设计模式的六大原则（SOLID）

总原则——开闭原则（Open Closed Principle）

一个软件实体，如类、模块和函数应该对扩展开放，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，而是要扩展原有代码，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等。

1、单一职责原则（Single Responsibility Principle）

一个类应该只有一个发生变化的原因。

不要存在多于一个导致类变更的原因，也就是说每个类应该实现单一的职责，否则就应该把类拆分。

2、里氏替换原则（Liskov Substitution Principle）

所有引用基类的地方必须能透明地使用其子类的对象。

任何基类可以出现的地方，子类一定可以出现。里氏替换原则是继承复用的基石，只有当衍生类可以替换基类，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，所以里氏替换原则是对实现抽象化的具体步骤的规范。里氏替换原则中，子类对父类的方法尽量不要重写和重载。因为父类代表了定义好的结构，通过这个规范的接口与外界交互，子类不应该随便破坏它。

3、依赖倒置原则（Dependence Inversion Principle）

1、上层模块不应该依赖底层模块，它们都应该依赖于抽象。
2、抽象不应该依赖于细节，细节应该依赖于抽象。

面向接口编程，依赖于抽象而不依赖于具体。写代码时用到具体类时，不与具体类交互，而与具体类的上层接口交互。

4、接口隔离原则（Interface Segregation Principle）

1、客户端不应该依赖它不需要的接口。
2、类间的依赖关系应该建立在最小的接口上。

每个接口中不存在子类用不到却必须实现的方法，如果不然，就要将接口拆分。使用多个隔离的接口，比使用单个接口（多个接口方法集合到一个的接口）要好。

5、迪米特法则（最少知道原则）(Law of Demeter)

只与你的直接朋友交谈，不跟“陌生人”说话。

一个类对自己依赖的类知道的越少越好。无论被依赖的类多么复杂，都应该将逻辑封装在方法的内部，通过public方法提供给外部。这样当被依赖的类变化时，才能最小的影响该类。

最少知道原则的另一个表达方式是：只与直接的朋友通信。类之间只要有耦合关系，就叫朋友关系。耦合分为依赖、关联、聚合、组合等。我们称出现为成员变量、方法参数、方法返回值中的类为直接朋友。局部变量、临时变量则不是直接的朋友。我们要求陌生的类不要作为局部变量出现在类中。

6、合成复用原则（Composite Reuse Principle）

尽量使用对象组合/聚合，而不是继承关系达到软件复用的目的。

合成或聚合可以将已有对象纳入到新对象中，使之成为新对象的一部分，因此新对象可以调用已有对象的功能。

记忆口诀：SOLID CD（稳固的CD）。

三、设计模式的三大类

创建型模式（Creational Pattern）：对类的实例化过程进行了抽象，能够将软件模块中对象的创建和对象的使用分离。

（5种）工厂模式、抽象工厂模式、单例模式、建造者模式、原型模式

记忆口诀：创工原单建抽（创公园，但见愁）

结构型模式（Structural Pattern）：关注于对象的组成以及对象之间的依赖关系，描述如何将类或者对象结合在一起形成更大的结构，就像搭积木，可以通过简单积木的组合形成复杂的、功能更为强大的结构。

（7种）适配器模式、装饰者模式、代理模式、外观模式、桥接模式、组合模式、享元模式

记忆口诀：结享外组适代装桥（姐想外租，世代装桥）

行为型模式（Behavioral Pattern）：关注于对象的行为问题，是对在不同的对象之间划分责任和算法的抽象化；不仅仅关注类和对象的结构，而且重点关注它们之间的相互作用。

（11种）策略模式、模板方法模式、观察者模式、迭代器模式、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

记忆口诀：行状责中模访解备观策命迭（形状折中模仿，戒备观测鸣笛）

23种设计模式

---------------------创建型模式---------------------

工厂模式

工厂模式（Factory Pattern）是 Java 中最常用的设计模式之一。这种类型的设计模式属于创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。

在工厂模式中，我们在创建对象时不会对客户端暴露创建逻辑，并且是通过使用一个共同的接口来指向新创建的对象。

介绍

意图：定义一个创建对象的接口，让其子类自己决定实例化哪一个工厂类，工厂模式使其创建过程延迟到子类进行。

主要解决：主要解决接口选择的问题。

何时使用：我们明确地计划不同条件下创建不同实例时。

如何解决：让其子类实现工厂接口，返回的也是一个抽象的产品。

关键代码：创建过程在其子类执行。

应用实例： 1、您需要一辆汽车，可以直接从工厂里面提货，而不用去管这辆汽车是怎么做出来的，以及这个汽车里面的具体实现。 2、Hibernate 换数据库只需换方言和驱动就可以。

优点： 1、一个调用者想创建一个对象，只要知道其名称就可以了。 2、扩展性高，如果想增加一个产品，只要扩展一个工厂类就可以。 3、屏蔽产品的具体实现，调用者只关心产品的接口。

缺点：每次增加一个产品时，都需要增加一个具体类和对象实现工厂，使得系统中类的个数成倍增加，在一定程度上增加了系统的复杂度，同时也增加了系统具体类的依赖。这并不是什么好事。

使用场景： 1、日志记录器：记录可能记录到本地硬盘、系统事件、远程服务器等，用户可以选择记录日志到什么地方。 2、数据库访问，当用户不知道最后系统采用哪一类数据库，以及数据库可能有变化时。 3、设计一个连接服务器的框架，需要三个协议，“POP3”、“IMAP”、“HTTP”，可以把这三个作为产品类，共同实现一个接口。

注意事项：作为一种创建类模式，在任何需要生成复杂对象的地方，都可以使用工厂方法模式。有一点需要注意的地方就是复杂对象适合使用工厂模式，而简单对象，特别是只需要通过 new 就可以完成创建的对象，无需使用工厂模式。如果使用工厂模式，就需要引入一个工厂类，会增加系统的复杂度。

代码：

public class SimplePizzaFactory {public Pizza CreatePizza(String ordertype) {Pizza pizza = null;if (ordertype.equals("cheese")) {pizza = new CheesePizza();} else if (ordertype.equals("greek")) {pizza = new GreekPizza();} else if (ordertype.equals("pepper")) {pizza = new PepperPizza();}return pizza;}
}

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抽象工厂模式

抽象工厂模式（Abstract Factory Pattern）是围绕一个超级工厂创建其他工厂。该超级工厂又称为其他工厂的工厂。这种类型的设计模式属于创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。

在抽象工厂模式中，接口是负责创建一个相关对象的工厂，不需要显式指定它们的类。每个生成的工厂都能按照工厂模式提供对象。

介绍

意图：提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口，而无需指定它们具体的类。

主要解决：主要解决接口选择的问题。

何时使用：系统的产品有多于一个的产品族，而系统只消费其中某一族的产品。

如何解决：在一个产品族里面，定义多个产品。

关键代码：在一个工厂里聚合多个同类产品。

应用实例：工作了，为了参加一些聚会，肯定有两套或多套衣服吧，比如说有商务装（成套，一系列具体产品）、时尚装（成套，一系列具体产品），甚至对于一个家庭来说，可能有商务女装、商务男装、时尚女装、时尚男装，这些也都是成套的，即一系列具体产品。假设一种情况（现实中是不存在的，要不然，没法进入共产主义了，但有利于说明抽象工厂模式），在您的家中，某一个衣柜（具体工厂）只能存放某一种这样的衣服（成套，一系列具体产品），每次拿这种成套的衣服时也自然要从这个衣柜中取出了。用 OO 的思想去理解，所有的衣柜（具体工厂）都是衣柜类的（抽象工厂）某一个，而每一件成套的衣服又包括具体的上衣（某一具体产品），裤子（某一具体产品），这些具体的上衣其实也都是上衣（抽象产品），具体的裤子也都是裤子（另一个抽象产品）。

优点：当一个产品族中的多个对象被设计成一起工作时，它能保证客户端始终只使用同一个产品族中的对象。

缺点：产品族扩展非常困难，要增加一个系列的某一产品，既要在抽象的 Creator 里加代码，又要在具体的里面加代码。

使用场景： 1、QQ 换皮肤，一整套一起换。 2、生成不同操作系统的程序。

注意事项：产品族难扩展，产品等级易扩展。

代码实例：

工厂的接口：

public interface AbsFactory {Pizza CreatePizza(String ordertype) ;
}

工厂的实现：

public class LDFactory implements AbsFactory {@Overridepublic Pizza CreatePizza(String ordertype) {Pizza pizza = null;if ("cheese".equals(ordertype)) {pizza = new LDCheesePizza();} else if ("pepper".equals(ordertype)) {pizza = new LDPepperPizza();}return pizza;}
}

PizzaStroe的代码如下：

public class PizzaStroe {public static void main(String[] args) {OrderPizza mOrderPizza;mOrderPizza = new OrderPizza("London");}
}

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单例模式

单例模式（Singleton Pattern）是 Java 中最简单的设计模式之一。这种类型的设计模式属于创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。

这种模式涉及到一个单一的类，该类负责创建自己的对象，同时确保只有单个对象被创建。这个类提供了一种访问其唯一的对象的方式，可以直接访问，不需要实例化该类的对象。

注意：
1、单例类只能有一个实例。
2、单例类必须自己创建自己的唯一实例。
3、单例类必须给所有其他对象提供这一实例。

介绍

意图：保证一个类仅有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点。

主要解决：一个全局使用的类频繁地创建与销毁。

何时使用：当您想控制实例数目，节省系统资源的时候。

如何解决：判断系统是否已经有这个单例，如果有则返回，如果没有则创建。

关键代码：构造函数是私有的。

应用实例： 1、一个党只能有一个主席。 2、Windows 是多进程多线程的，在操作一个文件的时候，就不可避免地出现多个进程或线程同时操作一个文件的现象，所以所有文件的处理必须通过唯一的实例来进行。 3、一些设备管理器常常设计为单例模式，比如一个电脑有两台打印机，在输出的时候就要处理不能两台打印机打印同一个文件。

优点： 1、在内存里只有一个实例，减少了内存的开销，尤其是频繁的创建和销毁实例（比如管理学院首页页面缓存）。 2、避免对资源的多重占用（比如写文件操作）。

缺点：没有接口，不能继承，与单一职责原则冲突，一个类应该只关心内部逻辑，而不关心外面怎么样来实例化。

使用场景： 1、要求生产唯一序列号。 2、WEB 中的计数器，不用每次刷新都在数据库里加一次，用单例先缓存起来。 3、创建的一个对象需要消耗的资源过多，比如 I/O 与数据库的连接等。

