原文链接:http://blog.csdn.net/zhangerqing
一、设计模式的分类
总体来说设计模式分为三大类：
创建型模式，共五种：工厂方法模式、抽象工厂模式、单例模式、建造者模式、原型模式。
结构型模式，共七种：适配器模式、装饰器模式、代理模式、外观模式、桥接模式、组合模式、享元模式。
行为型模式，共十一种：策略模式、模板方法模式、观察者模式、迭代子模式、责任链模式、命令模式、备忘录模式、状态模式、访问者模式、中介者模式、解释器模式。
其实还有两类：并发型模式和线程池模式。用一个图片来整体描述一下：
二、设计模式的六大原则
总原则：开闭原则（Open Close Principle）
开闭原则就是说对扩展开放，对修改关闭。在程序需要进行拓展的时候，不能去修改原有的代码，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，后面的具体设计中我们会提到这点。
1、单一职责原则
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，如若不然，就应该把类拆分。
2、里氏替换原则（Liskov Substitution Principle）
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）
这个是开闭原则的基础，具体内容：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）
这个原则的意思是：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）（Demeter Principle）
就是说：一个类对自己依赖的类知道的越少越好。也就是说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。
6、合成复用原则（Composite Reuse Principle）
原则是尽量首先使用合成/聚合的方式，而不是使用继承。
聚合（Aggregation）表示一种弱的‘拥有’关系，体现的是A对象可以包含B对象但B对象不是A对象的一部分。
合成（Composition）则是一种强的'拥有'关系，体现了严格的部分和整体关系，部分和整体的生命周期一样。
继承是一种强耦合的结构。子类随父类改变而改变，一定要在是‘is-a’的关系在考虑使用。
三、Java的23种设计模式
A、创建模式
从这一块开始，我们详细介绍Java中23种设计模式的概念，应用场景等情况，并结合他们的特点及设计模式的原则进行分析。
首先，简单工厂模式不属于23种GOF四人组（Gang of Four）设计模式，简单工厂一般分为：普通简单工厂、多方法简单工厂、静态方法简单工厂。
0、简单工厂模式
简单工厂模式模式分为三种：
01、普通
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）
public interface Sender { public void Send(); } public class MailSender implements Sender { @Override public void Send() { System.out.println("this is mailsender!"); } } public class SmsSender implements Sender { @Override public void Send() { System.out.println("this is sms sender!"); } } 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; } } }
02、多个方法
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： public class SendFactory { public Sender produceMail(){ return new MailSender(); } public Sender produceSms(){ return new SmsSender(); } }
03、多个静态方法
//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(); } }
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。
1、工厂方法模式（Factory Method）
简单工厂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？就用到工厂方法模式，创建一个工厂接口和创建多个工厂实现类，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。
public interface Sender { public void Send(); } public class MailSender implements Sender { @Override public void Send() { System.out.println("this is mailsender!"); } } public class SmsSender implements Sender { @Override public void Send() { System.out.println("this is sms sender!"); } } public class SendMailFactory implements Provider { @Override public Sender produce(){ return new MailSender(); } } public class SendSmsFactory implements Provider{ @Override public Sender produce() { return new SmsSender(); } } public interface Provider { public Sender produce(); } public class Test { public static void main(String[] args) { Provider provider = new SendMailFactory(); Sender sender = provider.produce(); sender.Send(); } }
其实这个模式的好处就是，如果你现在想增加一个功能：发及时信息，则只需做一个实现类，实现Sender接口，同时做一个工厂类，实现Provider接口，就OK了，无需去改动现成的代码。这样做，拓展性较好！
2、抽象工厂模式
假设目前你的程序里面有两个对象，苹果(apple)和香蕉(banana),那么你使用工厂模式就已经足够了，因为她们属于同一个品类，都属于水果，如果在添加一个菠萝产品，也只需要把菠萝加入到你的水果工厂里面就够了。
但是如果你程序里面有四个对象，苹果汁，苹果派，香蕉汁，香蕉派，这四个对象正好有明确的层级关系，可以抽象为两个层级，苹果，香蕉，或者果汁，派。这时候工厂模式明显已经不适用了，因为工厂模式是对象都实现了同一个接口，这时候就可以使用抽象工厂模式了。
就是把对象抽象一下，把这四个对象抽象为两个接口，一个果汁接口，一个派的接口。然后再设计一个抽象的工厂（抽象类）abstractFactory，里面生产抽象的对象（也就是接口）Juice，Pie，单看这个结构就是一个工厂模式，但是我们要用生产的是对象而不是接口。所以我们还需要两个具体工厂：
一个AppleFactory继承abstractFactory，实现生成Pie的方法和生成Juice的方法，实际上就是生成对象AppleJuice和ApplePie，一个BananaFactory继承abstractFactory，实现生成Pie的方法和生成Juice的方法，实际上就是生成对象BananaJuice和BananaPie，
这样的话，对于调用者来说，我在开发过程中，只需要知道我操作的对象是Pie或者是Juice就够了，这样降低了耦合。
下面看下代码，首先是调用点。
package abstractFactory; public class Test { public static void main(String args[]){ AbstractFactory factory1 = new AppleFactory(); factory1.createJuice().desc(); factory1.createPie().desc(); //假设我们之前需要的是applePie和appleJuice对象，现在需要换成bananaPie和BananaJuice对象 //我们只需要替换对应的实现工厂（把new AppleFactory换成new BananFactory就可以了，耦合比较低） AbstractFactory factory2 = new BananaFactory(); factory2.createJuice().desc(); factory2.createPie().desc(); } } 下面是抽象工厂，生产对象的抽象。
