Java开发中的23种设计模式详解 【转】

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。

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。

1、开闭原则（Open Close Principle）

2、里氏代换原则（Liskov Substitution Principle）

3、依赖倒转原则（Dependence Inversion Principle）

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

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。

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。

原则是尽量使用合成/聚合的方式，而不是使用继承。

Java的23中设计模式

1、工厂方法模式（Factory Method）

11、普通工厂模式，就是建立一个工厂类，对实现了同一接口的一些类进行实例的创建。首先看下关系图：

举例如下：（我们举一个发送邮件和短信的例子）

首先，创建二者的共同接口：

public interface Sender {  

•     public void Send();  
• }  

其次，创建实现类：

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 sms sender!");  
•     }  
• }  

最后，建工厂类：

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;  
•         }  
•     }  
• }  

我们来测试下：

22、多个工厂方法模式，是对普通工厂方法模式的改进，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，而多个工厂方法模式是提供多个工厂方法，分别创建对象。关系图：

将上面的代码做下修改，改动下SendFactory类就行，如下：

        return new MailSender();  

•     }  
•       
•     public Sender produceSms(){  
•         return new SmsSender();  
•     }  
• }  

测试类如下：

public class FactoryTest {  

•   
•     public static void main(String[] args) {  
•         SendFactory factory = new SendFactory();  
•         Sender sender = factory.produceMail();  
•         sender.Send();  
•     }  
• }  

33、静态工厂方法模式，将上面的多个工厂方法模式里的方法置为静态的，不需要创建实例，直接调用即可。

public class SendFactory {  

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

public class FactoryTest {  

•   
•     public static void main(String[] args) {      
•         Sender sender = SendFactory.produceMail();  
•         sender.Send();  
•     }  
• }  

总体来说，工厂模式适合：凡是出现了大量的产品需要创建，并且具有共同的接口时，可以通过工厂方法模式进行创建。在以上的三种模式中，第一种如果传入的字符串有误，不能正确创建对象，第三种相对于第二种，不需要实例化工厂类，所以，大多数情况下，我们会选用第三种——静态工厂方法模式。

工厂方法模式有一个问题就是，类的创建依赖工厂类，也就是说，如果想要拓展程序，必须对工厂类进行修改，这违背了闭包原则，所以，从设计角度考虑，有一定的问题，如何解决？就用到抽象工厂模式，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。因为抽象工厂不太好理解，我们先看看图，然后就和代码，就比较容易理解。

请看例子：

public interface Sender {  

•     public void Send();  
• }  

两个实现类：

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 sms sender!");  
•     }  
• }  

两个工厂类：

public class SendMailFactory implements Provider {  

•       
•     @Override  
•     public Sender produce(){  
•         return new MailSender();  
•     }  
• }  

public class SendSmsFactory implements Provider{  

•   
•     @Override  
•     public Sender produce() {  
•         return new SmsSender();  
•     }  
• }  

在提供一个接口：

public interface Provider {  

•     public Sender produce();  
• }  

测试类：

public class Test {  

•   
•     public static void main(String[] args) {  
•         Provider provider = new SendMailFactory();  
•         Sender sender = provider.produce();  
•         sender.Send();  
•     }  
• }  

3、单例模式（Singleton）

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。

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。

首先我们写一个简单的单例类：

public class Singleton {  

•   
•     /* 持有私有静态实例，防止被引用，此处赋值为null，目的是实现延迟加载 */  
•     private static Singleton instance = null;  
•   
•     /* 私有构造方法，防止被实例化 */  
•     private Singleton() {  
•     }  
•   
•     /* 静态工程方法，创建实例 */  
•     public static Singleton getInstance() {  
•         if (instance == null) {  
•             instance = new Singleton();  
•         }  
•         return instance;  
•     }  
•   
•     /* 如果该对象被用于序列化，可以保证对象在序列化前后保持一致 */  
•     public Object readResolve() {  
•         return instance;  
•     }  
• }  

这个类可以满足基本要求，但是，像这样毫无线程安全保护的类，如果我们把它放入多线程的环境下，肯定就会出现问题了，如何解决？我们首先会想到对getInstance方法加synchronized关键字，如下：

public static synchronized Singleton getInstance() {  

•         if (instance == null) {  
•             instance = new Singleton();  
•         }  
•         return instance;  
•     }  

但是，synchronized关键字锁住的是这个对象，这样的用法，在性能上会有所下降，因为每次调用getInstance()，都要对对象上锁，事实上，只有在第一次创建对象的时候需要加锁，之后就不需要了，所以，这个地方需要改进。我们改成下面这个：

public static Singleton getInstance() {  

•         if (instance == null) {  
•             synchronized (instance) {  
•                 if (instance == null) {  
•                     instance = new Singleton();  
•                 }  
•             }  
•         }  
•         return instance;  
•     }  

