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设计模式（Design pattern）是一套被反复使用、多数人知晓的、经过分类编目的、代码设计经验的总结。使用设计模式是为了可重用代码、让代码更容易被他人理解、保证代码可靠性。 毫无疑问，设计模式于己于他人于系统都是多赢的，设计模式使代码编制真正工程化，设计模式是软件工程的基石，如同大厦的一块块砖石一样。项目中合理的运用设计模式可以完美的解决很多问题，每种模式在现在中都有相应的原理来与之对应，每一个模式描述了一个在我们周围不断重复发生的问题，以及该问题的核心解决方案，这也是它能被广泛应用的原因。

一、设计模式的分类

总体来说设计模式分为三大类：创建型模式，共五种：**工厂**方法模式、**抽象工厂**模式、**单例**模式、**建造者**模式、**原型**模式。结构型模式，共七种：适配器模式、装饰器模式、代理模式、外观模式、桥接模式、组合模式、享元模式。行为型模式，共十一种：策略模式、模板方法模式、观察者模式、迭代子模式、责任链模式、命令模式、备忘录模式、状态模式、访问者模式、中介者模式、解释器模式。

二、设计模式的六大原则

1、**开闭原则**（Open Close Principle）开闭原则就是说对扩展开放，对修改关闭。在程序需要进行拓展的时候，不能去修改原有的代码，实现一个热插拔的效果。所以一句话概括就是：为了使程序的扩展性好，易于维护和升级。想要达到这样的效果，我们需要使用接口和抽象类，后面的具体设计中我们会提到这点。2、**里氏代换原则**（Liskov Substitution Principle）里氏代换原则(Liskov Substitution Principle LSP)面向对象设计的基本原则之一。 里氏代换原则中说，任何基类可以出现的地方，子类一定可以出现。 LSP是继承复用的基石，只有当衍生类可以替换掉基类，软件单位的功能不受到影响时，基类才能真正被复用，而衍生类也能够在基类的基础上增加新的行为。里氏代换原则是对“开-闭”原则的补充。实现“开-闭”原则的关键步骤就是抽象化。而基类与子类的继承关系就是抽象化的具体实现，所以里氏代换原则是对实现抽象化的具体步骤的规范。3、**依赖倒转原则**（Dependence Inversion Principle）这个是开闭原则的基础，具体内容：真对接口编程，依赖于抽象而不依赖于具体。4、**接口隔离原则**（Interface Segregation Principle）这个原则的意思是：使用多个隔离的接口，比使用单个接口要好。还是一个降低类之间的耦合度的意思，从这儿我们看出，其实设计模式就是一个软件的设计思想，从大型软件架构出发，为了升级和维护方便。所以上文中多次出现：降低依赖，降低耦合。5、**迪米特法则**（最少知道原则）（Demeter Principle）为什么叫最少知道原则，就是说：一个实体应当尽量少的与其他实体之间发生相互作用，使得系统功能模块相对独立。6、**合成复用原则**（Composite Reuse Principle）原则是尽量使用合成/聚合的方式，而不是使用继承。

创建型模式

1.工厂方法模式（Factory Method）

1.1 普通工厂模式

举例

一个sender接口和两个实现该接口的类

public interface Sender {    public void send();}

public class MailSender implements Sender {
       @Override    public void send() {        System.out.println("this is MailSender");    }}

public class SmsSender implements Sender {
       @Override    public void send() {        System.out.println("this is SmsSender");    }}

创建工厂类 定义一个根据不同类型返回不同实现类的方法

public class SendFactory {    public Sender produce(String type){        if("mail".equals(type)){            return new MailSender();        }else if("sms".equals(type)){            return new SmsSender();        }else{            System.out.println("请输入正确的类型!");            return null;        }    }}

测试类

public class FactoryTest {    public static void main(String[] args) {        SendFactory sendFactory = new SendFactory();        Sender sender = sendFactory.produce("mail");        sender.send();    }}

在普通工厂方法模式中，如果传递的字符串出错，则不能正确创建对象

1.2 多个工厂方法模式            -----提供多个工厂方法，分别创建对象

举例：

接口和实现类同上创建的工厂类中定义了两个不同的方法 分别返回不同的实现类

public class SendFactory {    public Sender produceSms() {        return new SmsSender();    }    public Sender produceMail() {        return new MailSender();    }}

测试类

public class FactoryTest {    public static void main(String[] args) {        SendFactory sendFactory = new SendFactory();        Sender sender = sendFactory.produceSms();        sender.send();    }}

1.3 **静态工厂模式**            ----- 无需创建工厂实例在上一个模式的基础上 将工厂类内部的方法定义为静态static

public class SendFactory {    public static Sender produceSms() {        return new SmsSender();    }    public static Sender produceMail() {        return new MailSender();    }}

