设计模式是软件开发中的最佳实践，帮助开发者解决常见的设计问题。通过使用设计模式，可以提高代码的可维护性、可扩展性和重用性。本文将详细介绍几种常用的Java设计模式，包括创建型模式、结构型模式和行为型模式，并提供相应的代码示例。

1. 创建型模式

创建型模式关注对象的创建过程，主要包括单例模式、工厂模式、抽象工厂模式、建造者模式和原型模式。

单例模式（Singleton）

单例模式确保一个类只有一个实例，并提供全局访问点。

public class Singleton {
    private static Singleton instance;

    private Singleton() {}

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

工厂模式（Factory Method）

工厂模式定义一个创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类。

interface Product {
    void use();
}

class ConcreteProductA implements Product {
    public void use() {
        System.out.println("Using Product A");
    }
}

class ConcreteProductB implements Product {
    public void use() {
        System.out.println("Using Product B");
    }
}

abstract class Factory {
    abstract Product createProduct();

    public void doSomething() {
        Product product = createProduct();
        product.use();
    }
}

class ConcreteFactoryA extends Factory {
    Product createProduct() {
        return new ConcreteProductA();
    }
}

class ConcreteFactoryB extends Factory {
    Product createProduct() {
        return new ConcreteProductB();
    }
}

2. 结构型模式

结构型模式关注类和对象的组合，主要包括适配器模式、装饰者模式、代理模式、外观模式、桥接模式和组合模式。

适配器模式（Adapter）

适配器模式将一个类的接口转换成客户期望的另一个接口，使得原本因接口不兼容而不能一起工作的类可以合作。

interface Target {
    void request();
}

class Adaptee {
    void specificRequest() {
        System.out.println("Specific request");
    }
}

class Adapter implements Target {
    private Adaptee adaptee;

    Adapter(Adaptee adaptee) {
        this.adaptee = adaptee;
    }

    public void request() {
        adaptee.specificRequest();
    }
}

装饰者模式（Decorator）

装饰者模式动态地给对象添加一些额外的职责。

interface Component {
    void operation();
}

class ConcreteComponent implements Component {
    public void operation() {
        System.out.println("ConcreteComponent operation");
    }
}

abstract class Decorator implements Component {
    protected Component component;

    Decorator(Component component) {
        this.component = component;
    }

    public void operation() {
        component.operation();
    }
}

class ConcreteDecoratorA extends Decorator {
    ConcreteDecoratorA(Component component) {
        super(component);
    }

    public void operation() {
        super.operation();
        System.out.println("ConcreteDecoratorA operation");
    }
}

class ConcreteDecoratorB extends Decorator {
    ConcreteDecoratorB(Component component) {
        super(component);
    }

    public void operation() {
        super.operation();
        System.out.println("ConcreteDecoratorB operation");
    }
}

3. 行为型模式

行为型模式关注对象之间的职责分配，主要包括策略模式、观察者模式、命令模式、迭代器模式、模板方法模式和状态模式。

策略模式（Strategy）

策略模式定义了一系列算法，将每个算法封装起来，并使它们可以互换。

interface Strategy {
    void execute();
}

class ConcreteStrategyA implements Strategy {
    public void execute() {
        System.out.println("Executing Strategy A");
    }
}

class ConcreteStrategyB implements Strategy {
    public void execute() {
        System.out.println("Executing Strategy B");
    }
}

class Context {
    private Strategy strategy;

    Context(Strategy strategy) {
        this.strategy = strategy;
    }

    void setStrategy(Strategy strategy) {
        this.strategy = strategy;
    }

    void executeStrategy() {
        strategy.execute();
    }
}

观察者模式（Observer）

观察者模式定义对象间的一种一对多依赖关系，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自动更新。

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

interface Observer {
    void update();
}

class ConcreteObserver implements Observer {
    public void update() {
        System.out.println("Observer updated");
    }
}

class Subject {
    private List<Observer> observers = new ArrayList<>();

    void attach(Observer observer) {
        observers.add(observer);
    }

    void detach(Observer observer) {
        observers.remove(observer);
    }

    void notifyObservers() {
        for (Observer observer : observers) {
            observer.update();
        }
    }
}

结语

掌握这些设计模式，不仅能帮助你写出更优雅、更高效的代码，还能提高你的编程水平和代码质量。如果你觉得这篇文章对你有所帮助，欢迎分享给你的朋友或者在评论区留言讨论！

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