似乎解决了之前提到的问题，将synchronized关键字加在了内部，也就是说当调用的时候是不需要加锁的，只有在instance为null，并创建对象的时候才需要加锁，性能有一定的提升。但是，这样的情况，还是有可能有问题的，看下面的情况：在Java指令中创建对象和赋值操作是分开进行的，也就是说instance = new Singleton();语句是分两步执行的。但是JVM并不保证这两个操作的先后顺序，也就是说有可能JVM会为新的Singleton实例分配空间，然后直接赋值给instance成员，然后再去初始化这个Singleton实例。这样就可能出错了，我们以A、B两个线程为例：

a>A、B线程同时进入了第一个if判断

b>A首先进入synchronized块，由于instance为null，所以它执行instance = new Singleton();

c>由于JVM内部的优化机制，JVM先画出了一些分配给Singleton实例的空白内存，并赋值给instance成员（注意此时JVM没有开始初始化这个实例），然后A离开了synchronized块。

d>B进入synchronized块，由于instance此时不是null，因此它马上离开了synchronized块并将结果返回给调用该方法的程序。

e>此时B线程打算使用Singleton实例，却发现它没有被初始化，于是错误发生了。

所以程序还是有可能发生错误，其实程序在运行过程是很复杂的，从这点我们就可以看出，尤其是在写多线程环境下的程序更有难度，有挑战性。我们对该程序做进一步优化：

private static class SingletonFactory{           

•         private static Singleton instance = new Singleton();           
•     }           
•     public static Singleton getInstance(){           
•         return SingletonFactory.instance;           
•     }   

实际情况是，单例模式使用内部类来维护单例的实现，JVM内部的机制能够保证当一个类被加载的时候，这个类的加载过程是线程互斥的。这样当我们第一次调用getInstance的时候，JVM能够帮我们保证instance只被创建一次，并且会保证把赋值给instance的内存初始化完毕，这样我们就不用担心上面的问题。同时该方法也只会在第一次调用的时候使用互斥机制，这样就解决了低性能问题。这样我们暂时总结一个完美的单例模式：

public class Singleton {  

•   
•     /* 私有构造方法，防止被实例化 */  
•     private Singleton() {  
•     }  
•   
•     /* 此处使用一个内部类来维护单例 */  
•     private static class SingletonFactory {  
•         private static Singleton instance = new Singleton();  
•     }  
•   
•     /* 获取实例 */  
•     public static Singleton getInstance() {  
•         return SingletonFactory.instance;  
•     }  
•   
•     /* 如果该对象被用于序列化，可以保证对象在序列化前后保持一致 */  
•     public Object readResolve() {  
•         return getInstance();  
•     }  
• }  

其实说它完美，也不一定，如果在构造函数中抛出异常，实例将永远得不到创建，也会出错。所以说，十分完美的东西是没有的，我们只能根据实际情况，选择最适合自己应用场景的实现方法。也有人这样实现：因为我们只需要在创建类的时候进行同步，所以只要将创建和getInstance()分开，单独为创建加synchronized关键字，也是可以的：

public class SingletonTest {  

•   
•     private static SingletonTest instance = null;  
•   
•     private SingletonTest() {  
•     }  
•   
•     private static synchronized void syncInit() {  
•         if (instance == null) {  
•             instance = new SingletonTest();  
•         }  
•     }  
•   
•     public static SingletonTest getInstance() {  
•         if (instance == null) {  
•             syncInit();  
•         }  
•         return instance;  
•     }  
• }  

补充：采用"影子实例"的办法为单例对象的属性同步更新

public class SingletonTest {  

•   
•     private static SingletonTest instance = null;  
•     private Vector properties = null;  
•   
•     public Vector getProperties() {  
•         return properties;  
•     }  
•   
•     private SingletonTest() {  
•     }  
•   
•     private static synchronized void syncInit() {  
•         if (instance == null) {  
•             instance = new SingletonTest();  
•         }  
•     }  
•   
•     public static SingletonTest getInstance() {  
•         if (instance == null) {  
•             syncInit();  
•         }  
•         return instance;  
•     }  
•   
•     public void updateProperties() {  
•         SingletonTest shadow = new SingletonTest();  
•         properties = shadow.getProperties();  
•     }  
• }  

1、单例模式理解起来简单，但是具体实现起来还是有一定的难度。

到这儿，单例模式基本已经讲完了，结尾处，笔者突然想到另一个问题，就是采用类的静态方法，实现单例模式的效果，也是可行的，此处二者有什么不同？

其次，单例可以被延迟初始化，静态类一般在第一次加载是初始化。之所以延迟加载，是因为有些类比较庞大，所以延迟加载有助于提升性能。

最后一点，单例类比较灵活，毕竟从实现上只是一个普通的Java类，只要满足单例的基本需求，你可以在里面随心所欲的实现一些其它功能，但是静态类不行。从上面这些概括中，基本可以看出二者的区别，但是，从另一方面讲，我们上面最后实现的那个单例模式，内部就是用一个静态类来实现的，所以，二者有很大的关联，只是我们考虑问题的层面不同罢了。两种思想的结合，才能造就出完美的解决方案，就像HashMap采用数组+链表来实现一样，其实生活中很多事情都是这样，单用不同的方法来处理问题，总是有优点也有缺点，最完美的方法是，结合各个方法的优点，才能最好的解决问题！

