我们再看看小美的代码：
public class XiaoMei {
List list = new ArrayList();
public XiaoMei(){
}
public void addPerson(Person person){
list.add(person);
}
//遍历list，把自己的通知发送给所有暗恋自己的人
public void notifyPerson() {
for(Person person:list){
person.getMessage("你们过来吧，谁先过来谁就能陪我一起玩儿游戏!");
}
}
}
我们写一个测试类来看一下结果对不对
public class Test {
public static void main(String[] args) {
XiaoMei xiao_mei = new XiaoMei();
LaoWang lao_wang = new LaoWang();
LaoLi lao_li = new LaoLi();
//小王和小李在小美那里都注册了一下
xiao_mei.addPerson(lao_wang);
xiao_mei.addPerson(lao_li);
//小美向小王和小李发送通知
xiao_mei.notifyPerson();
}
}
完美～
装饰者模式
对已有的业务逻辑进一步的封装，使其增加额外的功能，如Java中的IO流就使用了装饰者模式，用户在使用的时候，可以任意组装，达到自己想要的效果。举个栗子，我想吃三明治，首先我需要一根大大的香肠，我喜欢吃奶油，在香肠上面加一点奶油，再放一点蔬菜，最后再用两片面包夹一下，很丰盛的一顿午饭，营养又健康。（ps：不知道上海哪里有卖好吃的三明治的，求推荐～）那我们应该怎么来写代码呢？首先，我们需要写一个Food类，让其他所有食物都来继承这个类，看代码：
public class Food {
private String food_name;
public Food() {
}
public Food(String food_name) {
this.food_name = food_name;
}
public String make() {
return food_name;
};
}
代码很简单，我就不解释了，然后我们写几个子类继承它：
//面包类
public class Bread extends Food {
private Food basic_food;
public Bread(Food basic_food) {
this.basic_food = basic_food;
}
public String make() {
return basic_food.make()+"+面包";
}
}
//奶油类
public class Cream extends Food {
private Food basic_food;
public Cream(Food basic_food) {
this.basic_food = basic_food;
}
public String make() {
return basic_food.make()+"+奶油";
}
}
//蔬菜类
public class Vegetable extends Food {
private Food basic_food;
public Vegetable(Food basic_food) {
this.basic_food = basic_food;
}
public String make() {
return basic_food.make()+"+蔬菜";
}
}
这几个类都是差不多的，构造方法传入一个Food类型的参数，然后在make方法中加入一些自己的逻辑，如果你还是看不懂为什么这么写，不急，你看看我的Test类是怎么写的，一看你就明白了
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Food food = new Bread(new Vegetable(new Cream(new Food("香肠"))));
System.out.println(food.make());
}
}
看到没有，一层一层封装，我们从里往外看：最里面我new了一个香肠，在香肠的外面我包裹了一层奶油，在奶油的外面我又加了一层蔬菜，最外面我放的是面包，是不是很形象，哈哈~ 这个设计模式简直跟现实生活中一摸一样，看懂了吗？我们看看运行结果吧
运行结果
一个三明治就做好了～
适配器模式
将两种完全不同的事物联系到一起，就像现实生活中的变压器。假设一个手机充电器需要的电压是20V，但是正常的电压是220V，这时候就需要一个变压器，将220V的电压转换成20V的电压，这样，变压器就将20V的电压和手机联系起来了。
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Phone phone = new Phone();
VoltageAdapter adapter = new VoltageAdapter();
phone.setAdapter(adapter);
phone.charge();
}
}
// 手机类
class Phone {
public static final int V = 220;// 正常电压220v，是一个常量
private VoltageAdapter adapter;
// 充电
public void charge() {
adapter.changeVoltage();
}
public void setAdapter(VoltageAdapter adapter) {
this.adapter = adapter;
}
}
// 变压器
class VoltageAdapter {
// 改变电压的功能
public void changeVoltage() {
System.out.println("正在充电...");
System.out.println("原始电压：" + Phone.V + "V");
System.out.println("经过变压器转换之后的电压:" + (Phone.V - 200) + "V");
}
}
工厂模式
简单工厂模式：一个抽象的接口，多个抽象接口的实现类，一个工厂类，用来实例化抽象的接口
// 抽象产品类
abstract class Car {
public void run();
public void stop();
}
// 具体实现类
class Benz implements Car {
public void run() {
System.out.println("Benz开始启动了。。。。。");
}
public void stop() {
System.out.println("Benz停车了。。。。。");
}
}
class Ford implements Car {
public void run() {
System.out.println("Ford开始启动了。。。");
}
public void stop() {
System.out.println("Ford停车了。。。。");
}
}
// 工厂类
class Factory {
public static Car getCarInstance(String type) {
Car c = null;
if ("Benz".equals(type)) {
c = new Benz();
}
if ("Ford".equals(type)) {
c = new Ford();
}
return c;
}
}