注意事项：getInstance() 方法中需要使用同步锁 synchronized (Singleton.class) 防止多线程同时进入造成 instance 被多次实例化。

预加载

顾名思义，就是预先加载。再进一步解释就是还没有使用该单例对象，但是，该单例对象就已经被加载到内存了。

public class PreloadSingleton {  public static PreloadSingleton instance = new PreloadSingleton();//其他的类无法实例化单例类的对象private PreloadSingleton() {};public static PreloadSingleton getInstance() {return instance;}}

很明显，没有使用该单例对象，该对象就被加载到了内存，会造成内存的浪费。

2.2 懒加载

为了避免内存的浪费，我们可以采用懒加载，即用到该单例对象的时候再创建。

​

public class Singleton {private static Singleton instance=null;private Singleton(){};public static Singleton getInstance(){if(instance==null){instance=new Singleton();}return instance;}}

2.3 单例模式和线程安全

（1）预加载只有一条语句return instance,这显然可以保证线程安全。但是，我们知道预加载会造成内存的浪费。

（2）懒加载不浪费内存，但是无法保证线程的安全。首先，if判断以及其内存执行代码是非原子性的。其次，new Singleton()无法保证执行的顺序性。

不满足原子性或者顺序性，线程肯定是不安全的，这是基本的常识，不再赘述。我主要讲一下为什么new Singleton()无法保证顺序性。我们知道创建一个对象分三步:

memory=allocate();//1:初始化内存空间

ctorInstance(memory);//2:初始化对象

instance=memory();//3:设置instance指向刚分配的内存地址
jvm为了提高程序执行性能，会对没有依赖关系的代码进行重排序，上面2和3行代码可能被重新排序。我们用两个线程来说明线程是不安全的。线程A和线程B都创建对象。其中，A2和A3的重排序，将导致线程B在B1处判断出instance不为空，线程B接下来将访问instance引用的对象。此时，线程B将会访问到一个还未初始化的对象（线程不安全）。

2.4 保证懒加载的线程安全

我们首先想到的就是使用synchronized关键字。synchronized加载getInstace()函数上确实保证了线程的安全。但是，如果要经常的调用getInstance()方法，不管有没有初始化实例，都会唤醒和阻塞线程。为了避免线程的上下文切换消耗大量时间，如果对象已经实例化了，我们没有必要再使用synchronized加锁，直接返回对象。

public class Singleton {private static Singleton instance = null;private Singleton() {};public static synchronized Singleton getInstance() {if (instance == null) {instance = new Singleton();}return instance;}
}

我们把sychronized加在if(instance==null)判断语句里面，保证instance未实例化的时候才加锁

public class Singleton {private static Singleton instance = null;private Singleton() {};public static synchronized Singleton getInstance() {if (instance == null) {synchronized (Singleton.class) {if (instance == null) {instance = new Singleton();}}}return instance;}
}

我们经过2.3的讨论知道new一个对象的代码是无法保证顺序性的，因此，我们需要使用另一个关键字volatile保证对象实例化过程的顺序性。

public class Singleton {private static volatile Singleton instance = null;private Singleton() {};public static synchronized Singleton getInstance() {if (instance == null) {synchronized (instance) {if (instance == null) {instance = new Singleton();}}}return instance;}
}

到此，我们就保证了懒加载的线程安全。

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建造者模（构建者模式）

建造者模式（Builder Pattern）使用多个简单的对象一步一步构建成一个复杂的对象。这种类型的设计模式属于创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。

一个 Builder 类会一步一步构造最终的对象。该 Builder 类是独立于其他对象的。

介绍

意图：将一个复杂的构建与其表示相分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。

主要解决：主要解决在软件系统中，有时候面临着"一个复杂对象"的创建工作，其通常由各个部分的子对象用一定的算法构成；由于需求的变化，这个复杂对象的各个部分经常面临着剧烈的变化，但是将它们组合在一起的算法却相对稳定。

何时使用：一些基本部件不会变，而其组合经常变化的时候。

如何解决：将变与不变分离开。

关键代码：建造者：创建和提供实例，导演：管理建造出来的实例的依赖关系。

应用实例： （我们如果构建生成一台电脑，那么我们可能需要这么几个步骤（1）需要一个主机（2）需要一个显示器（3）需要一个键盘（4）需要一个鼠标）

虽然我们具体在构建一台主机的时候，每个对象的实际步骤是不一样的，比如，有的对象构建了i7cpu的主机，有的对象构建了i5cpu的主机，有的对象构建了普通键盘，有的对象构建了机械键盘等。但不管怎样，你总是需要经过一个步骤就是构建一台主机，一台键盘。对于这个例子，我们就可以使用生成器模式来生成一台电脑，他需要通过多个步骤来生成。

优点： 1、建造者独立，易扩展。 2、便于控制细节风险。

缺点： 1、产品必须有共同点，范围有限制。 2、如内部变化复杂，会有很多的建造类。

使用场景： 1、需要生成的对象具有复杂的内部结构。 2、需要生成的对象内部属性本身相互依赖。

注意事项：与工厂模式的区别是：建造者模式更加关注与零件装配的顺序。

ComputerBuilder类定义构造步骤：

public abstract class ComputerBuilder {protected Computer computer;public Computer getComputer() {return computer;}public void buildComputer() {computer = new Computer();System.out.println("生成了一台电脑！！！");}public abstract void buildMaster();public abstract void buildScreen();public abstract void buildKeyboard();public abstract void buildMouse();public abstract void buildAudio();
}

HPComputerBuilder定义各个组件：

public class HPComputerBuilder extends ComputerBuilder {@Overridepublic void buildMaster() {// TODO Auto-generated method stubcomputer.setMaster("i7,16g,512SSD,1060");System.out.println("(i7,16g,512SSD,1060)的惠普主机");}@Overridepublic void buildScreen() {// TODO Auto-generated method stubcomputer.setScreen("1080p");System.out.println("(1080p)的惠普显示屏");}@Overridepublic void buildKeyboard() {// TODO Auto-generated method stubcomputer.setKeyboard("cherry 青轴机械键盘");System.out.println("(cherry 青轴机械键盘)的键盘");}@Overridepublic void buildMouse() {// TODO Auto-generated method stubcomputer.setMouse("MI 鼠标");System.out.println("(MI 鼠标)的鼠标");}@Overridepublic void buildAudio() {// TODO Auto-generated method stubcomputer.setAudio("飞利浦 音响");System.out.println("(飞利浦 音响)的音响");}
}

Director类对组件进行组装并生成产品

public class Director {private ComputerBuilder computerBuilder;public void setComputerBuilder(ComputerBuilder computerBuilder) {this.computerBuilder = computerBuilder;}public Computer getComputer() {return computerBuilder.getComputer();}public void constructComputer() {computerBuilder.buildComputer();computerBuilder.buildMaster();computerBuilder.buildScreen();computerBuilder.buildKeyboard();computerBuilder.buildMouse();computerBuilder.buildAudio();}
}

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原型模式

原型模式（Prototype Pattern）是用于创建重复的对象，同时又能保证性能。这种类型的设计模式属于创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。

这种模式是实现了一个原型接口，该接口用于创建当前对象的克隆。当直接创建对象的代价比较大时，则采用这种模式。例如，一个对象需要在一个高代价的数据库操作之后被创建。我们可以缓存该对象，在下一个请求时返回它的克隆，在需要的时候更新数据库，以此来减少数据库调用。

介绍

意图：用原型实例指定创建对象的种类，并且通过拷贝这些原型创建新的对象。

主要解决：在运行期建立和删除原型。

何时使用： 1、当一个系统应该独立于它的产品创建，构成和表示时。 2、当要实例化的类是在运行时刻指定时，例如，通过动态装载。 3、为了避免创建一个与产品类层次平行的工厂类层次时。 4、当一个类的实例只能有几个不同状态组合中的一种时。建立相应数目的原型并克隆它们可能比每次用合适的状态手工实例化该类更方便一些。

如何解决：利用已有的一个原型对象，快速地生成和原型对象一样的实例。

关键代码： 1、实现克隆操作，在 JAVA 继承 Cloneable，重写 clone()，在 .NET 中可以使用 Object 类的 MemberwiseClone() 方法来实现对象的浅拷贝或通过序列化的方式来实现深拷贝。 2、原型模式同样用于隔离类对象的使用者和具体类型（易变类）之间的耦合关系，它同样要求这些"易变类"拥有稳定的接口。

应用实例： 1、细胞分裂。 2、JAVA 中的 Object clone() 方法。

优点： 1、性能提高。 2、逃避构造函数的约束。

缺点： 1、配备克隆方法需要对类的功能进行通盘考虑，这对于全新的类不是很难，但对于已有的类不一定很容易，特别当一个类引用不支持串行化的间接对象，或者引用含有循环结构的时候。 2、必须实现 Cloneable 接口。

使用场景： 1、资源优化场景。 2、类初始化需要消化非常多的资源，这个资源包括数据、硬件资源等。 3、性能和安全要求的场景。 4、通过 new 产生一个对象需要非常繁琐的数据准备或访问权限，则可以使用原型模式。 5、一个对象多个修改者的场景。 6、一个对象需要提供给其他对象访问，而且各个调用者可能都需要修改其值时，可以考虑使用原型模式拷贝多个对象供调用者使用。 7、在实际项目中，原型模式很少单独出现，一般是和工厂方法模式一起出现，通过 clone 的方法创建一个对象，然后由工厂方法提供给调用者。原型模式已经与 Java 融为浑然一体，大家可以随手拿来使用。

注意事项：与通过对一个类进行实例化来构造新对象不同的是，原型模式是通过拷贝一个现有对象生成新对象的。浅拷贝实现 Cloneable，重写，深拷贝是通过实现 Serializable 读取二进制流。

可以看出设计模式还是比较简单的，重点在于Prototype接口和Prototype接口的实现类ConcretePrototype。原型模式的具体实现：一个原型类，只需要实现Cloneable接口，覆写clone方法，此处clone方法可以改成任意的名称，因为Cloneable接口是个空接口，你可以任意定义实现类的方法名，如cloneA或者cloneB，因为此处的重点是super.clone()这句话，super.clone()调用的是Object的clone()方法。

public class Prototype implements Cloneable {  public Object clone() throws CloneNotSupportedException {  Prototype proto = (Prototype) super.clone();  return proto;  }  
} 