工厂类模式提供的是创建单个类的模式，而建造者模式则是将各种产品集中起来进行管理，用来创建复合对象，所谓复合对象就是指某个类具有不同的属性，其实建造者模式就是前面抽象工厂模式和最后的Test结合起来得到的。我们看一下代码：

还和前面一样，一个Sender接口，两个实现类MailSender和SmsSender。最后，建造者类如下：

public class Builder {  

•       
•     private List<Sender> list = new ArrayList<Sender>();  
•       
•     public void produceMailSender(int count){  
•         for(int i=0; i<count; i++){  
•             list.add(new MailSender());  
•         }  
•     }  
•       
•     public void produceSmsSender(int count){  
•         for(int i=0; i<count; i++){  
•             list.add(new SmsSender());  
•         }  
•     }  
• }  

测试类：

public class Test {  

•   
•     public static void main(String[] args) {  
•         Builder builder = new Builder();  
•         builder.produceMailSender(10);  
•     }  
• }  

5、原型模式（Prototype）

原型模式虽然是创建型的模式，但是与工程模式没有关系，从名字即可看出，该模式的思想就是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。本小结会通过对象的复制，进行讲解。在Java中，复制对象是通过clone()实现的，先创建一个原型类：

public class Prototype implements Cloneable {  

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

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。

此处，写一个深浅复制的例子：

public class Prototype implements Cloneable, Serializable {  

•   
•     private static final long serialVersionUID = 1L;  
•     private String string;  
•   
•     private SerializableObject obj;  
•   
•     /* 浅复制 */  
•     public Object clone() throws CloneNotSupportedException {  
•         Prototype proto = (Prototype) super.clone();  
•         return proto;  
•     }  
•   
•     /* 深复制 */  
•     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);  
•   
•         /* 读出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 {  
•     private static final long serialVersionUID = 1L;  
• }  

public class Source {  

•   
•     public void method1() {  
•         System.out.println("this is original method!");  
•     }  
• }  

public interface Targetable {  

•   
•     /* 与原类中的方法相同 */  
•     public void method1();  
•   
•     /* 新类的方法 */  
•     public void method2();  
• }  

public class Adapter extends Source implements Targetable {  

•   
•     @Override  
•     public void method2() {  
•         System.out.println("this is the targetable method!");  
•     }  
• }  

public class AdapterTest {  

•   
•     public static void main(String[] args) {  
•         Targetable target = new Adapter();  
•         target.method1();  
•         target.method2();  
•     }  
• }  

this is original method!
this is the targetable method!

对象的适配器模式

public class Wrapper implements Targetable {  

•   
•     private Source source;  
•       
•     public Wrapper(Source source){  
•         super();  
•         this.source = source;  
•     }  
•     @Override  
•     public void method2() {  
•         System.out.println("this is the targetable method!");  
•     }  
•   
•     @Override  
•     public void method1() {  
•         source.method1();  
•     }  
• }  

public class AdapterTest {  

•   
•     public static void main(String[] args) {  
•         Source source = new Source();  
•         Targetable target = new Wrapper(source);  
•         target.method1();  
•         target.method2();  
•     }  
• }  

第三种适配器模式是接口的适配器模式，接口的适配器是这样的：有时我们写的一个接口中有多个抽象方法，当我们写该接口的实现类时，必须实现该接口的所有方法，这明显有时比较浪费，因为并不是所有的方法都是我们需要的，有时只需要某一些，此处为了解决这个问题，我们引入了接口的适配器模式，借助于一个抽象类，该抽象类实现了该接口，实现了所有的方法，而我们不和原始的接口打交道，只和该抽象类取得联系，所以我们写一个类，继承该抽象类，重写我们需要的方法就行。看一下类图：

这个很好理解，在实际开发中，我们也常会遇到这种接口中定义了太多的方法，以致于有时我们在一些实现类中并不是都需要。看代码：

public interface Sourceable {  

•       
•     public void method1();  
•     public void method2();  
• }  

public abstract class Wrapper2 implements Sourceable{  

•       
•     public void method1(){}  
•     public void method2(){}  
• }  

public class SourceSub1 extends Wrapper2 {  

•     public void method1(){  
•         System.out.println("the sourceable interface‘s first Sub1!");  
•     }  
• }  

public class SourceSub2 extends Wrapper2 {  

•     public void method2(){  
•         System.out.println("the sourceable interface‘s second Sub2!");  
•     }  
• }  

public class WrapperTest {  

•   
•     public static void main(String[] args) {  
•         Sourceable source1 = new SourceSub1();  
•         Sourceable source2 = new SourceSub2();  
•           
•         source1.method1();  
•         source1.method2();  
•         source2.method1();  
•         source2.method2();  
•     }  
• }  

the sourceable interface‘s first Sub1!
the sourceable interface‘s second Sub2!