package abstractFactory; public abstract class AbstractFactory { abstract Juice createJuice(); abstract Pie createPie(); } 下面是具体工厂两个
package abstractFactory; public class AppleFactory extends AbstractFactory{ @Override Juice createJuice() { return new AppleJuice(); } @Override Pie createPie() { return new ApplePie(); } } package abstractFactory; public class BananaFactory extends AbstractFactory{ @Override Juice createJuice() { return new BananaJuice(); } @Override Pie createPie() { return new BananaPie(); } } 下面是对象抽象出来的接口两个
package abstractFactory; public interface Juice { public void desc(); } package abstractFactory; public interface Pie { public void desc(); } 最后是我们要生产的四个对象。
package abstractFactory; public class AppleJuice implements Juice { @Override public void desc() { System.out.println("苹果汁."); } } package abstractFactory; public class ApplePie implements Pie { @Override public void desc() { System.out.println("苹果派"); } } package abstractFactory; public class BananaJuice implements Juice { @Override public void desc() { System.out.println("香蕉汁."); } } package abstractFactory; public class BananaPie implements Pie { @Override public void desc() { System.out.println("香蕉派"); } } 然后最后，再配上一张，我觉得可以帮助理解的图，没有用UML，勉强算是概念图，有点丑。。。
工厂方法模式和抽象工厂模式不好分清楚，他们的区别如下：
区别： 工厂方法模式只有一个抽象产品类，而抽象工厂模式有多个。 工厂方法模式的具体工厂类只能创建一个具体产品类的实例，而抽象工厂模式可以创建多个。
对于java来说，你能见到的大部分抽象工厂模式都是这样的： ---它的里面是一堆工厂方法，每个工厂方法返回某种类型的对象。 比如说工厂可以生产鼠标和键盘。那么抽象工厂的实现类（它的某个具体子类）的对象都可以生产鼠标和键盘，但可能工厂A生产的是罗技的键盘和鼠标，工厂B是微软的。 这样A和B就是工厂，对应于抽象工厂； 每个工厂生产的鼠标和键盘就是产品，对应于工厂方法； 用了工厂方法模式，你替换生成键盘的工厂方法，就可以把键盘从罗技换到微软。但是用了抽象工厂模式，你只要换家工厂，就可以同时替换鼠标和键盘一套。如果你要的产品有几十个，当然用抽象工厂模式一次替换全部最方便（这个工厂会替你用相应的工厂方法） 所以说抽象工厂就像工厂，而工厂方法则像是工厂的一种产品生产线
3、单例模式（Singleton）
单例对象（Singleton）是一种常用的设计模式。在Java应用中，单例对象能保证在一个JVM中，该对象只有一个实例存在。这样的模式有几个好处：
1、某些类创建比较频繁，对于一些大型的对象，这是一笔很大的系统开销。
2、省去了new操作符，降低了系统内存的使用频率，减轻GC压力。
3、有些类如交易所的核心交易引擎，控制着交易流程，如果该类可以创建多个的话，系统完全乱了。（比如一个军队出现了多个司令员同时指挥，肯定会乱成一团），所以只有使用单例模式，才能保证核心交易服务器独立控制整个流程。
//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; } } //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; } } //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; } }
通过单例模式的学习告诉我们：
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。
2、synchronized关键字锁定的是对象，在用的时候，一定要在恰当的地方使用（注意需要使用锁的对象和过程，可能有的时候并不是整个对象及整个过程都需要锁）。
4、建造者模式（Builder）
建造者模式定义：
将一个复杂对象的构建与它的表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。
建造者模式包括的角色：
（1）Builder：给出一个抽象接口或抽象类，以规范产品的建造。这个接口规定要实现复杂对象的哪些部分的创建，并不涉及具体的对象部件的创建，一般由子类具体实现。
（2）ConcreteBuilder：Builder接口的实现类，并返回组建好对象实例。
（3）Director：调用具体建造者来创建复杂对象的各个部分，在指导者中不涉及具体产品的信息，只负责保证对象各部分完整创建或按某种顺序创建。
（4）Product：要创建的复杂对象，产品类。
建造者模式的使用场景：
（1）当产品有复杂的内部构造时（参数很多）。
（2）需要生产的产品的属性相互依赖，这些属性的赋值顺序比较重要时（因为在调用ConcreteBuilder的赋值方法时是有先后顺序的）。
2．建造者模式实现
下面是利用建造者模式“组装一台电脑”的实现方式，便于理解该模式如何运用。
2.1 产品类
要组装一台电脑（Computer类），我们假设它有三个部件：CPU 、主板以及内存。
在Computer类中提供三个set方法分别设置这三个属性。
public class Computer { private String mCpu; private String mMainboard; private String mRam; public void setmCpu(String mCpu) { this.mCpu = mCpu; } public void setmMainboard(String mMainboard) { this.mMainboard = mMainboard; } public void setmRam(String mRam) { this.mRam = mRam; } } 2.2 Builder类
下面就是一个抽象的Builder类，里面提供了安装CPU、主板和内存的抽象方法，以及组装成电脑的create方法。
public abstract class Builder { public abstract void buildCpu(String cpu); public abstract void buildMainboard(String mainboard); public abstract void buildRam(String ram); public abstract Computer create(); } 2.3 Builder实现类
下面是一个继承Builder的子类，里面不仅新建了Computer的实例，还提供了安装CPU、主板和内存的具体实现方法，并且在组装成电脑的create方法中将该Computer对象实例返回。