举例（银行发送大量邮件，使用clone和不使用clone的时间对比）：我们模拟创建一个对象需要耗费比较长的时间，因此，在构造函数中我们让当前线程sleep一会

public Mail(EventTemplate et) {this.tail = et.geteventContent();this.subject = et.geteventSubject();try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();}}

不使用clone,发送十个邮件

public static void main(String[] args) {int i = 0;int MAX_COUNT = 10;EventTemplate et = new EventTemplate("9月份信用卡账单", "国庆抽奖活动...");long start = System.currentTimeMillis();while (i < MAX_COUNT) {// 以下是每封邮件不同的地方Mail mail = new Mail(et);mail.setContent(getRandString(5) + ",先生（女士）:你的信用卡账单..." + mail.getTail());mail.setReceiver(getRandString(5) + "@" + getRandString(8) + ".com");// 然后发送邮件sendMail(mail);i++;}long end = System.currentTimeMillis();System.out.println("用时:" + (end - start));
}

用时：10001

使用clone,发送十个邮件

public static void main(String[] args) {int i = 0;int MAX_COUNT = 10;EventTemplate et = new EventTemplate("9月份信用卡账单", "国庆抽奖活动...");long start=System.currentTimeMillis();Mail mail = new Mail(et);         while (i < MAX_COUNT) {Mail cloneMail = mail.clone();mail.setContent(getRandString(5) + ",先生（女士）:你的信用卡账单..."+ mail.getTail());mail.setReceiver(getRandString(5) + "@" + getRandString(8) + ".com");sendMail(cloneMail);i++;}long end=System.currentTimeMillis();System.out.println("用时:"+(end-start));}

用时：1001

4.3 总结

原型模式的本质就是clone，可以解决构建复杂对象的资源消耗问题，能再某些场景中提升构建对象的效率；还有一个重要的用途就是保护性拷贝，可以通过返回一个拷贝对象的形式，实现只读的限制。

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---------------------结构型模式---------------------

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适配器模式

适配器模式（Adapter Pattern）是作为两个不兼容的接口之间的桥梁。这种类型的设计模式属于结构型模式，它结合了两个独立接口的功能。

这种模式涉及到一个单一的类，该类负责加入独立的或不兼容的接口功能。举个真实的例子，读卡器是作为内存卡和笔记本之间的适配器。您将内存卡插入读卡器，再将读卡器插入笔记本，这样就可以通过笔记本来读取内存卡。

我们通过下面的实例来演示适配器模式的使用。其中，音频播放器设备只能播放 mp3 文件，通过使用一个更高级的音频播放器来播放 vlc 和 mp4 文件。

介绍

意图：将一个类的接口转换成客户希望的另外一个接口。适配器模式使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的那些类可以一起工作。

主要解决：主要解决在软件系统中，常常要将一些"现存的对象"放到新的环境中，而新环境要求的接口是现对象不能满足的。

何时使用： 1、系统需要使用现有的类，而此类的接口不符合系统的需要。 2、想要建立一个可以重复使用的类，用于与一些彼此之间没有太大关联的一些类，包括一些可能在将来引进的类一起工作，这些源类不一定有一致的接口。 3、通过接口转换，将一个类插入另一个类系中。（比如老虎和飞禽，现在多了一个飞虎，在不增加实体的需求下，增加一个适配器，在里面包容一个虎对象，实现飞的接口。）

如何解决：继承或依赖（推荐）。

关键代码：适配器继承或依赖已有的对象，实现想要的目标接口。

应用实例： 1、美国电器 110V，中国 220V，就要有一个适配器将 110V 转化为 220V。 2、JAVA JDK 1.1 提供了 Enumeration 接口，而在 1.2 中提供了 Iterator 接口，想要使用 1.2 的 JDK，则要将以前系统的 Enumeration 接口转化为 Iterator 接口，这时就需要适配器模式。 3、在 LINUX 上运行 WINDOWS 程序。 4、JAVA 中的 jdbc。

优点： 1、可以让任何两个没有关联的类一起运行。 2、提高了类的复用。 3、增加了类的透明度。 4、灵活性好。

缺点： 1、过多地使用适配器，会让系统非常零乱，不易整体进行把握。比如，明明看到调用的是 A 接口，其实内部被适配成了 B 接口的实现，一个系统如果太多出现这种情况，无异于一场灾难。因此如果不是很有必要，可以不使用适配器，而是直接对系统进行重构。 2.由于 JAVA 至多继承一个类，所以至多只能适配一个适配者类，而且目标类必须是抽象类。

使用场景：有动机地修改一个正常运行的系统的接口，这时应该考虑使用适配器模式。

注意事项：适配器不是在详细设计时添加的，而是解决正在服役的项目的问题。

USBImpl的代码：

public class USBImpl implements USB{@Overridepublic void showPPT() {// TODO Auto-generated method stubSystem.out.println("PPT内容演示");}
}

AdatperUSB2VGA 首先继承USBImpl获取USB的功能，其次，实现VGA接口，表示该类的类型为VGA。

public class AdapterUSB2VGA extends USBImpl implements VGA {@Overridepublic void projection() {super.showPPT();}
}

Projector将USB映射为VGA，只有VGA接口才可以连接上投影仪进行投影

public class Projector<T> {public void projection(T t) {if (t instanceof VGA) {System.out.println("开始投影");VGA v = new VGAImpl();v = (VGA) t;v.projection();} else {System.out.println("接口不匹配，无法投影");}}
}

test代码

   @Testpublic void test2(){//通过适配器创建一个VGA对象，这个适配器实际是使用的是USB的showPPT（）方法VGA a=new AdapterUSB2VGA();//进行投影Projector p1=new Projector();p1.projection(a);} 

5.2 对象适配器模式

对象适配器和类适配器使用了不同的方法实现适配，对象适配器使用组合，类适配器使用继承。

举例(将USB接口转为VGA接口)，

public class AdapterUSB2VGA implements VGA {USB u = new USBImpl();@Overridepublic void projection() {u.showPPT();}
}

实现VGA接口，表示适配器类是VGA类型的，适配器方法中直接使用USB对象。

5.3 接口适配器模式

当不需要全部实现接口提供的方法时，可先设计一个抽象类实现接口，并为该接口中每个方法提供一个默认实现（空方法），那么该抽象类的子类可有选择地覆盖父类的某些方法来实现需求，它适用于一个接口不想使用其所有的方法的情况。

举例(将USB接口转为VGA接口，VGA中的b()和c()不会被实现)，类图如下：

AdapterUSB2VGA抽象类

public abstract class AdapterUSB2VGA implements VGA {USB u = new USBImpl();@Overridepublic void projection() {u.showPPT();}@Overridepublic void b() {};@Overridepublic void c() {};
}
//AdapterUSB2VGA实现，不用去实现b()和c()方法。public class AdapterUSB2VGAImpl extends AdapterUSB2VGA {public void projection() {super.projection();}
}

5.4 总结

总结一下三种适配器模式的应用场景：

类适配器模式：当希望将一个类转换成满足另一个新接口的类时，可以使用类的适配器模式，创建一个新类，继承原有的类，实现新的接口即可。

对象适配器模式：当希望将一个对象转换成满足另一个新接口的对象时，可以创建一个Wrapper类，持有原类的一个实例，在Wrapper类的方法中，调用实例的方法就行。

接口适配器模式：当不希望实现一个接口中所有的方法时，可以创建一个抽象类Wrapper，实现所有方法，我们写别的类的时候，继承抽象类即可。

命名规则：

我个人理解，三种命名方式，是根据 src是以怎样的形式给到Adapter（在Adapter里的形式）来命名的。

类适配器，以类给到，在Adapter里，就是将src当做类，继承，

对象适配器，以对象给到，在Adapter里，将src作为一个对象，持有。

接口适配器，以接口给到，在Adapter里，将src作为一个接口，实现。

使用选择：

根据合成复用原则，组合大于继承。因此，类的适配器模式应该少用。

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装饰器模式

装饰器模式（Decorator Pattern）允许向一个现有的对象添加新的功能，同时又不改变其结构。这种类型的设计模式属于结构型模式，它是作为现有的类的一个包装。

这种模式创建了一个装饰类，用来包装原有的类，并在保持类方法签名完整性的前提下，提供了额外的功能。

我们通过下面的实例来演示装饰器模式的用法。其中，我们将把一个形状装饰上不同的颜色，同时又不改变形状类。

介绍

意图：动态地给一个对象添加一些额外的职责。就增加功能来说，装饰器模式相比生成子类更为灵活。

主要解决：一般的，我们为了扩展一个类经常使用继承方式实现，由于继承为类引入静态特征，并且随着扩展功能的增多，子类会很膨胀。

何时使用：在不想增加很多子类的情况下扩展类。

如何解决：将具体功能职责划分，同时继承装饰者模式。

关键代码： 1、Component 类充当抽象角色，不应该具体实现。 2、修饰类引用和继承 Component 类，具体扩展类重写父类方法。

应用实例： 1、孙悟空有 72 变，当他变成"庙宇"后，他的根本还是一只猴子，但是他又有了庙宇的功能。 2、不论一幅画有没有画框都可以挂在墙上，但是通常都是有画框的，并且实际上是画框被挂在墙上。在挂在墙上之前，画可以被蒙上玻璃，装到框子里；这时画、玻璃和画框形成了一个物体。

优点：装饰类和被装饰类可以独立发展，不会相互耦合，装饰模式是继承的一个替代模式，装饰模式可以动态扩展一个实现类的功能。

缺点：多层装饰比较复杂。

使用场景： 1、扩展一个类的功能。 2、动态增加功能，动态撤销。

注意事项：可代替继承。

举例 **(咖啡馆订单项目：1）、咖啡种类：Espresso、ShortBlack、LongBlack、Decaf2）、**调料（装饰者）：Milk、Soy、Chocolate)，

被装饰的对象和装饰者都继承自同一个超类

 public abstract class Drink {public String description="";private float price=0f;; public void setDescription(String description){this.description=description;}public String getDescription(){return description+"-"+this.getPrice();}public float getPrice(){return price;}public void setPrice(float price){this.price=price;}public abstract float cost();}

被装饰的对象，不用去改造。原来怎么样写，现在还是怎么写。

public  class Coffee extends Drink {@Overridepublic float cost() {// TODO Auto-generated method stubreturn super.getPrice();}}

coffee类的实现

public class Decaf extends Coffee {public Decaf(){super.setDescription("Decaf");super.setPrice(3.0f);}
}