 讲了这么多，总结一下三种适配器模式的应用场景：

对象的适配器模式：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。

7、装饰模式（Decorator）

public interface Sourceable {  

•     public void method();  
• }  

public class Source implements Sourceable {  

•   
•     @Override  
•     public void method() {  
•         System.out.println("the original method!");  
•     }  
• }  

public class Decorator implements Sourceable {  

•   
•     private Sourceable source;  
•       
•     public Decorator(Sourceable source){  
•         super();  
•         this.source = source;  
•     }  
•     @Override  
•     public void method() {  
•         System.out.println("before decorator!");  
•         source.method();  
•         System.out.println("after decorator!");  
•     }  
• }  

public class DecoratorTest {  

•   
•     public static void main(String[] args) {  
•         Sourceable source = new Source();  
•         Sourceable obj = new Decorator(source);  
•         obj.method();  
•     }  
• }  

before decorator!
the original method!
after decorator!

1、需要扩展一个类的功能。

缺点：产生过多相似的对象，不易排错！

其实每个模式名称就表明了该模式的作用，代理模式就是多一个代理类出来，替原对象进行一些操作，比如我们在租房子的时候回去找中介，为什么呢？因为你对该地区房屋的信息掌握的不够全面，希望找一个更熟悉的人去帮你做，此处的代理就是这个意思。再如我们有的时候打官司，我们需要请律师，因为律师在法律方面有专长，可以替我们进行操作，表达我们的想法。先来看看关系图：

public interface Sourceable {  

•     public void method();  
• }  

public class Source implements Sourceable {  

•   
•     @Override  
•     public void method() {  
•         System.out.println("the original method!");  
•     }  
• }  

public class Proxy implements Sourceable {  

•   
•     private Source source;  
•     public Proxy(){  
•         super();  
•         this.source = new Source();  
•     }  
•     @Override  
•     public void method() {  
•         before();  
•         source.method();  
•         atfer();  
•     }  
•     private void atfer() {  
•         System.out.println("after proxy!");  
•     }  
•     private void before() {  
•         System.out.println("before proxy!");  
•     }  
• }  

public class ProxyTest {  

•   
•     public static void main(String[] args) {  
•         Sourceable source = new Proxy();  
•         source.method();  
•     }  
•   
• }  

before proxy!
the original method!
after proxy!

如果已有的方法在使用的时候需要对原有的方法进行改进，此时有两种办法：

2、就是采用一个代理类调用原有的方法，且对产生的结果进行控制。这种方法就是代理模式。

9、外观模式（Facade）

spring一样，可以将类和类之间的关系配置到配置文件中，而外观模式就是将他们的关系放在一个Facade类中，降低了类类之间的耦合度，该模式中没有涉及到接口，看下类图：（我们以一个计算机的启动过程为例）

我们先看下实现类：

public class CPU {  

•       
•     public void startup(){  
•         System.out.println("cpu startup!");  
•     }  
•       
•     public void shutdown(){  
•         System.out.println("cpu shutdown!");  
•     }  
• }  

public class Memory {  

•       
•     public void startup(){  
•         System.out.println("memory startup!");  
•     }  
•       
•     public void shutdown(){  
•         System.out.println("memory shutdown!");  
•     }  
• }  

public class Disk {  

•       
•     public void startup(){  
•         System.out.println("disk startup!");  
•     }  
•       
•     public void shutdown(){  
•         System.out.println("disk shutdown!");  
•     }  
• }  

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 startup(){  
•         System.out.println("start the computer!");  
•         cpu.startup();  
•         memory.startup();  
•         disk.startup();  
•         System.out.println("start computer finished!");  
•     }  
•       
•     public void shutdown(){  
•         System.out.println("begin to close the computer!");  
•         cpu.shutdown();  
•         memory.shutdown();  
•         disk.shutdown();  
•         System.out.println("computer closed!");  
•     }  
• }  

public class User {  

•   
•     public static void main(String[] args) {  
•         Computer computer = new Computer();  
•         computer.startup();  
•         computer.shutdown();  
•     }  
• }  

start the computer!
cpu startup!
memory startup!
disk startup!
start computer finished!
begin to close the computer!
cpu shutdown!
memory shutdown!
disk shutdown!
computer closed!

10、桥接模式（Bridge）

数据库的时候，在各个数据库之间进行切换，基本不需要动太多的代码，甚至丝毫不用动，原因就是JDBC提供统一接口，每个数据库提供各自的实现，用一个叫做数据库驱动的程序来桥接就行了。我们来看看关系图：

实现代码：

public interface Sourceable {  

•     public void method();  
• }  

public class SourceSub1 implements Sourceable {  

•   
•     @Override  
•     public void method() {  
•         System.out.println("this is the first sub!");  
•     }  
• }  

public class SourceSub2 implements Sourceable {  

•   
•     @Override  
•     public void method() {  
•         System.out.println("this is the second sub!");  
•     }  
• }  

public abstract class Bridge {  

•     private Sourceable source;  
•   
•     public void method(){  
•         source.method();  
•     }  
•       
•     public Sourceable getSource() {  
•         return source;  
•     }  
•   
•     public void setSource(Sourceable source) {  
•         this.source = source;  
•     }  
• }  

public class MyBridge extends Bridge {  

•     public void method(){  
•         getSource().method();  
•     }  
• }  

public class BridgeTest {  

•       
•     public static void main(String[] args) {  
•           
•         Bridge bridge = new MyBridge();  
•           
•         /*调用第一个对象*/  
•         Sourceable source1 = new SourceSub1();  
•         bridge.setSource(source1);  
•         bridge.method();  
•           
•         /*调用第二个对象*/  
•         Sourceable source2 = new SourceSub2();  
•         bridge.setSource(source2);  
•         bridge.method();  
•     }  
• }  

this is the first sub!
this is the second sub!