public class MyComputerBuilder extends Builder { private Computer mComputer = new Computer(); @Override public void buildCpu(String cpu) { mComputer.setmCpu(cpu); } @Override public void buildMainboard(String mainboard) { mComputer.setmMainboard(mainboard); } @Override public void buildRam(String ram) { mComputer.setmRam(ram); } @Override public Computer create() { return mComputer; } } 2.4 Director类
指挥者（Director）类用来规范组装电脑的流程顺序，先安装主板，再安装CPU，最后安装内存并组装成电脑。
public class Direcror { Builder mBuild=null; public Direcror(Builder build){ this.mBuild=build; } public Computer CreateComputer(String cpu,String mainboard,String ram){ //规范建造流程，这个顺序是由它定的 this.mBuild.buildMainboard(mainboard); this.mBuild.buildCpu(cpu); this.mBuild.buildRam(ram); return mBuild.create(); } }
2.5 使用
Builder mBuilder = new MyComputerBuilder(); Direcror mDirecror=new Direcror(mBuilder); mDirecror.CreateComputer("i7","Intel主板","mRam");//返回Computer实例对象
以上便完成了整个建造者模式的实现细节。
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; } } 很简单，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，而在Object类中，clone()是native的
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。
深复制：将一个对象复制后，不论是基本数据类型还有引用类型，都是重新创建的。简单来说，就是深复制进行了完全彻底的复制，而浅复制不彻底。
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; } B、结构模式（7种）
6、适配器模式
适配器模式将某个类的接口转换成客户端期望的另一个接口表示，目的是消除由于接口不匹配所造成的类的兼容性问题。主要分为三类：类的适配器模式、对象的适配器模式、接口的适配器模式。
01、类的适配器模式(继承,增加方法)
核心思想就是：有一个Source类，拥有一个方法，待适配，目标接口是Targetable，通过Adapter类，将Source的功能扩展到Targetable里，看代码：
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!"); } } //Adapter类继承Source类，实现Targetable接口，下面是测试类： public class AdapterTest { public static void main(String[] args) { Targetable target = new Adapter(); target.method1(); target.method2(); } } 输出：
this is original method!
this is the targetable method!
这样Targetable接口的实现类就具有了Source类的功能。
02、对象的适配器模式(持有以及构造方法传入,增加方法)
基本思路和类的适配器模式相同，只是将Adapter类作修改，这次不继承Source类，而是持有Source类的实例，以达到解决兼容性的问题。看图：
//只需要修改Adapter类的源码即可： 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(); } } //测试类： public class AdapterTest { public static void main(String[] args) { Source source = new Source(); Targetable target = new Wrapper(source); target.method1(); target.method2(); } } 输出与第一种一样，只是适配的方法不同而已。
03、接口的适配器模式(减少方法)
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(); } //抽象类Wrapper2： 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(); } } 测试输出：
the sourceable interface's first Sub1!
the sourceable interface's second Sub2!
达到了我们的效果！
讲了这么多，总结一下三种适配器模式的应用场景：
类的适配器模式：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。
接口的适配器模式：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。
7、装饰模式（Decorator）(持有以及构造方法传入,增强方法,实现同一接口)
顾名思义，装饰模式就是给一个对象增加一些新的功能，而且是动态的，要求装饰对象和被装饰对象实现同一个接口，装饰对象持有被装饰对象的实例，关系图如下：
Source类是被装饰类，Decorator类是一个装饰类，可以为Source类动态的添加一些功能，代码如下：
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!"); } } //测试类： public class DecoratorTest { public static void main(String[] args) { Sourceable source = new Source(); Sourceable obj = new Decorator(source); obj.method(); } } 输出：
before decorator!
the original method!
after decorator!
装饰器模式的应用场景：
1、需要扩展一个类的功能。
2、动态的为一个对象增加功能，而且还能动态撤销。（继承不能做到这一点，继承的功能是静态的，不能动态增删。）
缺点：产生过多相似的对象，不易排错！
8、代理模式（Proxy）(持有以及无参构造,增强方法,实现同一接口)
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，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：
根据上文的阐述，代理模式就比较容易的理解了，我们看下代码：
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!"); } } //测试类： public class ProxyTest { public static void main(String[] args) { Sourceable source = new Proxy(); source.method(); } } 输出：
before proxy!
the original method!
after proxy!
代理模式的应用场景：
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：
1、修改原有的方法来适应。这样违反了“对扩展开放，对修改关闭”的原则。
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）(持有多个以及无参构造,组合方法)
外观模式是为了解决类与类之间的依赖关系的，像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!"); } } //User类如下： public class User { public static void main(String[] args) { Computer computer = new Computer(); computer.startup(); computer.shutdown(); } } 输出：
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!
