Java 设计模式全览
🧠 什么是设计模式？
设计模式（Design Pattern）是经验的沉淀，是前人解决软件工程中某类问题的一套可复用方案。它并不是某种语法技巧，而是一种可迁移的设计思想，指导你写出更加结构化、灵活、可维护的代码。
它就像你开发过程中的“建筑蓝图”：
当你面对“对象如何创建？”、“对象之间如何协作？”、“如何封装变化？”等问题时，设计模式能提供清晰的指引。
🚦 为什么你应该学习设计模式？
✨ 1. 高质量代码的通行证
掌握设计模式，不仅能让你写出结构更优雅的代码，还能让团队成员更容易理解和扩展你的程序。
🧱 2. 构建可维护的系统架构
在项目扩展和迭代中，良好的模式能帮助你快速适配新需求，避免“推倒重来”。
🤝 3. 提升团队协作效率
设计模式是通用的语言，尤其在大型系统或多人协作中，可以快速传递“意图”。
🎨 Java 常用设计模式分类（23 种）
设计模式通常分为以下三大类：
Ⅰ. 创建型模式（Creational Patterns）
目的：控制对象的创建，隐藏创建逻辑，使代码与具体类解耦。
| 模式名 | 应用场景 | 优势 |
|---|---|---|
| 单例（Singleton） | 全局唯一资源，如配置中心、线程池 | 控制实例数量 |
| 工厂方法（Factory Method） | 子类决定实例化哪一个类 | 延迟创建、符合开放封闭原则 |
| 抽象工厂（Abstract Factory） | 创建一组相关对象（UI 组件、主题等） | 保持产品族一致性 |
| 建造者（Builder） | 构建复杂对象，如 JSON、SQL 构建器 | 分步骤构建、清晰可读 |
| 原型（Prototype） | 复制已有实例，如缓存池、克隆图形元素 | 避免重复初始化 |
Ⅱ. 结构型模式（Structural Patterns）
目的：关注类与对象的组合结构，提高系统的灵活性和可扩展性。
| 模式名 | 应用场景 | 优势 |
|---|---|---|
| 适配器（Adapter） | 接入第三方接口、API 不兼容 | 接口转换 |
| 装饰器（Decorator） | 增加行为功能，如日志、权限、压缩 | 动态增强、替代继承 |
| 代理（Proxy） | 远程调用、缓存控制、权限拦截 | 控制访问、延迟加载 |
| 桥接（Bridge） | 抽象和实现分离，如平台独立 UI | 多维扩展 |
| 组合（Composite） | 树形结构，如文件系统、菜单 | 统一单体与集合处理 |
| 外观（Facade） | 提供简化入口，如 SDK 初始化 | 降低系统耦合 |
| 享元（Flyweight） | 大量重复对象，如图标、字符池 | 节省内存，重用共享对象 |
Ⅲ. 行为型模式（Behavioral Patterns）
目的：定义对象之间的通信方式、职责分配，使系统更加灵活。
| 模式名 | 应用场景 | 优势 |
|---|---|---|
| 策略（Strategy） | 算法切换，如支付方式、排序策略 | 消除条件判断 |
| 模板方法（Template Method） | 统一流程，不同步骤自定义 | 提高复用性 |
| 观察者（Observer） | 发布订阅、事件通知（如 GUI、消息系统） | 低耦合通知 |
| 命令（Command） | 封装请求，如按钮事件、事务日志 | 解耦请求发起与执行 |
| 状态（State） | 状态驱动系统（订单状态、流程） | 行为变化显式化 |
| 责任链（Chain of Responsibility） | 请求层层传递，如日志链、请求处理器 | 灵活处理流程 |
| 中介者（Mediator） | 多对象通信，如聊天室、表单联动 | 降低耦合中心化 |
| 迭代器（Iterator） | 遍历集合对象，如 List、Map | 避免暴露内部结构 |
| 访问者（Visitor） | 不修改结构的前提下添加操作 | 多维扩展操作 |
| 备忘录（Memento） | 撤销恢复操作（如编辑器） | 保持封装性 |
| 解释器（Interpreter） | 定义文法、表达式求值 | 构建 DSL |
🧭 Java 设计模式常用原则（SOLID）
在学习设计模式之前，理解下面五大设计原则有助于你更好地“看懂”模式背后的动机：
| 原则 | 含义 |
|---|---|
| S - 单一职责（SRP） | 一个类只负责一件事 |
| O - 开闭原则（OCP） | 对扩展开放，对修改关闭 |
| L - 里氏替换（LSP） | 子类必须能够替换父类 |
| I - 接口隔离（ISP） | 接口应小而专一 |
| D - 依赖倒置（DIP） | 依赖抽象而非具体实现 |
设计模式就是这些原则的具体实现或组合应用。
🧰 设计模式 ≠ 框架，关键是“何时用、为何用”
不要为了用而用。只有在：
- 系统复杂度升高、变化频繁时；
- 你想提高代码复用、避免重复造轮子；
- 你想提升系统的可测试性、可维护性；
才真正需要用到设计模式。
设计模式是一把“双刃剑”，用得对，是强大工具；用得不当，是过度设计。
📚 参考资料
- 《Head First 设计模式》
- 《设计模式：可复用面向对象软件的基础》GoF
- 《Effective Java》 — Joshua Bloch
- Refactoring Guru - https://refactoring.guru/design-patterns
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