组合模式有时又叫部分-整体模式在处理类似树形结构的问题时比较方便，看看关系图：

直接来看代码：

public class TreeNode {  

•       
•     private String name;  
•     private TreeNode parent;  
•     private Vector<TreeNode> children = new Vector<TreeNode>();  
•       
•     public TreeNode(String name){  
•         this.name = name;  
•     }  
•   
•     public String getName() {  
•         return name;  
•     }  
•   
•     public void setName(String name) {  
•         this.name = name;  
•     }  
•   
•     public TreeNode getParent() {  
•         return parent;  
•     }  
•   
•     public void setParent(TreeNode parent) {  
•         this.parent = parent;  
•     }  
•       
•     //添加孩子节点  
•     public void add(TreeNode node){  
•         children.add(node);  
•     }  
•       
•     //删除孩子节点  
•     public void remove(TreeNode node){  
•         children.remove(node);  
•     }  
•       
•     //取得孩子节点  
•     public Enumeration<TreeNode> getChildren(){  
•         return children.elements();  
•     }  
• }  

public class Tree {  

•   
•     TreeNode root = null;  
•   
•     public Tree(String name) {  
•         root = new TreeNode(name);  
•     }  
•   
•     public static void main(String[] args) {  
•         Tree tree = new Tree("A");  
•         TreeNode nodeB = new TreeNode("B");  
•         TreeNode nodeC = new TreeNode("C");  
•           
•         nodeB.add(nodeC);  
•         tree.root.add(nodeB);  
•         System.out.println("build the tree finished!");  
•     }  
• }  

12、享元模式（Flyweight）

看个例子：

看下数据库连接池的代码：

public class ConnectionPool {  

•       
•     private Vector<Connection> pool;  
•       
•     /*公有属性*/  
•     private String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/test";  
•     private String username = "root";  
•     private String password = "root";  
•     private String driverClassName = "com.mysql.jdbc.Driver";  
•   
•     private int poolSize = 100;  
•     private static ConnectionPool instance = null;  
•     Connection conn = null;  
•   
•     /*构造方法，做一些初始化工作*/  
•     private ConnectionPool() {  
•         pool = new Vector<Connection>(poolSize);  
•   
•         for (int i = 0; i < poolSize; i++) {  
•             try {  
•                 Class.forName(driverClassName);  
•                 conn = DriverManager.getConnection(url, username, password);  
•                 pool.add(conn);  
•             } catch (ClassNotFoundException e) {  
•                 e.printStackTrace();  
•             } catch (SQLException e) {  
•                 e.printStackTrace();  
•             }  
•         }  
•     }  
•   
•     /* 返回连接到连接池 */  
•     public synchronized void release() {  
•         pool.add(conn);  
•     }  
•   
•     /* 返回连接池中的一个数据库连接 */  
•     public synchronized Connection getConnection() {  
•         if (pool.size() > 0) {  
•             Connection conn = pool.get(0);  
•             pool.remove(conn);  
•             return conn;  
•         } else {  
•             return null;  
•         }  
•     }  
• }  

public interface ICalculator {  

•     public int calculate(String exp);  
• }  

public abstract class AbstractCalculator {  

•       
•     public int[] split(String exp,String opt){  
•         String array[] = exp.split(opt);  
•         int arrayInt[] = new int[2];  
•         arrayInt[0] = Integer.parseInt(array[0]);  
•         arrayInt[1] = Integer.parseInt(array[1]);  
•         return arrayInt;  
•     }  
• }  

public class Plus extends AbstractCalculator implements ICalculator {  

•   
•     @Override  
•     public int calculate(String exp) {  
•         int arrayInt[] = split(exp,"\\+");  
•         return arrayInt[0]+arrayInt[1];  
•     }  
• }  

public class Minus extends AbstractCalculator implements ICalculator {  

•   
•     @Override  
•     public int calculate(String exp) {  
•         int arrayInt[] = split(exp,"-");  
•         return arrayInt[0]-arrayInt[1];  
•     }  
•   
• }  

public class Multiply extends AbstractCalculator implements ICalculator {  

•   
•     @Override  
•     public int calculate(String exp) {  
•         int arrayInt[] = split(exp,"\\*");  
•         return arrayInt[0]*arrayInt[1];  
•     }  
• }  

public class StrategyTest {  

•   
•     public static void main(String[] args) {  
•         String exp = "2+8";  
•         ICalculator cal = new Plus();  
•         int result = cal.calculate(exp);  
•         System.out.println(result);  
•     }  
• }  