如果我们没有Computer类，那么，CPU、Memory、Disk他们之间将会相互持有实例，产生关系，这样会造成严重的依赖，修改一个类，可能会带来其他类的修改，这不是我们想要看到的，有了Computer类，他们之间的关系被放在了Computer类里，这样就起到了解耦的作用，这，就是外观模式！
10、桥接模式（Bridge）(持有以及set传参)
桥接模式就是把事物和其具体实现分开，使他们可以各自独立的变化。桥接的用意是：将抽象化与实现化解耦，使得二者可以独立变化，像我们常用的JDBC桥DriverManager一样，JDBC进行连接数据库的时候，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：
//先定义接口： public interface Sourceable { public void method(); } //分别定义两个实现类： 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!"); } } //定义一个桥，持有Sourceable的一个实例： 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(); } } //测试类： 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(); } } output：
this is the first sub!
this is the second sub!
这样，就通过对Bridge类的调用，实现了对接口Sourceable的实现类SourceSub1和SourceSub2的调用。接下来我再画个图，大家就应该明白了，因为这个图是我们JDBC连接的原理，有数据库学习基础的，一结合就都懂了。
11、组合模式（Composite）(持有以及有参(非对象)构造)
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!"); } } 使用场景：将多个对象组合在一起进行操作，常用于表示树形结构中，例如二叉树。
12、享元模式（Flyweight）(持有多个以及无参构造)
享元模式的主要目的是实现对象的共享，即共享池，当系统中对象多的时候可以减少内存的开销，通常与工厂模式一起使用。
FlyWeightFactory负责创建和管理享元单元，当一个客户端请求时，工厂需要检查当前对象池中是否有符合条件的对象，如果有，就返回已经存在的对象，如果没有，则创建一个新对象，FlyWeight是超类。一提到共享池，我们很容易联想到Java里面的JDBC连接池，想想每个连接的特点，我们不难总结出：适用于作共享的一些个对象，他们有一些共有的属性，就拿数据库连接池来说，url、driverClassName、username、password及dbname，这些属性对于每个连接来说都是一样的，所以就适合用享元模式来处理，建一个工厂类，将上述类似属性作为内部数据，其它的作为外部数据，在方法调用时，当做参数传进来，这样就节省了空间，减少了实例的数量。
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; } } } C、关系模式（11种）
先来张图，看看这11中模式的关系：
第一类：通过父类与子类的关系进行实现。
第二类：两个类之间。
第三类：类的状态。
第四类：通过中间类
父类与子类关系
13、策略模式（strategy）(实质是调用接口的不同实现类的方法)
策略模式定义了一系列算法，并将每个算法封装起来，使他们可以相互替换，且算法的变化不会影响到使用算法的客户。需要设计一个接口，为一系列实现类提供统一的方法，多个实现类实现该接口，设计一个抽象类（可有可无，属于辅助类），提供辅助函数，关系图如下：
图中ICalculator提供统一的方法，
AbstractCalculator是辅助类，提供辅助方法，接下来，依次实现下每个类：
//首先统一接口： public interface ICalculator { public int calculate(String exp); } //辅助类： 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; } } //三个实现类： 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]; } } //简单的测试类： 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); } } 输出：10
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。
14、模板方法模式（Template Method）(实质是调用抽象类的不同子类的方法)
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; } } //测试类： 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); } } 我跟踪下这个小程序的执行过程：首先将exp和"\\+"做参数，调用AbstractCalculator类里的calculate(String,String)方法，在calculate(String,String)里调用同类的split()，之后再调用calculate(int ,int)方法，从这个方法进入到子类中，执行完return num1 + num2后，将值返回到AbstractCalculator类，赋给result，打印出来。正好验证了我们开头的思路。
类之间的关系
15、观察者模式（Observer）(订阅通知)
包括这个模式在内的接下来的四个模式，都是类和类之间的关系，不涉及到继承，学的时候应该 记得归纳，记得本文最开始的那个图。观察者模式很好理解，类似于邮件订阅和RSS订阅，当我们浏览一些博客或wiki时，经常会看到RSS图标，就这的意思是，当你订阅了该文章，如果后续有更新，会及时通知你。其实，简单来讲就一句话：当一个对象变化时，其它依赖该对象的对象都会收到通知，并且随着变化！对象之间是一种一对多的关系。先来看看关系图：
我解释下这些类的作用：MySubject类就是我们的主对象，Observer1和Observer2是依赖于MySubject的对象，当MySubject变化时，Observer1和Observer2必然变化。AbstractSubject类中定义着需要监控的对象列表，可以对其进行修改：增加或删除被监控对象，且当MySubject变化时，负责通知在列表内存在的对象。我们看实现代码：
//一个Observer接口： public interface Observer { public void update(); } //两个实现类： 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!"); } } //Subject接口及实现类： 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(); } } //测试类： public class ObserverTest { public static void main(String[] args) { Subject sub = new MySubject(); sub.add(new Observer1()); sub.add(new Observer2()); sub.operation(); } } 输出：
update self!
observer1 has received!
observer2 has received!