测试类

public class FactoryTest {    public static void main(String[] args) {       Sender sender = SendFactory.produceMail();       sender.send();;    }}

2.抽象工厂模式 Abstract Factory

------ 创建多个工厂类，这样一旦需要增加新的功能，直接增加新的工厂类就可以了，不需要修改之前的代码

举例

定义一个Sender接口和两个实现类MailSender & SmsSender

public interface Sender {    public void send();}

public class MailSender implements Sender {
       @Override    public void send() {        System.out.println("this is MailSender");    }}

public class SmsSender implements Sender {
       @Override    public void send() {        System.out.println("this is SmsSender");    }}

再定义一个Provider接口和实现它的两个工厂类MailFactory & SmsFactory

public interface Provider {    public Sender produce();}

public class MailFactory implements Provider {
       @Override    public Sender produce() {        return new MailSender();    }}

public class SmsFactory implements Provider {
       @Override    public Sender produce() {        return new SmsSender();    }}

测试类

public class FactoryTest {    public static void main(String[] args) {       Provider provider = new MailFactory();       Sender sender = provider.produce();       sender.send();    }}

如果你现在想增加一个功能：发及时信息，则只需做一个实现类，实现Sender接口，同时做一个工厂类，实现Provider接口，就OK了，无需去改动现成的代码。这样做，拓展性较好！

3.单例模式 Singleton

------单例对象能保证在一个JVM中，该对象只有一个实例存在

好处：

1、某些类创建比较频繁，对于一些大型的对象，这是一笔很大的系统开销。 2、省去了new操作符，降低了系统内存的使用频率，减轻GC压力。 3、有些类如交易所的核心交易引擎，控制着交易流程，如果该类可以创建多个的话，系统完全乱了。（比如一个军队出现了多个司令员同时指挥，肯定会乱成一团），所以只有使用单例模式，才能保证核心交易服务器独立控制整个流程。

举例

public class Singleton {    /*持有私有静态实例 防止被引用    * 此处赋值null==> 实现延迟加载*///    private static Singleton instance = null;    /*私有构造方法 防止被实例化*/    private Singleton() {    }    private static class SingletonFactory{        private static Singleton instance = new Singleton();    }    /*静态工程方法  创建实例*/    public static Singleton getInstance() {       /* if (instance == null) {            synchronized (instance){                instance = new Singleton();            }        }*/        return SingletonFactory.instance;    }    /*如果该对象被用于序列化 可以保证序列化前后一致*/    public Object readResolve() {        return SingletonFactory.instance;    }}

4. 建造者模式 Builder

工厂类是提供创建单个类的模式 而建造者模式则是将各种产品集中起来进行管理 用来创建符合对象 举例 接口Sender和实现类SmsSender MailSender与前面相同

创建Builder类

public class Builder {    List
   
     senderList = new ArrayList<>();    public void produceSms(int count) {        for (int i = 0; i < count; i++) {            senderList.add(new SmsSender());        }    }    public void produceMail(int count) {        for (int i = 0; i < count; i++) {            senderList.add(new MailSender());        }    }    public List
    
      getSenderList() {        return senderList;    }}
    
   

5.原型模式 Prototype

------将一个对象作为原型 对其进行复制 克隆 产生一个和原对象类似的新对象

举例：

public class Prototype implements Cloneable,Serializable {
       private String string;    private SerializableObject obj;    /*浅复制*/    /*将一个对象复制后，基本数据类型的变量都会重新创建，而引用类型，指向的还是原对象所指向的。*/    public Object clone() throws CloneNotSupportedException {        Prototype prototype = (Prototype) super.clone();        return prototype;    }    /*深复制*/    /*将一个对象复制后，不论是基本数据类型还有引用类型，都是重新创建的*/    public Object deepClone() throws IOException, ClassNotFoundException {        /*写入当前对象的二进制流*/        ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos);        oos.writeObject(this);        /*独处二进制流产生的新对象*/        ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bis);        return ois.readObject();    }    public String getString() {        return string;    }    public void setString(String string) {        this.string = string;    }    public SerializableObject getObj() {        return obj;    }    public void setObj(SerializableObject obj) {        this.obj = obj;    }}class SerializableObject implements Serializable{}

测试类

public class PrototypeTest {    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException, IOException, ClassNotFoundException {        Prototype prototype = new Prototype();        prototype.setString("heqianqian");        prototype.setObj(new SerializableObject());        /*浅复制*/        Prototype p2 = (Prototype) prototype.clone();        System.out.println(p2.getString());        System.out.println(p2.getString()==prototype.getString());        System.out.println(p2.getObj()==prototype.getObj());        /*深复制*/        Prototype p3 = (Prototype) prototype.deepClone();        System.out.println(p3.getString());        System.out.println(p3.getString()==prototype.getString());        System.out.println(p3.getObj()==prototype.getObj());    }}