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Car c = Factory.getCarInstance("Benz");
if (c != null) {
c.run();
c.stop();
} else {
System.out.println("造不了这种汽车。。。");
}
}
}
工厂方法模式：有四个角色，抽象工厂模式，具体工厂模式，抽象产品模式，具体产品模式。不再是由一个工厂类去实例化具体的产品，而是由抽象工厂的子类去实例化产品
// 抽象产品角色
public interface Moveable {
void run();
}
// 具体产品角色
public class Plane implements Moveable {
@Override
public void run() {
System.out.println("plane....");
}
}
public class Broom implements Moveable {
@Override
public void run() {
System.out.println("broom.....");
}
}
// 抽象工厂
public abstract class VehicleFactory {
abstract Moveable create();
}
// 具体工厂
public class PlaneFactory extends VehicleFactory {
public Moveable create() {
return new Plane();
}
}
public class BroomFactory extends VehicleFactory {
public Moveable create() {
return new Broom();
}
}
// 测试类
public class Test {
public static void main(String[] args) {
VehicleFactory factory = new BroomFactory();
Moveable m = factory.create();
m.run();
}
}
抽象工厂模式：与工厂方法模式不同的是，工厂方法模式中的工厂只生产单一的产品，而抽象工厂模式中的工厂生产多个产品
//抽象工厂类
public abstract class AbstractFactory {
public abstract Vehicle createVehicle();
public abstract Weapon createWeapon();
public abstract Food createFood();
}
//具体工厂类，其中Food,Vehicle，Weapon是抽象类，
public class DefaultFactory extends AbstractFactory{
@Override
public Food createFood() {
return new Apple();
}
@Override
public Vehicle createVehicle() {
return new Car();
}
@Override
public Weapon createWeapon() {
return new AK47();
}
}
//测试类
public class Test {
public static void main(String[] args) {
AbstractFactory f = new DefaultFactory();
Vehicle v = f.createVehicle();
v.run();
Weapon w = f.createWeapon();
w.shoot();
Food a = f.createFood();
a.printName();
}
}
代理模式（proxy）
有两种，静态代理和动态代理。先说静态代理，很多理论性的东西我不讲，我就算讲了，你们也看不懂。什么真实角色，抽象角色，代理角色，委托角色。。。乱七八糟的，我是看不懂。之前学代理模式的时候，去网上翻一下，资料一大堆，打开链接一看，基本上都是给你分析有什么什么角色，理论一大堆，看起来很费劲，不信的话你们可以去看看，我是看不懂他们在说什么。咱不来虚的，直接用生活中的例子说话。（注意：我这里并不是否定理论知识，我只是觉得有时候理论知识晦涩难懂，喜欢挑刺的人一边去，你是来学习知识的，不是来挑刺的）
到了一定的年龄，我们就要结婚，结婚是一件很麻烦的事情，（包括那些被父母催婚的）。有钱的家庭可能会找司仪来主持婚礼，显得热闹，洋气～好了，现在婚庆公司的生意来了，我们只需要给钱，婚庆公司就会帮我们安排一整套结婚的流程。整个流程大概是这样的：家里人催婚->男女双方家庭商定结婚的黄道即日->找一家靠谱的婚庆公司->在约定的时间举行结婚仪式->结婚完毕
婚庆公司打算怎么安排婚礼的节目，在婚礼完毕以后婚庆公司会做什么，我们一概不知。。。别担心，不是黑中介，我们只要把钱给人家，人家会把事情给我们做好。所以，这里的婚庆公司相当于代理角色，现在明白什么是代理角色了吧。
代码实现请看：
//代理接口
public interface ProxyInterface {
//需要代理的是结婚这件事，如果还有其他事情需要代理，比如吃饭睡觉上厕所，也可以写
void marry();
//代理吃饭(自己的饭，让别人吃去吧)
//void eat();
//代理拉屎，自己的屎，让别人拉去吧
//void shit();
}
文明社会，代理吃饭，代理拉屎什么的我就不写了，有伤社会风化～～～能明白就好
好了，我们看看婚庆公司的代码:
public class WeddingCompany implements ProxyInterface {
private ProxyInterface proxyInterface;
public WeddingCompany(ProxyInterface proxyInterface) {
this.proxyInterface = proxyInterface;
}
@Override
public void marry() {
System.out.println("我们是婚庆公司的");
System.out.println("我们在做结婚前的准备工作");
System.out.println("节目彩排...");
System.out.println("礼物购买...");
System.out.println("工作人员分工...");
System.out.println("可以开始结婚了");
proxyInterface.marry();
System.out.println("结婚完毕，我们需要做后续处理，你们可以回家了，其余的事情我们公司来做");
}
}
看到没有，婚庆公司需要做的事情很多，我们再看看结婚家庭的代码:
public class NormalHome implements ProxyInterface{
@Override
public void marry() {
System.out.println("我们结婚啦～");
}
}
这个已经很明显了，结婚家庭只需要结婚，而婚庆公司要包揽一切，前前后后的事情都是婚庆公司来做，听说现在婚庆公司很赚钱的，这就是原因，干的活多，能不赚钱吗？
来看看测试类代码：
public class Test {
public static void main(String[] args) {
ProxyInterface proxyInterface = new WeddingCompany(new NormalHome());
proxyInterface.marry();
}
}
运行结果如下：