这些东西，其实不难，只是有些抽象，不太容易整体理解，建议读者：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！
16、迭代子模式（Iterator）
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：
这个思路和我们常用的一模一样，MyCollection中定义了集合的一些操作，MyIterator中定义了一系列迭代操作，且持有Collection实例，我们来看看实现代码：
//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(); } //两个实现： 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); } } //测试类： 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()); } } } 输出：A B C D E
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！
17、责任链模式（Chain of Responsibility）
接下来我们将要谈谈责任链模式，有多个对象，每个对象持有对下一个对象的引用，这样就会形成一条链，请求在这条链上传递，直到某一对象决定处理该请求。但是发出者并不清楚到底最终那个对象会处理该请求，所以，责任链模式可以实现，在隐瞒客户端的情况下，对系统进行动态的调整。先看看关系图：
Abstracthandler类提供了get和set方法，方便MyHandle类设置和修改引用对象，MyHandle类是核心，实例化后生成一系列相互持有的对象，构成一条链。
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(); } } 输出：
h1deal!
h2deal!
h3deal!
此处强调一点就是，链接上的请求可以是一条链，可以是一个树，还可以是一个环，模式本身不约束这个，需要我们自己去实现，同时，在一个时刻，命令只允许由一个对象传给另一个对象，而不允许传给多个对象。
18、命令模式（Command）
命令模式是对命令的封装。命令模式把发出命令的责任和执行命令的责任分割开，委派给不同的对象。
接收者角色，由录音机类扮演
public class AudioPlayer { public void play(){ System.out.println("播放..."); } public void rewind(){ System.out.println("倒带..."); } public void stop(){ System.out.println("停止..."); } } 抽象命令角色类
public interface Command { /** * 执行方法 */ public void execute(); } 具体命令角色类
public class PlayCommand implements Command { private AudioPlayer myAudio; public PlayCommand(AudioPlayer audioPlayer){ myAudio = audioPlayer; } /** * 执行方法 */ @Override public void execute() { myAudio.play(); } } public class RewindCommand implements Command { private AudioPlayer myAudio; public RewindCommand(AudioPlayer audioPlayer){ myAudio = audioPlayer; } @Override public void execute() { myAudio.rewind(); } } public class StopCommand implements Command { private AudioPlayer myAudio; public StopCommand(AudioPlayer audioPlayer){ myAudio = audioPlayer; } @Override public void execute() { myAudio.stop(); } } 请求者角色，由键盘类扮演
public class Keypad { private Command playCommand; private Command rewindCommand; private Command stopCommand; public void setPlayCommand(Command playCommand) { this.playCommand = playCommand; } public void setRewindCommand(Command rewindCommand) { this.rewindCommand = rewindCommand; } public void setStopCommand(Command stopCommand) { this.stopCommand = stopCommand; } /** * 执行播放方法 */ public void play(){ playCommand.execute(); } /** * 执行倒带方法 */ public void rewind(){ rewindCommand.execute(); } /** * 执行播放方法 */ public void stop(){ stopCommand.execute(); } } 客户端角色，由茱丽小女孩扮演
public class Julia { public static void main(String[]args){ //创建接收者对象 AudioPlayer audioPlayer = new AudioPlayer(); //创建命令对象 Command playCommand = new PlayCommand(audioPlayer); Command rewindCommand = new RewindCommand(audioPlayer); Command stopCommand = new StopCommand(audioPlayer); //创建请求者对象 Keypad keypad = new Keypad(); keypad.setPlayCommand(playCommand); keypad.setRewindCommand(rewindCommand); keypad.setStopCommand(stopCommand); //测试 keypad.play(); keypad.rewind(); keypad.stop(); keypad.play(); keypad.stop(); } } 运行结果如下：
优点
● 更松散的耦合
命令模式使得发起命令的对象——客户端，和具体实现命令的对象——接收者对象完全解耦，也就是说发起命令的对象完全不知道具体实现对象是谁，也不知道如何实现。
● 更动态的控制
命令模式把请求封装起来，可以动态地对它进行参数化、队列化和日志化等操作，从而使得系统更灵活。
● 很自然的复合命令
命令模式中的命令对象能够很容易地组合成复合命令，也就是宏命令，从而使系统操作更简单，功能更强大。
● 更好的扩展性
由于发起命令的对象和具体的实现完全解耦，因此扩展新的命令就很容易，只需要实现新的命令对象，然后在装配的时候，把具体的实现对象设置到命令对象中，然后就可以使用这个命令对象，已有的实现完全不用变化。
类的状态
19、备忘录模式（Memento）(方法与构造方法的嵌套调用)
备忘录模式的用意是在不破坏封装的条件下，将一个对象的状态捕捉(Capture)住，并外部化，存储起来，从而可以在将来合适的时候把这个对象还原到存储起来的状态。
发起人角色源代码
public class Originator { private List<String> states; //检查点指数 private int index; /** * 构造函数 */ public Originator(){ states = new ArrayList<String>(); index = 0; } /** * 工厂方法，返还一个新的备忘录对象 */ public Memento createMemento(){ return new Memento(states , index); } /** * 将发起人恢复到备忘录对象记录的状态上 */ public void restoreMemento(Memento memento){ states = memento.getStates(); index = memento.getIndex(); } /** * 状态的赋值方法 */ public void setState(String state){ states.add(state); index++; } /** * 辅助方法，打印所有状态 */ public void printStates(){ for(String state : states){ System.out.println(state); } } } 备忘录角色类，这个实现可以存储任意多的状态，外界可以使用检查点指数index来取出检查点上的状态。