策略模式的决定权在用户，系统本身提供不同算法的实现，新增或者删除算法，对各种算法做封装。因此，策略模式多用在算法决策系统中，外部用户只需要决定用哪个算法即可。

解释一下模板方法模式，就是指：一个抽象类中，有一个主方法，再定义1...n个方法，可以是抽象的，也可以是实际的方法，定义一个类，继承该抽象类，重写抽象方法，通过调用抽象类，实现对子类的调用，先看个关系图：

就是在AbstractCalculator类中定义一个主方法calculate，calculate()调用spilt()等，Plus和Minus分别继承AbstractCalculator类，通过对AbstractCalculator的调用实现对子类的调用，看下面的例子：

public abstract class AbstractCalculator {  

•       
•     /*主方法，实现对本类其它方法的调用*/  
•     public final int calculate(String exp,String opt){  
•         int array[] = split(exp,opt);  
•         return calculate(array[0],array[1]);  
•     }  
•       
•     /*被子类重写的方法*/  
•     abstract public int calculate(int num1,int num2);  
•       
•     public int[] split(String exp,String opt){  
•         String array[] = exp.split(opt);  
•         int arrayInt[] = new int[2];  
•         arrayInt[0] = Integer.parseInt(array[0]);  
•         arrayInt[1] = Integer.parseInt(array[1]);  
•         return arrayInt;  
•     }  
• }  

public class Plus extends AbstractCalculator {  

•   
•     @Override  
•     public int calculate(int num1,int num2) {  
•         return num1 + num2;  
•     }  
• }  

public class StrategyTest {  

•   
•     public static void main(String[] args) {  
•         String exp = "8+8";  
•         AbstractCalculator cal = new Plus();  
•         int result = cal.calculate(exp, "\\+");  
•         System.out.println(result);  
•     }  
• }  

15、观察者模式（Observer）

一个Observer接口：

public interface Observer {  

•     public void update();  
• }  

public class Observer1 implements Observer {  

•   
•     @Override  
•     public void update() {  
•         System.out.println("observer1 has received!");  
•     }  
• }  

public class Observer2 implements Observer {  

•   
•     @Override  
•     public void update() {  
•         System.out.println("observer2 has received!");  
•     }  
•   
• }  

public interface Subject {  

•       
•     /*增加观察者*/  
•     public void add(Observer observer);  
•       
•     /*删除观察者*/  
•     public void del(Observer observer);  
•       
•     /*通知所有的观察者*/  
•     public void notifyObservers();  
•       
•     /*自身的操作*/  
•     public void operation();  
• }  

public abstract class AbstractSubject implements Subject {  

•   
•     private Vector<Observer> vector = new Vector<Observer>();  
•     @Override  
•     public void add(Observer observer) {  
•         vector.add(observer);  
•     }  
•   
•     @Override  
•     public void del(Observer observer) {  
•         vector.remove(observer);  
•     }  
•   
•     @Override  
•     public void notifyObservers() {  
•         Enumeration<Observer> enumo = vector.elements();  
•         while(enumo.hasMoreElements()){  
•             enumo.nextElement().update();  
•         }  
•     }  
• }  

public class MySubject extends AbstractSubject {  

•   
•     @Override  
•     public void operation() {  
•         System.out.println("update self!");  
•         notifyObservers();  
•     }  
•   
• }  

public class ObserverTest {  

•   
•     public static void main(String[] args) {  
•         Subject sub = new MySubject();  
•         sub.add(new Observer1());  
•         sub.add(new Observer2());  
•           
•         sub.operation();  
•     }  
•   
• }  

update self!
observer1 has received!
observer2 has received!

根据关系图，新建项目，自己写代码（或者参考我的代码）,按照总体思路走一遍，这样才能体会它的思想，理解起来容易！ 

顾名思义，迭代器模式就是顺序访问聚集中的对象，一般来说，集合中非常常见，如果对集合类比较熟悉的话，理解本模式会十分轻松。这句话包含两层意思：一是需要遍历的对象，即聚集对象，二是迭代器对象，用于对聚集对象进行遍历访问。我们看下关系图：

两个接口：

public interface Collection {  

•       
•     public Iterator iterator();  
•       
•     /*取得集合元素*/  
•     public Object get(int i);  
•       
•     /*取得集合大小*/  
•     public int size();  
• }  

public interface Iterator {  

•     //前移  
•     public Object previous();  
•       
•     //后移  
•     public Object next();  
•     public boolean hasNext();  
•       
•     //取得第一个元素  
•     public Object first();  
• }  

public class MyCollection implements Collection {  

•   
•     public String string[] = {"A","B","C","D","E"};  
•     @Override  
•     public Iterator iterator() {  
•         return new MyIterator(this);  
•     }  
•   
•     @Override  
•     public Object get(int i) {  
•         return string[i];  
•     }  
•   
•     @Override  
•     public int size() {  
•         return string.length;  
•     }  
• }  