装饰者

装饰者不仅要考虑自身，还要考虑被它修饰的对象，它是在被修饰的对象上继续添加修饰。例如，咖啡里面加牛奶，再加巧克力。加糖后价格为coffee+milk。再加牛奶价格为coffee+milk+chocolate。

public class Decorator extends Drink {private Drink Obj;public Decorator(Drink Obj) {this.Obj = Obj;};@Overridepublic float cost() {// TODO Auto-generated method stubreturn super.getPrice() + Obj.cost();}@Overridepublic String getDescription() {return super.description + "-" + super.getPrice() + "&&" + Obj.getDescription();}
}

装饰者实例化（加牛奶）。这里面要对被修饰的对象进行实例化。

public class Milk extends Decorator {public Milk(Drink Obj) {          super(Obj);// TODO Auto-generated constructor stubsuper.setDescription("Milk");super.setPrice(2.0f);}
}

coffee店：初始化一个被修饰对象，修饰者实例需要对被修改者实例化，才能对具体的被修饰者进行修饰。

public class CoffeeBar {public static void main(String[] args) {Drink order;order = new Decaf();System.out.println("order1 price:" + order.cost());System.out.println("order1 desc:" + order.getDescription());System.out.println("****************");order = new LongBlack();order = new Milk(order);order = new Chocolate(order);order = new Chocolate(order);System.out.println("order2 price:" + order.cost());System.out.println("order2 desc:" + order.getDescription());}
}

6.2 总结

装饰者和被装饰者之间必须是一样的类型,也就是要有共同的超类。在这里应用继承并不是实现方法的复制,而是实现类型的匹配。因为装饰者和被装饰者是同一个类型,因此装饰者可以取代被装饰者,这样就使被装饰者拥有了装饰者独有的行为。根据装饰者模式的理念,我们可以在任何时候,实现新的装饰者增加新的行为。如果是用继承,每当需要增加新的行为时,就要修改原程序了。

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代理模式

在代理模式（Proxy Pattern）中，一个类代表另一个类的功能。这种类型的设计模式属于结构型模式。

在代理模式中，我们创建具有现有对象的对象，以便向外界提供功能接口。

介绍

意图：为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。

主要解决：在直接访问对象时带来的问题，比如说：要访问的对象在远程的机器上。在面向对象系统中，有些对象由于某些原因（比如对象创建开销很大，或者某些操作需要安全控制，或者需要进程外的访问），直接访问会给使用者或者系统结构带来很多麻烦，我们可以在访问此对象时加上一个对此对象的访问层。

何时使用：想在访问一个类时做一些控制。

如何解决：增加中间层。

关键代码：实现与被代理类组合。

应用实例： 1、Windows 里面的快捷方式。 2、猪八戒去找高翠兰结果是孙悟空变的，可以这样理解：把高翠兰的外貌抽象出来，高翠兰本人和孙悟空都实现了这个接口，猪八戒访问高翠兰的时候看不出来这个是孙悟空，所以说孙悟空是高翠兰代理类。 3、买火车票不一定在火车站买，也可以去代售点。 4、一张支票或银行存单是账户中资金的代理。支票在市场交易中用来代替现金，并提供对签发人账号上资金的控制。 5、spring aop。

优点： 1、职责清晰。 2、高扩展性。 3、智能化。

缺点： 1、由于在客户端和真实主题之间增加了代理对象，因此有些类型的代理模式可能会造成请求的处理速度变慢。 2、实现代理模式需要额外的工作，有些代理模式的实现非常复杂。

使用场景：按职责来划分，通常有以下使用场景： 1、远程代理。 2、虚拟代理。 3、Copy-on-Write 代理。 4、保护（Protect or Access）代理。 5、Cache代理。 6、防火墙（Firewall）代理。 7、同步化（Synchronization）代理。 8、智能引用（Smart Reference）代理。

注意事项： 1、和适配器模式的区别：适配器模式主要改变所考虑对象的接口，而代理模式不能改变所代理类的接口。 2、和装饰器模式的区别：装饰器模式为了增强功能，而代理模式是为了加以控制。

举例(买房），第一步：创建服务类接口

public interface BuyHouse {void buyHosue();
}

第二步：实现服务接口

public class BuyHouseImpl implements BuyHouse {@Overridepublic void buyHosue() {System.out.println("我要买房");}
}

第三步：创建代理类

public class BuyHouseProxy implements BuyHouse {private BuyHouse buyHouse;public BuyHouseProxy(final BuyHouse buyHouse) {this.buyHouse = buyHouse;}@Overridepublic void buyHosue() {System.out.println("买房前准备");buyHouse.buyHosue();System.out.println("买房后装修");}}

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外观模式

外观模式（Facade Pattern）隐藏系统的复杂性，并向客户端提供了一个客户端可以访问系统的接口。这种类型的设计模式属于结构型模式，它向现有的系统添加一个接口，来隐藏系统的复杂性。

这种模式涉及到一个单一的类，该类提供了客户端请求的简化方法和对现有系统类方法的委托调用。

介绍

意图：为子系统中的一组接口提供一个一致的界面，外观模式定义了一个高层接口，这个接口使得这一子系统更加容易使用。

主要解决：降低访问复杂系统的内部子系统时的复杂度，简化客户端与之的接口。

何时使用： 1、客户端不需要知道系统内部的复杂联系，整个系统只需提供一个"接待员"即可。 2、定义系统的入口。

如何解决：客户端不与系统耦合，外观类与系统耦合。

关键代码：在客户端和复杂系统之间再加一层，这一层将调用顺序、依赖关系等处理好。

应用实例： 1、去医院看病，可能要去挂号、门诊、划价、取药，让患者或患者家属觉得很复杂，如果有提供接待人员，只让接待人员来处理，就很方便。 2、JAVA 的三层开发模式。

优点： 1、减少系统相互依赖。 2、提高灵活性。 3、提高了安全性。

缺点：不符合开闭原则，如果要改东西很麻烦，继承重写都不合适。

使用场景： 1、为复杂的模块或子系统提供外界访问的模块。 2、子系统相对独立。 3、预防低水平人员带来的风险。

注意事项：在层次化结构中，可以使用外观模式定义系统中每一层的入口。

简单来说，该模式就是把一些复杂的流程封装成一个接口供给外部用户更简单的使用。这个模式中，设计到3个角色。

1）.门面角色：外观模式的核心。它被客户角色调用，它熟悉子系统的功能。内部根据客户角色的需求预定了几种功能的组合。（客户调用，同时自身调用子系统功能）

2）.子系统角色:实现了子系统的功能。它对客户角色和Facade时未知的。它内部可以有系统内的相互交互，也可以由供外界调用的接口。（实现具体功能）

3）.客户角色:通过调用Facede来完成要实现的功能（调用门面角色）。

举例（每个Computer都有CPU、Memory、Disk。在Computer开启和关闭的时候，相应的部件也会开启和关闭），

首先是子系统类：

public class CPU {public void start() {System.out.println("cpu is start...");}public void shutDown() {System.out.println("CPU is shutDown...");}
}

public class Disk {public void start() {System.out.println("Disk is start...");}public void shutDown() {System.out.println("Disk is shutDown...");}
}

public class Memory {public void start() {System.out.println("Memory is start...");}public void shutDown() {System.out.println("Memory is shutDown...");}
}

然后是，门面类Facade

public class Computer {private CPU cpu;private Memory memory;private Disk disk;public Computer() {cpu = new CPU();memory = new Memory();disk = new Disk();}public void start() {System.out.println("Computer start begin");cpu.start();disk.start();memory.start();System.out.println("Computer start end");}public void shutDown() {System.out.println("Computer shutDown begin");cpu.shutDown();disk.shutDown();memory.shutDown();System.out.println("Computer shutDown end...");}
}

最后为，客户角色

public class Client {public static void main(String[] args) {Computer computer = new Computer();computer.start();System.out.println("=================");computer.shutDown();}
}

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桥接模式

桥接（Bridge）是用于把抽象化与实现化解耦，使得二者可以独立变化。这种类型的设计模式属于结构型模式，它通过提供抽象化和实现化之间的桥接结构，来实现二者的解耦。

这种模式涉及到一个作为桥接的接口，使得实体类的功能独立于接口实现类。这两种类型的类可被结构化改变而互不影响。

我们通过下面的实例来演示桥接模式（Bridge Pattern）的用法。其中，可以使用相同的抽象类方法但是不同的桥接实现类，来画出不同颜色的圆。

介绍

意图：将抽象部分与实现部分分离，使它们都可以独立的变化。

主要解决：在有多种可能会变化的情况下，用继承会造成类爆炸问题，扩展起来不灵活。

何时使用：实现系统可能有多个角度分类，每一种角度都可能变化。

如何解决：把这种多角度分类分离出来，让它们独立变化，减少它们之间耦合。

关键代码：抽象类依赖实现类。

应用实例： 1、猪八戒从天蓬元帅转世投胎到猪，转世投胎的机制将尘世划分为两个等级，即：灵魂和肉体，前者相当于抽象化，后者相当于实现化。生灵通过功能的委派，调用肉体对象的功能，使得生灵可以动态地选择。 2、墙上的开关，可以看到的开关是抽象的，不用管里面具体怎么实现的。

优点： 1、抽象和实现的分离。 2、优秀的扩展能力。 3、实现细节对客户透明。

缺点：桥接模式的引入会增加系统的理解与设计难度，由于聚合关联关系建立在抽象层，要求开发者针对抽象进行设计与编程。

使用场景： 1、如果一个系统需要在构件的抽象化角色和具体化角色之间增加更多的灵活性，避免在两个层次之间建立静态的继承联系，通过桥接模式可以使它们在抽象层建立一个关联关系。 2、对于那些不希望使用继承或因为多层次继承导致系统类的个数急剧增加的系统，桥接模式尤为适用。 3、一个类存在两个独立变化的维度，且这两个维度都需要进行扩展。

注意事项：对于两个独立变化的维度，使用桥接模式再适合不过了。

实现：

public interface Software {public void run();}
public class AppStore implements Software {@Overridepublic void run() {System.out.println("run app store");}
}
public class Camera implements Software {@Overridepublic void run() {System.out.println("run camera");}
}

抽象：

public abstract class Phone {protected Software software;public void setSoftware(Software software) {this.software = software;}public abstract void run();
}
public class Oppo extends Phone {@Overridepublic void run() {software.run();}
}
public class Vivo extends Phone {@Overridepublic void run() {software.run();}
}