public class Memento { private List<String> states; private int index; /** * 构造函数 */ public Memento(List<String> states , int index){ this.states = new ArrayList<String>(states); this.index = index; } public List<String> getStates() { return states; } public int getIndex() { return index; } } 负责人角色类
public class Caretaker { private Originator o; private List<Memento> mementos = new ArrayList<Memento>(); private int current; /** * 构造函数 */ public Caretaker(Originator o){ this.o = o; current = 0; } /** * 创建一个新的检查点 */ public int createMemento(){ Memento memento = o.createMemento(); mementos.add(memento); return current++; } /** * 将发起人恢复到某个检查点 */ public void restoreMemento(int index){ Memento memento = mementos.get(index); o.restoreMemento(memento); } /** * 将某个检查点删除 */ public void removeMemento(int index){ mementos.remove(index); } } 客户端角色源代码
public class Client { public static void main(String[] args) { Originator o = new Originator(); Caretaker c = new Caretaker(o); //改变状态 o.setState("state 0"); //建立一个检查点 c.createMemento(); //改变状态 o.setState("state 1"); //建立一个检查点 c.createMemento(); //改变状态 o.setState("state 2"); //建立一个检查点 c.createMemento(); //改变状态 o.setState("state 3"); //建立一个检查点 c.createMemento(); //打印出所有检查点 o.printStates(); System.out.println("-----------------恢复检查点-----------------"); //恢复到第二个检查点 c.restoreMemento(2); //打印出所有检查点 o.printStates(); } } 运行结果如下：
20、状态模式（State）(持有状态实体,根据不同状态调用不同方法)
状态模式把所研究的对象的行为包装在不同的状态对象里，每一个状态对象都属于一个抽象状态类的一个子类.让一个对象在其内部状态改变的时候，其行为也随之改变。
抽象状态类
public interface VoteState { /** * 处理状态对应的行为 * @param user 投票人 * @param voteItem 投票项 * @param voteManager 投票上下文，用来在实现状态对应的功能处理的时候， * 可以回调上下文的数据 */ public void vote(String user,String voteItem,VoteManager voteManager); } 具体状态类——正常投票
public class NormalVoteState implements VoteState { @Override public void vote(String user, String voteItem, VoteManager voteManager) { //正常投票，记录到投票记录中 voteManager.getMapVote().put(user, voteItem); System.out.println("恭喜投票成功"); } } 具体状态类——重复投票
public class RepeatVoteState implements VoteState { @Override public void vote(String user, String voteItem, VoteManager voteManager) { //重复投票，暂时不做处理 System.out.println("请不要重复投票"); } } 具体状态类——恶意刷票
public class SpiteVoteState implements VoteState { @Override public void vote(String user, String voteItem, VoteManager voteManager) { // 恶意投票，取消用户的投票资格，并取消投票记录 String str = voteManager.getMapVote().get(user); if(str != null){ voteManager.getMapVote().remove(user); } System.out.println("你有恶意刷屏行为，取消投票资格"); } } 具体状态类——黑名单
public class BlackVoteState implements VoteState { @Override public void vote(String user, String voteItem, VoteManager voteManager) { //记录黑名单中，禁止登录系统 System.out.println("进入黑名单，将禁止登录和使用本系统"); } } 环境类
public class VoteManager { //持有状体处理对象 private VoteState state = null; //记录用户投票的结果，Map<String,String>对应Map<用户名称，投票的选项> private Map<String,String> mapVote = new HashMap<String,String>(); //记录用户投票次数，Map<String,Integer>对应Map<用户名称，投票的次数> private Map<String,Integer> mapVoteCount = new HashMap<String,Integer>(); /** * 获取用户投票结果的Map */ public Map<String, String> getMapVote() { return mapVote; } /** * 投票 * @param user 投票人 * @param voteItem 投票的选项 */ public void vote(String user,String voteItem){ //1.为该用户增加投票次数 //从记录中取出该用户已有的投票次数 Integer oldVoteCount = mapVoteCount.get(user); if(oldVoteCount == null){ oldVoteCount = 0; } oldVoteCount += 1; mapVoteCount.put(user, oldVoteCount); //2.判断该用户的投票类型，就相当于判断对应的状态 //到底是正常投票、重复投票、恶意投票还是上黑名单的状态 if(oldVoteCount == 1){ state = new NormalVoteState(); } else if(oldVoteCount > 1 && oldVoteCount < 5){ state = new RepeatVoteState(); } else if(oldVoteCount >= 5 && oldVoteCount <8){ state = new SpiteVoteState(); } else if(oldVoteCount > 8){ state = new BlackVoteState(); } //然后转调状态对象来进行相应的操作 state.vote(user, voteItem, this); } } 客户端类