public class MyIterator implements Iterator {  

•   
•     private Collection collection;  
•     private int pos = -1;  
•       
•     public MyIterator(Collection collection){  
•         this.collection = collection;  
•     }  
•       
•     @Override  
•     public Object previous() {  
•         if(pos > 0){  
•             pos--;  
•         }  
•         return collection.get(pos);  
•     }  
•   
•     @Override  
•     public Object next() {  
•         if(pos<collection.size()-1){  
•             pos++;  
•         }  
•         return collection.get(pos);  
•     }  
•   
•     @Override  
•     public boolean hasNext() {  
•         if(pos<collection.size()-1){  
•             return true;  
•         }else{  
•             return false;  
•         }  
•     }  
•   
•     @Override  
•     public Object first() {  
•         pos = 0;  
•         return collection.get(pos);  
•     }  
•   
• }  

public class Test {  

•   
•     public static void main(String[] args) {  
•         Collection collection = new MyCollection();  
•         Iterator it = collection.iterator();  
•           
•         while(it.hasNext()){  
•             System.out.println(it.next());  
•         }  
•     }  
• }  

此处我们貌似模拟了一个集合类的过程，感觉是不是很爽？其实JDK中各个类也都是这些基本的东西，加一些设计模式，再加一些优化放到一起的，只要我们把这些东西学会了，掌握好了，我们也可以写出自己的集合类，甚至框架！

public interface Handler {  

•     public void operator();  
• }  

public abstract class AbstractHandler {  

•       
•     private Handler handler;  
•   
•     public Handler getHandler() {  
•         return handler;  
•     }  
•   
•     public void setHandler(Handler handler) {  
•         this.handler = handler;  
•     }  
•       
• }  

public class MyHandler extends AbstractHandler implements Handler {  

•   
•     private String name;  
•   
•     public MyHandler(String name) {  
•         this.name = name;  
•     }  
•   
•     @Override  
•     public void operator() {  
•         System.out.println(name+"deal!");  
•         if(getHandler()!=null){  
•             getHandler().operator();  
•         }  
•     }  
• }  

public class Test {  

•   
•     public static void main(String[] args) {  
•         MyHandler h1 = new MyHandler("h1");  
•         MyHandler h2 = new MyHandler("h2");  
•         MyHandler h3 = new MyHandler("h3");  
•   
•         h1.setHandler(h2);  
•         h2.setHandler(h3);  
•   
•         h1.operator();  
•     }  
• }  

h1deal!
h2deal!
h3deal!

 18、命令模式（Command）

public interface Command {  

•     public void exe();  
• }  

public class MyCommand implements Command {  

•   
•     private Receiver receiver;  
•       
•     public MyCommand(Receiver receiver) {  
•         this.receiver = receiver;  
•     }  
•   
•     @Override  
•     public void exe() {  
•         receiver.action();  
•     }  
• }  

public class Receiver {  

•     public void action(){  
•         System.out.println("command received!");  
•     }  
• }  

public class Invoker {  

•       
•     private Command command;  
•       
•     public Invoker(Command command) {  
•         this.command = command;  
•     }  
•   
•     public void action(){  
•         command.exe();  
•     }  
• }  

public class Test {  

•   
•     public static void main(String[] args) {  
•         Receiver receiver = new Receiver();  
•         Command cmd = new MyCommand(receiver);  
•         Invoker invoker = new Invoker(cmd);  
•         invoker.action();  
•     }  
• }  

这个很哈理解，命令模式的目的就是达到命令的发出者和执行者之间解耦，实现请求和执行分开，熟悉Struts的同学应该知道，Struts其实就是一种将请求和呈现分离的技术，其中必然涉及命令模式的思想！

19、备忘录模式（Memento）

public class Original {  

•       
•     private String value;  
•       
•     public String getValue() {  
•         return value;  
•     }  
•   
•     public void setValue(String value) {  
•         this.value = value;  
•     }  
•   
•     public Original(String value) {  
•         this.value = value;  
•     }  
•   
•     public Memento createMemento(){  
•         return new Memento(value);  
•     }  
•       
•     public void restoreMemento(Memento memento){  
•         this.value = memento.getValue();  
•     }  
• }  

public class Memento {  

•       
•     private String value;  
•   
•     public Memento(String value) {  
•         this.value = value;  
•     }  
•   
•     public String getValue() {  
•         return value;  
•     }  
•   
•     public void setValue(String value) {  
•         this.value = value;  
•     }  
• }  

public class Storage {  

•       
•     private Memento memento;  
•       
•     public Storage(Memento memento) {  
•         this.memento = memento;  
•     }  
•   
•     public Memento getMemento() {  
•         return memento;  
•     }  
•   
•     public void setMemento(Memento memento) {  
•         this.memento = memento;  
•     }  
• }  

public class Test {  

•   
•     public static void main(String[] args) {  
•           
•         // 创建原始类  
•         Original origi = new Original("egg");  
•   
•         // 创建备忘录  
•         Storage storage = new Storage(origi.createMemento());  
•   
•         // 修改原始类的状态  
•         System.out.println("初始化状态为：" + origi.getValue());  
•         origi.setValue("niu");  
•         System.out.println("修改后的状态为：" + origi.getValue());  
•   
•         // 回复原始类的状态  
•         origi.restoreMemento(storage.getMemento());  
•         System.out.println("恢复后的状态为：" + origi.getValue());  
•     }  
• }  