对比最初的设计，将抽象部分（手机）与它的实现部分（手机软件类）分离，将实现部分抽象成单独的类，使它们都可以独立地变化。整个类图看起来像一座桥，所以称为桥接模式

继承是一种强耦合关系，子类的实现与它的父类有非常紧密的依赖关系，父类的任何变化 都会导致子类发生变化，因此继承或者说强耦合关系严重影响了类的灵活性，并最终限制了可复用性

从桥接模式的设计上我们可以看出聚合是一种比继承要弱的关联关系，手机类和软件类都可独立的进行变化，不会互

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组合模式

组合模式（Composite Pattern），又叫部分整体模式，是用于把一组相似的对象当作一个单一的对象。组合模式依据树形结构来组合对象，用来表示部分以及整体层次。这种类型的设计模式属于结构型模式，它创建了对象组的树形结构。

这种模式创建了一个包含自己对象组的类。该类提供了修改相同对象组的方式。

我们通过下面的实例来演示组合模式的用法。实例演示了一个组织中员工的层次结构。

介绍

意图：将对象组合成树形结构以表示"部分-整体"的层次结构。组合模式使得用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性。

主要解决：它在我们树型结构的问题中，模糊了简单元素和复杂元素的概念，客户程序可以向处理简单元素一样来处理复杂元素，从而使得客户程序与复杂元素的内部结构解耦。

何时使用： 1、您想表示对象的部分-整体层次结构（树形结构）。 2、您希望用户忽略组合对象与单个对象的不同，用户将统一地使用组合结构中的所有对象。

如何解决：树枝和叶子实现统一接口，树枝内部组合该接口。

关键代码：树枝内部组合该接口，并且含有内部属性 List，里面放 Component。

应用实例： 1、算术表达式包括操作数、操作符和另一个操作数，其中，另一个操作符也可以是操作数、操作符和另一个操作数。 2、在 JAVA AWT 和 SWING 中，对于 Button 和 Checkbox 是树叶，Container 是树枝。

优点： 1、高层模块调用简单。 2、节点自由增加。

缺点：在使用组合模式时，其叶子和树枝的声明都是实现类，而不是接口，违反了依赖倒置原则。

使用场景：部分、整体场景，如树形菜单，文件、文件夹的管理。

注意事项：定义时为具体类。

举例（访问一颗树）

1 组件

public interface Component {public void add(Component c);public void remove(Component c);public Component getChild(int i);public void operation();}

2 叶子

public class Leaf implements Component{private String name;public Leaf(String name) {this.name = name;}@Overridepublic void add(Component c) {}@Overridepublic void remove(Component c) {}@Overridepublic Component getChild(int i) {// TODO Auto-generated method stubreturn null;}@Overridepublic void operation() {// TODO Auto-generated method stubSystem.out.println("树叶"+name+"：被访问！"); }
}

3 树枝

public class Composite implements Component {private ArrayList<Component> children = new ArrayList<Component>();public void add(Component c) {children.add(c);}public void remove(Component c) {children.remove(c);}public Component getChild(int i) {return children.get(i);}public void operation() {for (Object obj : children) {((Component) obj).operation();}}
}

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享元模式

享元模式（Flyweight Pattern）主要用于减少创建对象的数量，以减少内存占用和提高性能。这种类型的设计模式属于结构型模式，它提供了减少对象数量从而改善应用所需的对象结构的方式。

享元模式尝试重用现有的同类对象，如果未找到匹配的对象，则创建新对象。我们将通过创建 5 个对象来画出 20 个分布于不同位置的圆来演示这种模式。由于只有 5 种可用的颜色，所以 color 属性被用来检查现有的 Circle 对象。

介绍

意图：运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象。

主要解决：在有大量对象时，有可能会造成内存溢出，我们把其中共同的部分抽象出来，如果有相同的业务请求，直接返回在内存中已有的对象，避免重新创建。

何时使用： 1、系统中有大量对象。 2、这些对象消耗大量内存。 3、这些对象的状态大部分可以外部化。 4、这些对象可以按照内蕴状态分为很多组，当把外蕴对象从对象中剔除出来时，每一组对象都可以用一个对象来代替。 5、系统不依赖于这些对象身份，这些对象是不可分辨的。

如何解决：用唯一标识码判断，如果在内存中有，则返回这个唯一标识码所标识的对象。

关键代码：用 HashMap 存储这些对象。

应用实例： 1、JAVA 中的 String，如果有则返回，如果没有则创建一个字符串保存在字符串缓存池里面。 2、数据库的数据池。

优点：大大减少对象的创建，降低系统的内存，使效率提高。

缺点：提高了系统的复杂度，需要分离出外部状态和内部状态，而且外部状态具有固有化的性质，不应该随着内部状态的变化而变化，否则会造成系统的混乱。

使用场景： 1、系统有大量相似对象。 2、需要缓冲池的场景。

注意事项： 1、注意划分外部状态和内部状态，否则可能会引起线程安全问题。 2、这些类必须有一个工厂对象加以控制。

举例（JAVA 中的 String，如果有则返回，如果没有则创建一个字符串保存在字符串缓存池里面）

（1）创建享元对象接口

public interface IFlyweight {void print();
}

（2）创建具体享元对象

public class Flyweight implements IFlyweight {private String id;public Flyweight(String id){this.id = id;}@Overridepublic void print() {System.out.println("Flyweight.id = " + getId() + " ...");}public String getId() {return id;}
}

（3）创建工厂，这里要特别注意，为了避免享元对象被重复创建，我们使用HashMap中的key值保证其唯一。

public class FlyweightFactory {private Map<String, IFlyweight> flyweightMap = new HashMap();public IFlyweight getFlyweight(String str){IFlyweight flyweight = flyweightMap.get(str);if(flyweight == null){flyweight = new Flyweight(str);flyweightMap.put(str, flyweight);}return  flyweight;}public int getFlyweightMapSize(){return flyweightMap.size();}
}

（4）测试，我们创建三个字符串，但是只会产生两个享元对象

public class MainTest {public static void main(String[] args) {FlyweightFactory flyweightFactory = new FlyweightFactory();IFlyweight flyweight1 = flyweightFactory.getFlyweight("A");IFlyweight flyweight2 = flyweightFactory.getFlyweight("B");IFlyweight flyweight3 = flyweightFactory.getFlyweight("A");flyweight1.print();flyweight2.print();flyweight3.print();System.out.println(flyweightFactory.getFlyweightMapSize());}}

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---------------------行为型模式---------------------

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策略模式

在策略模式（Strategy Pattern）中，一个类的行为或其算法可以在运行时更改。这种类型的设计模式属于行为型模式。

在策略模式中，我们创建表示各种策略的对象和一个行为随着策略对象改变而改变的 context 对象。策略对象改变 context 对象的执行算法。

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介绍

意图：定义一系列的算法,把它们一个个封装起来, 并且使它们可相互替换。

主要解决：在有多种算法相似的情况下，使用 if…else 所带来的复杂和难以维护。

何时使用：一个系统有许多许多类，而区分它们的只是他们直接的行为。

如何解决：将这些算法封装成一个一个的类，任意地替换。

关键代码：实现同一个接口。

应用实例： 1、诸葛亮的锦囊妙计，每一个锦囊就是一个策略。 2、旅行的出游方式，选择骑自行车、坐汽车，每一种旅行方式都是一个策略。 3、JAVA AWT 中的 LayoutManager。

优点： 1、算法可以自由切换。 2、避免使用多重条件判断。 3、扩展性良好。

缺点： 1、策略类会增多。 2、所有策略类都需要对外暴露。

使用场景： 1、如果在一个系统里面有许多类，它们之间的区别仅在于它们的行为，那么使用策略模式可以动态地让一个对象在许多行为中选择一种行为。 2、一个系统需要动态地在几种算法中选择一种。 3、如果一个对象有很多的行为，如果不用恰当的模式，这些行为就只好使用多重的条件选择语句来实现。

注意事项：如果一个系统的策略多于四个，就需要考虑使用混合模式，解决策略类膨胀的问题。

举例如下（ 实现一个加减的功能），类图如下：

1、定义抽象策略角色

public interface Strategy {public int calc(int num1,int num2);}

2、定义具体策略角色

public class AddStrategy implements Strategy {@Overridepublic int calc(int num1, int num2) {// TODO Auto-generated method stubreturn num1 + num2;}}
public class SubstractStrategy implements Strategy {@Overridepublic int calc(int num1, int num2) {// TODO Auto-generated method stubreturn num1 - num2;}}

3、环境角色

public class Environment {private Strategy strategy;public Environment(Strategy strategy) {this.strategy = strategy;}public int calculate(int a, int b) {return strategy.calc(a, b);}}

4、测试

public class MainTest {public static void main(String[] args) {Environment environment=new Environment(new AddStrategy());int result=environment.calculate(20, 5);System.out.println(result);Environment environment1=new Environment(new SubstractStrategy());int result1=environment1.calculate(20, 5);System.out.println(result1);}}

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模板模式

在模板模式（Template Pattern）中，一个抽象类公开定义了执行它的方法的方式/模板。它的子类可以按需要重写方法实现，但调用将以抽象类中定义的方式进行。这种类型的设计模式属于行为型模式。

介绍

意图：定义一个操作中的算法的骨架，而将一些步骤延迟到子类中。模板方法使得子类可以不改变一个算法的结构即可重定义该算法的某些特定步骤。

主要解决：一些方法通用，却在每一个子类都重新写了这一方法。

何时使用：有一些通用的方法。

如何解决：将这些通用算法抽象出来。

关键代码：在抽象类实现，其他步骤在子类实现。

应用实例： 1、在造房子的时候，地基、走线、水管都一样，只有在建筑的后期才有加壁橱加栅栏等差异。 2、西游记里面菩萨定好的 81 难，这就是一个顶层的逻辑骨架。 3、spring 中对 Hibernate 的支持，将一些已经定好的方法封装起来，比如开启事务、获取 Session、关闭 Session 等，程序员不重复写那些已经规范好的代码，直接丢一个实体就可以保存。