public class Client { public static void main(String[] args) { VoteManager vm = new VoteManager(); for(int i=0;i<9;i++){ vm.vote("u1","A"); } } } 运行结果如下：
从上面的示例可以看出，状态的转换基本上都是内部行为，主要在状态模式内部来维护。比如对于投票的人员，任何时候他的操作都是投票，但是投票管理对象的处理却不一定一样，会根据投票的次数来判断状态，然后根据状态去选择不同的处理。
通过中间类
21、访问者模式（Visitor）(两个实体之间方法的嵌套调用,入参都是实体)
访问者模式适用于数据结构相对未定的系统，它把数据结构和作用于结构上的操作之间的耦合解脱开，使得操作集合可以相对自由地演化。
可以看到，抽象访问者角色为每一个具体节点都准备了一个访问操作。由于有两个节点，因此，对应就有两个访问操作。
public interface Visitor { /** * 对应于NodeA的访问操作 */ public void visit(NodeA node); /** * 对应于NodeB的访问操作 */ public void visit(NodeB node); } 具体访问者VisitorA类
public class VisitorA implements Visitor { /** * 对应于NodeA的访问操作 */ @Override public void visit(NodeA node) { System.out.println(node.operationA()); } /** * 对应于NodeB的访问操作 */ @Override public void visit(NodeB node) { System.out.println(node.operationB()); } } 具体访问者VisitorB类
public class VisitorB implements Visitor { /** * 对应于NodeA的访问操作 */ @Override public void visit(NodeA node) { System.out.println(node.operationA()); } /** * 对应于NodeB的访问操作 */ @Override public void visit(NodeB node) { System.out.println(node.operationB()); } } 抽象节点类
public abstract class Node { /** * 接受操作 */ public abstract void accept(Visitor visitor); } 具体节点类NodeA
public class NodeA extends Node{ /** * 接受操作 */ @Override public void accept(Visitor visitor) { visitor.visit(this); } /** * NodeA特有的方法 */ public String operationA(){ return "NodeA"; } } 具体节点类NodeB
public class NodeB extends Node{ /** * 接受方法 */ @Override public void accept(Visitor visitor) { visitor.visit(this); } /** * NodeB特有的方法 */ public String operationB(){ return "NodeB"; } } 结构对象角色类，这个结构对象角色持有一个聚集，并向外界提供add()方法作为对聚集的管理操作。通过调用这个方法，可以动态地增加一个新的节点。
public class ObjectStructure { private List<Node> nodes = new ArrayList<Node>(); /** * 执行方法操作 */ public void action(Visitor visitor){ for(Node node : nodes) { node.accept(visitor); } } /** * 添加一个新元素 */ public void add(Node node){ nodes.add(node); } } 客户端类
public class Client { public static void main(String[] args) { //创建一个结构对象 ObjectStructure os = new ObjectStructure(); //给结构增加一个节点 os.add(new NodeA()); //给结构增加一个节点 os.add(new NodeB()); //创建一个访问者 Visitor visitor = new VisitorA(); os.action(visitor); } } 虽然在这个示意性的实现里并没有出现一个复杂的具有多个树枝节点的对象树结构，但是，在实际系统中访问者模式通常是用来处理复杂的对象树结构的，而且访问者模式可以用来处理跨越多个等级结构的树结构问题。这正是访问者模式的功能强大之处。
优点
● 好的扩展性
能够在不修改对象结构中的元素的情况下，为对象结构中的元素添加新的功能。
● 好的复用性
可以通过访问者来定义整个对象结构通用的功能，从而提高复用程度。
● 分离无关行为
可以通过访问者来分离无关的行为，把相关的行为封装在一起，构成一个访问者，这样每一个访问者的功能都比较单一。
缺点
● 对象结构变化很困难
不适用于对象结构中的类经常变化的情况，因为对象结构发生了改变，访问者的接口和访问者的实现都要发生相应的改变，代价太高。
● 破坏封装
访问者模式通常需要对象结构开放内部数据给访问者和ObjectStructrue，这破坏了对象的封装性。
22、中介者模式（Mediator） (持有多个对象,入参是自己)
通过使用一个中间对象来进行消息分发以及减少类之间的直接依赖。
抽象同事类
public abstract class Colleague { //持有一个调停者对象 private Mediator mediator; /** * 构造函数 */ public Colleague(Mediator mediator){ this.mediator = mediator; } /** * 获取当前同事类对应的调停者对象 */ public Mediator getMediator() { return mediator; } } 同事类——光驱
public class CDDriver extends Colleague{ //光驱读取出来的数据 private String data = ""; /** * 构造函数 */ public CDDriver(Mediator mediator) { super(mediator); } /** * 获取光盘读取出来的数据 */ public String getData() { return data; } /** * 读取光盘 */ public void readCD(){ //逗号前是视频显示的数据，逗号后是声音 this.data = "One Piece,海贼王我当定了"; //通知主板，自己的状态发生了改变 getMediator().changed(this); } } 同事类——CPU
public class CPU extends Colleague { //分解出来的视频数据 private String videoData = ""; //分解出来的声音数据 private String soundData = ""; /** * 构造函数 */ public CPU(Mediator mediator) { super(mediator); } /** * 获取分解出来的视频数据 */ public String getVideoData() { return videoData; } /** * 获取分解出来的声音数据 */ public String getSoundData() { return soundData; } /** * 处理数据，把数据分成音频和视频的数据 */ public void executeData(String data){ //把数据分解开，前面是视频数据，后面是音频数据 String[] array = data.split(","); this.videoData = array[0]; this.soundData = array[1]; //通知主板，CPU完成工作 getMediator().changed(this); } } 同事类——显卡