初始化状态为：egg
修改后的状态为：niu
恢复后的状态为：egg

20、状态模式（State）

package com.xtfggef.dp.state;  

•   
• /** 
•  * 状态类的核心类 
•  * 2012-12-1 
•  * @author erqing 
•  * 
•  */  
• public class State {  
•       
•     private String value;  
•       
•     public String getValue() {  
•         return value;  
•     }  
•   
•     public void setValue(String value) {  
•         this.value = value;  
•     }  
•   
•     public void method1(){  
•         System.out.println("execute the first opt!");  
•     }  
•       
•     public void method2(){  
•         System.out.println("execute the second opt!");  
•     }  
• }  

package com.xtfggef.dp.state;  

•   
• /** 
•  * 状态模式的切换类   2012-12-1 
•  * @author erqing 
•  *  
•  */  
• public class Context {  
•   
•     private State state;  
•   
•     public Context(State state) {  
•         this.state = state;  
•     }  
•   
•     public State getState() {  
•         return state;  
•     }  
•   
•     public void setState(State state) {  
•         this.state = state;  
•     }  
•   
•     public void method() {  
•         if (state.getValue().equals("state1")) {  
•             state.method1();  
•         } else if (state.getValue().equals("state2")) {  
•             state.method2();  
•         }  
•     }  
• }  

public class MyVisitor implements Visitor {  

•   
•     @Override  
•     public void visit(Subject sub) {  
•         System.out.println("visit the subject："+sub.getSubject());  
•     }  
• }  

public interface Subject {  

•     public void accept(Visitor visitor);  
•     public String getSubject();  
• }  

public class MySubject implements Subject {  

•   
•     @Override  
•     public void accept(Visitor visitor) {  
•         visitor.visit(this);  
•     }  
•   
•     @Override  
•     public String getSubject() {  
•         return "love";  
•     }  
• }  

public class MyMediator implements Mediator {  

•   
•     private User user1;  
•     private User user2;  
•       
•     public User getUser1() {  
•         return user1;  
•     }  
•   
•     public User getUser2() {  
•         return user2;  
•     }  
•   
•     @Override  
•     public void createMediator() {  
•         user1 = new User1(this);  
•         user2 = new User2(this);  
•     }  
•   
•     @Override  
•     public void workAll() {  
•         user1.work();  
•         user2.work();  
•     }  
• }  

public abstract class User {  

•       
•     private Mediator mediator;  
•       
•     public Mediator getMediator(){  
•         return mediator;  
•     }  
•       
•     public User(Mediator mediator) {  
•         this.mediator = mediator;  
•     }  
•   
•     public abstract void work();  
• }  

public class User1 extends User {  

•   
•     public User1(Mediator mediator){  
•         super(mediator);  
•     }  
•       
•     @Override  
•     public void work() {  
•         System.out.println("user1 exe!");  
•     }  
• }  

public class User2 extends User {  

•   
•     public User2(Mediator mediator){  
•         super(mediator);  
•     }  
•       
•     @Override  
•     public void work() {  
•         System.out.println("user2 exe!");  
•     }  
• }  

public class Plus implements Expression {  

•   
•     @Override  
•     public int interpret(Context context) {  
•         return context.getNum1()+context.getNum2();  
•     }  
• }  

public class Minus implements Expression {  

•   
•     @Override  
•     public int interpret(Context context) {  
•         return context.getNum1()-context.getNum2();  
•     }  
• }  

public class Context {  

•       
•     private int num1;  
•     private int num2;  
•       
•     public Context(int num1, int num2) {  
•         this.num1 = num1;  
•         this.num2 = num2;  
•     }  
•       
•     public int getNum1() {  
•         return num1;  
•     }  
•     public void setNum1(int num1) {  
•         this.num1 = num1;  
•     }  
•     public int getNum2() {  
•         return num2;  
•     }  
•     public void setNum2(int num2) {  
•         this.num2 = num2;  
•     }  
•       
•       
• }  

public class Test {  

•   
•     public static void main(String[] args) {  
•   
•         // 计算9+2-8的值  
•         int result = new Minus().interpret((new Context(new Plus()  
•                 .interpret(new Context(9, 2)), 8)));  
•         System.out.println(result);  
•     }  
• }  

 基本就这样，解释器模式用来做各种各样的解释器，如正则表达式等的解释器等等！
设计模式基本就这么大概讲完了，总体感觉有点简略，的确，这么点儿篇幅，不足以对整个23种设计模式做全面的阐述，此处读者可将它作为一个理论基础去学习，通过这四篇博文，先基本有个概念，虽然我讲的有些简单，但基本都能说明问题及他们的特点，如果对哪一个感兴趣，可以继续深入研究！同时我也会不断更新，尽量补全遗

Java开发中的23种设计模式详解 【转】

原文：http://www.cnblogs.com/mazhenyu/p/6480138.html