优点： 1、封装不变部分，扩展可变部分。 2、提取公共代码，便于维护。 3、行为由父类控制，子类实现。

缺点：每一个不同的实现都需要一个子类来实现，导致类的个数增加，使得系统更加庞大。

使用场景： 1、有多个子类共有的方法，且逻辑相同。 2、重要的、复杂的方法，可以考虑作为模板方法。

注意事项：为防止恶意操作，一般模板方法都加上 final 关键词。

举例（ 我们做菜可以分为三个步骤 （1）备料 （2）具体做菜 （3）盛菜端给客人享用，这三部就是算法的骨架 ；然而做不同菜需要的料，做的方法，以及如何盛装给客人享用都是不同的这个就是不同的实现细节。）

a. 先来写一个抽象的做菜父类：

public abstract class Dish {    /*** 具体的整个过程*/protected void dodish(){this.preparation();this.doing();this.carriedDishes();}/*** 备料*/public abstract void preparation();/*** 做菜*/public abstract void doing();/*** 上菜*/public abstract void carriedDishes ();
}

b. 下来做两个番茄炒蛋（EggsWithTomato）和红烧肉（Bouilli）实现父类中的抽象方法

public class EggsWithTomato extends Dish {@Overridepublic void preparation() {System.out.println("洗并切西红柿，打鸡蛋。");}@Overridepublic void doing() {System.out.println("鸡蛋倒入锅里，然后倒入西红柿一起炒。");}@Overridepublic void carriedDishes() {System.out.println("将炒好的西红寺鸡蛋装入碟子里，端给客人吃。");}}
public class Bouilli extends Dish{@Overridepublic void preparation() {System.out.println("切猪肉和土豆。");}@Overridepublic void doing() {System.out.println("将切好的猪肉倒入锅中炒一会然后倒入土豆连炒带炖。");}@Overridepublic void carriedDishes() {System.out.println("将做好的红烧肉盛进碗里端给客人吃。");}}

c. 在测试类中我们来做菜：

public class MainTest {public static void main(String[] args) {Dish eggsWithTomato = new EggsWithTomato();eggsWithTomato.dodish();System.out.println("-----------------------------");Dish bouilli = new Bouilli();bouilli.dodish();}}

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观察者模式

当对象间存在一对多关系时，则使用观察者模式（Observer Pattern）。比如，当一个对象被修改时，则会自动通知它的依赖对象。观察者模式属于行为型模式。

介绍

意图：定义对象间的一种一对多的依赖关系，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。

主要解决：一个对象状态改变给其他对象通知的问题，而且要考虑到易用和低耦合，保证高度的协作。

何时使用：一个对象（目标对象）的状态发生改变，所有的依赖对象（观察者对象）都将得到通知，进行广播通知。

如何解决：使用面向对象技术，可以将这种依赖关系弱化。

关键代码：在抽象类里有一个 ArrayList 存放观察者们。

应用实例： 1、拍卖的时候，拍卖师观察最高标价，然后通知给其他竞价者竞价。 2、西游记里面悟空请求菩萨降服红孩儿，菩萨洒了一地水招来一个老乌龟，这个乌龟就是观察者，他观察菩萨洒水这个动作。

优点： 1、观察者和被观察者是抽象耦合的。 2、建立一套触发机制。

缺点： 1、如果一个被观察者对象有很多的直接和间接的观察者的话，将所有的观察者都通知到会花费很多时间。 2、如果在观察者和观察目标之间有循环依赖的话，观察目标会触发它们之间进行循环调用，可能导致系统崩溃。 3、观察者模式没有相应的机制让观察者知道所观察的目标对象是怎么发生变化的，而仅仅只是知道观察目标发生了变化。

使用场景：

一个抽象模型有两个方面，其中一个方面依赖于另一个方面。将这些方面封装在独立的对象中使它们可以各自独立地改变和复用。
一个对象的改变将导致其他一个或多个对象也发生改变，而不知道具体有多少对象将发生改变，可以降低对象之间的耦合度。
一个对象必须通知其他对象，而并不知道这些对象是谁。
需要在系统中创建一个触发链，A对象的行为将影响B对象，B对象的行为将影响C对象……，可以使用观察者模式创建一种链式触发机制。

注意事项： 1、JAVA 中已经有了对观察者模式的支持类。 2、避免循环引用。 3、如果顺序执行，某一观察者错误会导致系统卡壳，一般采用异步方式。

举例（有一个微信公众号服务，不定时发布一些消息，关注公众号就可以收到推送消息，取消关注就收不到推送消息。）

1、定义一个抽象被观察者接口

public interface Subject {public void registerObserver(Observer o);public void removeObserver(Observer o);public void notifyObserver();}

2、定义一个抽象观察者接口

public interface Observer {public void update(String message);}

3、定义被观察者，实现了Observerable接口，对Observerable接口的三个方法进行了具体实现，同时有一个List集合，用以保存注册的观察者，等需要通知观察者时，遍历该集合即可。

public class WechatServer implements Subject {private List<Observer> list;private String message;public WechatServer() {list = new ArrayList<Observer>();}@Overridepublic void registerObserver(Observer o) {// TODO Auto-generated method stublist.add(o);}@Overridepublic void removeObserver(Observer o) {// TODO Auto-generated method stubif (!list.isEmpty()) {list.remove(o);}}@Overridepublic void notifyObserver() {// TODO Auto-generated method stubfor (Observer o : list) {o.update(message);}}public void setInfomation(String s) {this.message = s;System.out.println("微信服务更新消息： " + s);// 消息更新，通知所有观察者notifyObserver();}}

4、定义具体观察者，微信公众号的具体观察者为用户User

public class User implements Observer {private String name;private String message;public User(String name) {this.name = name;}@Overridepublic void update(String message) {this.message = message;read();}public void read() {System.out.println(name + " 收到推送消息： " + message);}}

5、编写一个测试类

public class MainTest {public static void main(String[] args) {WechatServer server = new WechatServer();Observer userZhang = new User("ZhangSan");Observer userLi = new User("LiSi");Observer userWang = new User("WangWu");server.registerObserver(userZhang);server.registerObserver(userLi);server.registerObserver(userWang);server.setInfomation("PHP是世界上最好用的语言！");System.out.println("----------------------------------------------");server.removeObserver(userZhang);server.setInfomation("JAVA是世界上最好用的语言！");}}

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迭代器模式

迭代器模式（Iterator Pattern）是 Java 和 .Net 编程环境中非常常用的设计模式。这种模式用于顺序访问集合对象的元素，不需要知道集合对象的底层表示。

迭代器模式属于行为型模式。

介绍

意图：提供一种方法顺序访问一个聚合对象中各个元素, 而又无须暴露该对象的内部表示。

主要解决：不同的方式来遍历整个整合对象。

何时使用：遍历一个聚合对象。

如何解决：把在元素之间游走的责任交给迭代器，而不是聚合对象。

关键代码：定义接口：hasNext, next。

应用实例：JAVA 中的 iterator。

优点： 1、它支持以不同的方式遍历一个聚合对象。 2、迭代器简化了聚合类。 3、在同一个聚合上可以有多个遍历。 4、在迭代器模式中，增加新的聚合类和迭代器类都很方便，无须修改原有代码。

缺点：由于迭代器模式将存储数据和遍历数据的职责分离，增加新的聚合类需要对应增加新的迭代器类，类的个数成对增加，这在一定程度上增加了系统的复杂性。

使用场景： 1、访问一个聚合对象的内容而无须暴露它的内部表示。 2、需要为聚合对象提供多种遍历方式。 3、为遍历不同的聚合结构提供一个统一的接口。

注意事项：迭代器模式就是分离了集合对象的遍历行为，抽象出一个迭代器类来负责，这样既可以做到不暴露集合的内部结构，又可让外部代码透明地访问集合内部的数据。

举例（咖啡厅和中餐厅合并，他们两个餐厅的菜单一个是数组保存的，一个是ArrayList保存的。遍历方式不一样，使用迭代器聚合访问，只需要一种方式）

1 迭代器接口

public interface Iterator {public boolean hasNext();public Object next();}

2 咖啡店菜单和咖啡店菜单遍历器

public class CakeHouseMenu {private ArrayList<MenuItem> menuItems;public CakeHouseMenu() {menuItems = new ArrayList<MenuItem>();addItem("KFC Cake Breakfast","boiled eggs&toast&cabbage",true,3.99f);addItem("MDL Cake Breakfast","fried eggs&toast",false,3.59f);addItem("Stawberry Cake","fresh stawberry",true,3.29f);addItem("Regular Cake Breakfast","toast&sausage",true,2.59f);}private void addItem(String name, String description, boolean vegetable,float price) {MenuItem menuItem = new MenuItem(name, description, vegetable, price);menuItems.add(menuItem);}public Iterator getIterator(){return new CakeHouseIterator() ;}class CakeHouseIterator implements  Iterator{		private int position=0;public CakeHouseIterator(){position=0;}@Overridepublic boolean hasNext() {// TODO Auto-generated method stubif(position<menuItems.size()){return true;}return false;}@Overridepublic Object next() {// TODO Auto-generated method stubMenuItem menuItem =menuItems.get(position);position++;return menuItem;}};//鍏朵粬鍔熻兘浠ｇ爜}

3 中餐厅菜单和中餐厅菜单遍历器

public class DinerMenu {private final static int Max_Items = 5;private int numberOfItems = 0;private MenuItem[] menuItems;public DinerMenu() {menuItems = new MenuItem[Max_Items];addItem("vegetable Blt", "bacon&lettuce&tomato&cabbage", true, 3.58f);addItem("Blt", "bacon&lettuce&tomato", false, 3.00f);addItem("bean soup", "bean&potato salad", true, 3.28f);addItem("hotdog", "onions&cheese&bread", false, 3.05f);}private void addItem(String name, String description, boolean vegetable,float price) {MenuItem menuItem = new MenuItem(name, description, vegetable, price);if (numberOfItems >= Max_Items) {System.err.println("sorry,menu is full!can not add another item");} else {menuItems[numberOfItems] = menuItem;numberOfItems++;}}public Iterator getIterator() {return new DinerIterator();}class DinerIterator implements Iterator {private int position;public DinerIterator() {position = 0;}@Overridepublic boolean hasNext() {// TODO Auto-generated method stubif (position < numberOfItems) {return true;}return false;}@Overridepublic Object next() {// TODO Auto-generated method stubMenuItem menuItem = menuItems[position];position++;return menuItem;}};}

4 女服务员

public class Waitress {private ArrayList<Iterator> iterators = new ArrayList<Iterator>();public Waitress() {}public void addIterator(Iterator iterator) {iterators.add(iterator);}public void printMenu() {Iterator iterator;MenuItem menuItem;for (int i = 0, len = iterators.size(); i < len; i++) {iterator = iterators.get(i);while (iterator.hasNext()) {menuItem = (MenuItem) iterator.next();System.out.println(menuItem.getName() + "***" + menuItem.getPrice() + "***" + menuItem.getDescription());}}}public void printBreakfastMenu() {}public void printLunchMenu() {}public void printVegetableMenu() {}}

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责任链模式

顾名思义，责任链模式（Chain of Responsibility Pattern）为请求创建了一个接收者对象的链。这种模式给予请求的类型，对请求的发送者和接收者进行解耦。这种类型的设计模式属于行为型模式。

在这种模式中，通常每个接收者都包含对另一个接收者的引用。如果一个对象不能处理该请求，那么它会把相同的请求传给下一个接收者，依此类推。

介绍

意图：避免请求发送者与接收者耦合在一起，让多个对象都有可能接收请求，将这些对象连接成一条链，并且沿着这条链传递请求，直到有对象处理它为止。

主要解决：职责链上的处理者负责处理请求，客户只需要将请求发送到职责链上即可，无须关心请求的处理细节和请求的传递，所以职责链将请求的发送者和请求的处理者解耦了。

何时使用：在处理消息的时候以过滤很多道。

如何解决：拦截的类都实现统一接口。

关键代码：Handler 里面聚合它自己，在 HanleRequest 里判断是否合适，如果没达到条件则向下传递，向谁传递之前 set 进去。

应用实例： 1、红楼梦中的"击鼓传花"。 2、JS 中的事件冒泡。 3、JAVA WEB 中 Apache Tomcat 对 Encoding 的处理，Struts2 的拦截器，jsp servlet 的 Filter。

优点： 1、降低耦合度。它将请求的发送者和接收者解耦。 2、简化了对象。使得对象不需要知道链的结构。 3、增强给对象指派职责的灵活性。通过改变链内的成员或者调动它们的次序，允许动态地新增或者删除责任。 4、增加新的请求处理类很方便。

缺点： 1、不能保证请求一定被接收。 2、系统性能将受到一定影响，而且在进行代码调试时不太方便，可能会造成循环调用。 3、可能不容易观察运行时的特征，有碍于除错。

使用场景： 1、有多个对象可以处理同一个请求，具体哪个对象处理该请求由运行时刻自动确定。 2、在不明确指定接收者的情况下，向多个对象中的一个提交一个请求。 3、可动态指定一组对象处理请求。

注意事项：在 JAVA WEB 中遇到很多应用。

举例（购买请求决策，价格不同要由不同的级别决定：组长、部长、副部、总裁）。

1 决策者抽象类，包含对请求处理的函数，同时还包含指定下一个决策者的函数

public abstract class Approver {Approver successor;String Name;public Approver(String Name){this.Name=Name;}public abstract void ProcessRequest( PurchaseRequest request);public void SetSuccessor(Approver successor) {// TODO Auto-generated method stubthis.successor=successor;}
}

2 客户端以及请求

public class PurchaseRequest {private int Type = 0;private int Number = 0;private float Price = 0;private int ID = 0;public PurchaseRequest(int Type, int Number, float Price) {this.Type = Type;this.Number = Number;this.Price = Price;}public int GetType() {return Type;}public float GetSum() {return Number * Price;}public int GetID() {return (int) (Math.random() * 1000);}}
public class Client {public Client() {}public PurchaseRequest sendRequst(int Type, int Number, float Price) {return new PurchaseRequest(Type, Number, Price);}}

3 组长、部长。。。继承决策者抽象类

public class GroupApprover extends Approver {public GroupApprover(String Name) {super(Name + " GroupLeader");// TODO Auto-generated constructor stub}@Overridepublic void ProcessRequest(PurchaseRequest request) {// TODO Auto-generated method stubif (request.GetSum() < 5000) {System.out.println("**This request " + request.GetID() + " will be handled by " + this.Name + " **");} else {successor.ProcessRequest(request);}}}
public class DepartmentApprover extends Approver {public DepartmentApprover(String Name) {super(Name + " DepartmentLeader");}@Overridepublic void ProcessRequest(PurchaseRequest request) {// TODO Auto-generated method stubif ((5000 <= request.GetSum()) && (request.GetSum() < 10000)) {System.out.println("**This request " + request.GetID()+ " will be handled by " + this.Name + " **");} else {successor.ProcessRequest(request);}}}

4测试

public class MainTest {public static void main(String[] args) {Client mClient = new Client();Approver GroupLeader = new GroupApprover("Tom");Approver DepartmentLeader = new DepartmentApprover("Jerry");Approver VicePresident = new VicePresidentApprover("Kate");Approver President = new PresidentApprover("Bush");GroupLeader.SetSuccessor(VicePresident);DepartmentLeader.SetSuccessor(President);VicePresident.SetSuccessor(DepartmentLeader);President.SetSuccessor(GroupLeader);GroupLeader.ProcessRequest(mClient.sendRequst(1, 10000, 40));}}

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命令模式

命令模式（Command Pattern）是一种数据驱动的设计模式，它属于行为型模式。请求以命令的形式包裹在对象中，并传给调用对象。调用对象寻找可以处理该命令的合适的对象，并把该命令传给相应的对象，该对象执行命令。

介绍

意图：将一个请求封装成一个对象，从而使您可以用不同的请求对客户进行参数化。

主要解决：在软件系统中，行为请求者与行为实现者通常是一种紧耦合的关系，但某些场合，比如需要对行为进行记录、撤销或重做、事务等处理时，这种无法抵御变化的紧耦合的设计就不太合适。

何时使用：在某些场合，比如要对行为进行"记录、撤销/重做、事务"等处理，这种无法抵御变化的紧耦合是不合适的。在这种情况下，如何将"行为请求者"与"行为实现者"解耦？将一组行为抽象为对象，可以实现二者之间的松耦合。

如何解决：通过调用者调用接受者执行命令，顺序：调用者→接受者→命令。

关键代码：定义三个角色：1、received 真正的命令执行对象 2、Command 3、invoker 使用命令对象的入口

应用实例：struts 1 中的 action 核心控制器 ActionServlet 只有一个，相当于 Invoker，而模型层的类会随着不同的应用有不同的模型类，相当于具体的 Command。

优点： 1、降低了系统耦合度。 2、新的命令可以很容易添加到系统中去。

缺点：使用命令模式可能会导致某些系统有过多的具体命令类。

使用场景：认为是命令的地方都可以使用命令模式，比如： 1、GUI 中每一个按钮都是一条命令。 2、模拟 CMD。

注意事项：系统需要支持命令的撤销(Undo)操作和恢复(Redo)操作，也可以考虑使用命令模式，见命令模式的扩展。

代码举例（开灯和关灯），

1 命令抽象类

public interface Command {public void excute();public void undo();}

2 具体命令对象

public class TurnOffLight implements Command {private Light light;public TurnOffLight(Light light) {this.light = light;}@Overridepublic void excute() {// TODO Auto-generated method stublight.Off();}@Overridepublic void undo() {// TODO Auto-generated method stublight.On();}}

3 实现者

public class Light {String loc = "";public Light(String loc) {this.loc = loc;}public void On() {System.out.println(loc + " On");}public void Off() {System.out.println(loc + " Off");}}

4 请求者

public class Contral{public void CommandExcute(Command command) {// TODO Auto-generated method stubcommand.excute();}public void CommandUndo(Command command) {// TODO Auto-generated method stubcommand.undo();}}

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备忘录模式

备忘录模式（Memento Pattern）保存一个对象的某个状态，以便在适当的时候恢复对象。备忘录模式属于行为型模式。

介绍

意图：在不破坏封装性的前提下，捕获一个对象的内部状态，并在该对象之外保存这个状态。

主要解决：所谓备忘录模式就是在不破坏封装的前提下，捕获一个对象的内部状态，并在该对象之外保存这个状态，这样可以在以后将对象恢复到原先保存的状态。

何时使用：很多时候我们总是需要记录一个对象的内部状态，这样做的目的就是为了允许用户取消不确定或者错误的操作，能够恢复到他原先的状态，使得他有"后悔药"可吃。

如何解决：通过一个备忘录类专门存储对象状态。

关键代码：客户不与备忘录类耦合，与备忘录管理类耦合。

应用实例： 1、后悔药。 2、打游戏时的存档。 3、Windows 里的 ctri + z。 4、IE 中的后退。 4、数据库的事务管理。

优点： 1、给用户提供了一种可以恢复状态的机制，可以使用户能够比较方便地回到某个历史的状态。 2、实现了信息的封装，使得用户不需要关心状态的保存细节。

缺点：消耗资源。如果类的成员变量过多，势必会占用比较大的资源，而且每一次保存都会消耗一定的内存。

使用场景： 1、需要保存/恢复数据的相关状态场景。 2、提供一个可回滚的操作。

注意事项： 1、为了符合迪米特原则，还要增加一个管理备忘录的类。 2、为了节约内存，可使用原型模式+备忘录模式。

举例（发起者通过备忘录存储信息和获取信息）

1 备忘录接口

public interface MementoIF {}

2 备忘录

public class Memento implements MementoIF{private String state;public Memento(String state) {this.state = state;}public String getState(){return state;}}

3 发起者

public class Originator {private String state;public String getState() {return state;}public void setState(String state) {this.state = state;}public Memento saveToMemento() {return new Memento(state);}public String getStateFromMemento(MementoIF memento) {return ((Memento) memento).getState();}}

4 管理者

public class CareTaker {private List<MementoIF> mementoList = new ArrayList<MementoIF>();public void add(MementoIF memento) {mementoList.add(memento);}public MementoIF get(int index) {return mementoList.get(index);}}

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状态模式

在状态模式（State Pattern）中，类的行为是基于它的状态改变的。这种类型的设计模式属于行为型模式。

在状态模式中，我们创建表示各种状态的对象和一个行为随着状态对象改变而改变的 context 对象。

介绍

意图：允许对象在内部状态发生改变时改变它的行为，对象看起来好像修改了它的类。

主要解决：对象的行为依赖于它的状态（属性），并且可以根据它的状态改变而改变它的相关行为。

何时使用：代码中包含大量与对象状态有关的条件语句。

如何解决：将各种具体的状态类抽象出来。

关键代码：通常命令模式的接口中只有一个方法。而状态模式的接口中有一个或者多个方法。而且，状态模式的实现类的方法，一般返回值，或者是改变实例变量的值。也就是说，状态模式一般和对象的状态有关。实现类的方法有不同的功能，覆盖接口中的方法。状态模式和命令模式一样，也可以用于消除 if…else 等条件选择语句。

应用实例： 1、打篮球的时候运动员可以有正常状态、不正常状态和超常状态。 2、曾侯乙编钟中，‘钟是抽象接口’,'钟A’等是具体状态，'曾侯乙编钟’是具体环境（Context）。

优点： 1、封装了转换规则。 2、枚举可能的状态，在枚举状态之前需要确定状态种类。 3、将所有与某个状态有关的行为放到一个类中，并且可以方便地增加新的状态，只需要改变对象状态即可改变对象的行为。 4、允许状态转换逻辑与状态对象合成一体，而不是某一个巨大的条件语句块。 5、可以让多个环境对象共享一个状态对象，从而减少系统中对象的个数。

缺点： 1、状态模式的使用必然会增加系统类和对象的个数。 2、状态模式的结构与实现都较为复杂，如果使用不当将导致程序结构和代码的混乱。 3、状态模式对"开闭原则"的支持并不太好，对于可以切换状态的状态模式，增加新的状态类需要修改那些负责状态转换的源代码，否则无法切换到新增状态，而且修改某个状态类的行为也需修改对应类的源代码。

使用场景： 1、行为随状态改变而改变的场景。 2、条件、分支语句的代替者。

注意事项：在行为受状态约束的时候使用状态模式，而且状态不超过 5 个。

举例（人物在地点A向地点B移动，在地点B向地点A移动）

1 state接口

public interface State {public void stop();public void move();}

2 状态实例

public class PlaceA implements State {private Player context;public PlaceA(Player context) {this.context = context;}@Overridepublic void move() {System.out.println("处于地点A,开始向B移动");System.out.println("--------");context.setDirection("AB");context.setState(context.onMove);}@Overridepublic void stop() {// TODO Auto-generated method stubSystem.out.println("正处在地点A，不用停止移动");System.out.println("--------");}}

3 context(player)拥有状态的对象

public class Player {State placeA;State placeB;State onMove;private State state;private String direction;public Player() {direction = "AB";placeA = new PlaceA(this);placeB = new PlaceB(this);onMove = new OnMove(this);this.state = placeA;}public void move() {System.out.println("指令:开始移动");state.move();}public void stop() {System.out.println("指令:停止移动");state.stop();}public State getState() {return state;}public void setState(State state) {this.state = state;}public void setDirection(String direction) {this.direction = direction;}public String getDirection() {return direction;}}

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访问者模式

在访问者模式（Visitor Pattern）中，我们使用了一个访问者类，它改变了元素类的执行算法。通过这种方式，元素的执行算法可以随着访问者改变而改变。这种类型的设计模式属于行为型模式。根据模式，元素对象已接受访问者对象，这样访问者对象就可以处理元素对象上的操作。

介绍

意图：主要将数据结构与数据操作分离。

主要解决：稳定的数据结构和易变的操作耦合问题。

何时使用：需要对一个对象结构中的对象进行很多不同的并且不相关的操作，而需要避免让这些操作"污染"这些对象的类，使用访问者模式将这些封装到类中。

如何解决：在被访问的类里面加一个对外提供接待访问者的接口。

关键代码：在数据基础类里面有一个方法接受访问者，将自身引用传入访问者。

应用实例：您在朋友家做客，您是访问者，朋友接受您的访问，您通过朋友的描述，然后对朋友的描述做出一个判断，这就是访问者模式。

优点： 1、符合单一职责原则。 2、优秀的扩展性。 3、灵活性。

缺点： 1、具体元素对访问者公布细节，违反了迪米特原则。 2、具体元素变更比较困难。 3、违反了依赖倒置原则，依赖了具体类，没有依赖抽象。

使用场景： 1、对象结构中对象对应的类很少改变，但经常需要在此对象结构上定义新的操作。 2、需要对一个对象结构中的对象进行很多不同的并且不相关的操作，而需要避免让这些操作"污染"这些对象的类，也不希望在增加新操作时修改这些类。

注意事项：访问者可以对功能进行统一，可以做报表、UI、拦截器与过滤器。

访问者模式包含以下主要角色。

抽象访问者（Visitor）角色：定义一个访问具体元素的接口，为每个具体元素类对应一个访问操作 visit() ，该操作中的参数类型标识了被访问的具体元素。

具体访问者（ConcreteVisitor）角色：实现抽象访问者角色中声明的各个访问操作，确定访问者访问一个元素时该做什么。

抽象元素（Element）角色：声明一个包含接受操作 accept() 的接口，被接受的访问者对象作为 accept() 方法的参数。

具体元素（ConcreteElement）角色：实现抽象元素角色提供的 accept() 操作，其方法体通常都是 visitor.visit(this) ，另外具体元素中可能还包含本身业务逻辑的相关操作。

对象结构（Object Structure）角色：是一个包含元素角色的容器，提供让访问者对象遍历容器中的所有元素的方法，通常由 List、Set、Map 等聚合类实现。

1 抽象访问者

public interface Visitor {abstract public void Visit(Element element);}

2 具体访问者

public class CompensationVisitor implements Visitor {@Overridepublic void Visit(Element element) {// TODO Auto-generated method stubEmployee employee = ((Employee) element);System.out.println(employee.getName() + "'s Compensation is " + (employee.getDegree() * employee.getVacationDays() * 10));}}

3 抽象元素

public interface Element {abstract public void Accept(Visitor visitor);}

4 具体元素

public class CompensationVisitor implements Visitor {@Overridepublic void Visit(Element element) {// TODO Auto-generated method stubEmployee employee = ((Employee) element);System.out.println(employee.getName() + "'s Compensation is " + (employee.getDegree() * employee.getVacationDays() * 10));}}

5 对象结构

public class ObjectStructure {private HashMap<String, Employee> employees;public ObjectStructure() {employees = new HashMap();}public void Attach(Employee employee) {employees.put(employee.getName(), employee);}public void Detach(Employee employee) {employees.remove(employee);}public Employee getEmployee(String name) {return employees.get(name);}public void Accept(Visitor visitor) {for (Employee e : employees.values()) {e.Accept(visitor);}}}

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中介者模式

中介者模式（Mediator Pattern）是用来降低多个对象和类之间的通信复杂性。这种模式提供了一个中介类，该类通常处理不同类之间的通信，并支持松耦合，使代码易于维护。中介者模式属于行为型模式。

介绍

意图：用一个中介对象来封装一系列的对象交互，中介者使各对象不需要显式地相互引用，从而使其耦合松散，而且可以独立地改变它们之间的交互。

主要解决：对象与对象之间存在大量的关联关系，这样势必会导致系统的结构变得很复杂，同时若一个对象发生改变，我们也需要跟踪与之相关联的对象，同时做出相应的处理。

何时使用：多个类相互耦合，形成了网状结构。

如何解决：将上述网状结构分离为星型结构。

关键代码：对象 Colleague 之间的通信封装到一个类中单独处理。

应用实例： 1、中国加入 WTO 之前是各个国家相互贸易，结构复杂，现在是各个国家通过 WTO 来互相贸易。 2、机场调度系统。 3、MVC 框架，其中C（控制器）就是 M（模型）和 V（视图）的中介者。

优点： 1、降低了类的复杂度，将一对多转化成了一对一。 2、各个类之间的解耦。 3、符合迪米特原则。

缺点：中介者会庞大，变得复杂难以维护。

使用场景： 1、系统中对象之间存在比较复杂的引用关系，导致它们之间的依赖关系结构混乱而且难以复用该对象。 2、想通过一个中间类来封装多个类中的行为，而又不想生成太多的子类。

注意事项：不应当在职责混乱的时候使用。

举例（通过中介卖方）

1 抽象中介者

public interface Mediator {void register(Colleague colleague); // 客户注册void relay(String from, String to,String ad); // 转发}

2 具体中介者

public class ConcreteMediator implements Mediator {private List<Colleague> colleagues = new ArrayList<Colleague>();@Overridepublic void register(Colleague colleague) {// TODO Auto-generated method stubif (!colleagues.contains(colleague)) {colleagues.add(colleague);colleague.setMedium(this);}}@Overridepublic void relay(String from, String to, String ad) {// TODO Auto-generated method stubfor (Colleague cl : colleagues) {String name = cl.getName();if (name.equals(to)) {cl.receive(from, ad);}}}}

3 抽象同事类

public abstract class Colleague {protected Mediator mediator;protected String name;public Colleague(String name) {this.name = name;}public void setMedium(Mediator mediator) {this.mediator = mediator;}public String getName() {return name;}public abstract void Send(String to, String ad);public abstract void receive(String from, String ad);}

4 具体同事类

public class Buyer extends Colleague {public Buyer(String name) {super(name);}@Overridepublic void Send(String to, String ad) {// TODO Auto-generated method stubmediator.relay(name, to, ad);}@Overridepublic void receive(String from, String ad) {// TODO Auto-generated method stubSystem.out.println(name + "接收到来自" + from + "的消息:" + ad);}}

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解释器模式

解释器模式（Interpreter Pattern）提供了评估语言的语法或表达式的方式，它属于行为型模式。这种模式实现了一个表达式接口，该接口解释一个特定的上下文。这种模式被用在 SQL 解析、符号处理引擎等。

介绍

意图：给定一个语言，定义它的文法表示，并定义一个解释器，这个解释器使用该标识来解释语言中的句子。

主要解决：对于一些固定文法构建一个解释句子的解释器。

何时使用：如果一种特定类型的问题发生的频率足够高，那么可能就值得将该问题的各个实例表述为一个简单语言中的句子。这样就可以构建一个解释器，该解释器通过解释这些句子来解决该问题。

如何解决：构件语法树，定义终结符与非终结符。

关键代码：构件环境类，包含解释器之外的一些全局信息，一般是 HashMap。

应用实例：编译器、运算表达式计算。

优点： 1、可扩展性比较好，灵活。 2、增加了新的解释表达式的方式。 3、易于实现简单文法。

缺点： 1、可利用场景比较少。 2、对于复杂的文法比较难维护。 3、解释器模式会引起类膨胀。 4、解释器模式采用递归调用方法。

使用场景： 1、可以将一个需要解释执行的语言中的句子表示为一个抽象语法树。 2、一些重复出现的问题可以用一种简单的语言来进行表达。 3、一个简单语法需要解释的场景。

注意事项：可利用场景比较少，JAVA 中如果碰到可以用 expression4J 代替。