public class VideoCard extends Colleague { /** * 构造函数 */ public VideoCard(Mediator mediator) { super(mediator); } /** * 显示视频数据 */ public void showData(String data){ System.out.println("您正在观看的是：" + data); } } 同事类——声卡
public class SoundCard extends Colleague { /** * 构造函数 */ public SoundCard(Mediator mediator) { super(mediator); } /** * 按照声频数据发出声音 */ public void soundData(String data){ System.out.println("画外音：" + data); } } 抽象调停者类
public interface Mediator { /** * 同事对象在自身改变的时候来通知调停者方法 * 让调停者去负责相应的与其他同事对象的交互 */ public void changed(Colleague c); } 具体调停者类
public class MainBoard implements Mediator { //需要知道要交互的同事类——光驱类 private CDDriver cdDriver = null; //需要知道要交互的同事类——CPU类 private CPU cpu = null; //需要知道要交互的同事类——显卡类 private VideoCard videoCard = null; //需要知道要交互的同事类——声卡类 private SoundCard soundCard = null; public void setCdDriver(CDDriver cdDriver) { this.cdDriver = cdDriver; } public void setCpu(CPU cpu) { this.cpu = cpu; } public void setVideoCard(VideoCard videoCard) { this.videoCard = videoCard; } public void setSoundCard(SoundCard soundCard) { this.soundCard = soundCard; } @Override public void changed(Colleague c) { if(c instanceof CDDriver){ //表示光驱读取数据了 this.opeCDDriverReadData((CDDriver)c); }else if(c instanceof CPU){ this.opeCPU((CPU)c); } } /** * 处理光驱读取数据以后与其他对象的交互 */ private void opeCDDriverReadData(CDDriver cd){ //先获取光驱读取的数据 String data = cd.getData(); //把这些数据传递给CPU进行处理 cpu.executeData(data); } /** * 处理CPU处理完数据后与其他对象的交互 */ private void opeCPU(CPU cpu){ //先获取CPU处理后的数据 String videoData = cpu.getVideoData(); String soundData = cpu.getSoundData(); //把这些数据传递给显卡和声卡展示出来 videoCard.showData(videoData); soundCard.soundData(soundData); } } 客户端类
public class Client { public static void main(String[] args) { //创建调停者——主板 MainBoard mediator = new MainBoard(); //创建同事类 CDDriver cd = new CDDriver(mediator); CPU cpu = new CPU(mediator); VideoCard vc = new VideoCard(mediator); SoundCard sc = new SoundCard(mediator); //让调停者知道所有同事 mediator.setCdDriver(cd); mediator.setCpu(cpu); mediator.setVideoCard(vc); mediator.setSoundCard(sc); //开始看电影，把光盘放入光驱，光驱开始读盘 cd.readCD(); } } 运行结果如下：
优点
● 松散耦合
调停者模式通过把多个同事对象之间的交互封装到调停者对象里面，从而使得同事对象之间松散耦合，基本上可以做到互补依赖。这样一来，同事对象就可以独立地变化和复用，而不再像以前那样“牵一处而动全身”了。
● 集中控制交互
多个同事对象的交互，被封装在调停者对象里面集中管理，使得这些交互行为发生变化的时候，只需要修改调停者对象就可以了，当然如果是已经做好的系统，只需生成新的调停者子类即可，而各个同事类不需要做修改。
● 多对多变成一对多
没有使用调停者模式的时候，同事对象之间的关系通常是多对多的，引入调停者对象以后，调停者对象和同事对象的关系通常变成双向的一对多，这会让对象的关系更容易理解和实现。
缺点
调停者模式的一个潜在缺点是，过度集中化。如果同事对象的交互非常多，而且比较复杂，当这些复杂性全部集中到调停者的时候，会导致调停者对象变得十分复杂，而且难于管理和维护。
23、解释器模式（Interpreter）(方法与构造方法的嵌套调用)
这个模式通常定义了一个语言的语法，然后解析相应语法的语句。
解释器模式是我们暂时的最后一讲，一般主要应用在OOP开发中的编译器的开发中，所以适用面比较窄。 
抽象表达式角色
public abstract class Expression { /** * 以环境为准，本方法解释给定的任何一个表达式 */ public abstract boolean interpret(Context ctx); /** * 检验两个表达式在结构上是否相同 */ public abstract boolean equals(Object obj); /** * 返回表达式的hash code */ public abstract int hashCode(); /** * 将表达式转换成字符串 */ public abstract String toString(); } 一个Constant对象代表一个布尔常量
public class Constant extends Expression{ private boolean value; public Constant(boolean value){ this.value = value; } @Override public boolean equals(Object obj) { if(obj != null && obj instanceof Constant){ return this.value == ((Constant)obj).value; } return false; } @Override public int hashCode() { return this.toString().hashCode(); } @Override public boolean interpret(Context ctx) { return value; } @Override public String toString() { return new Boolean(value).toString(); } } 一个Variable对象代表一个有名变量
public class Variable extends Expression { private String name; public Variable(String name){ this.name = name; } @Override public boolean equals(Object obj) { if(obj != null && obj instanceof Variable) { return this.name.equals( ((Variable)obj).name); } return false; } @Override public int hashCode() { return this.toString().hashCode(); } @Override public String toString() { return name; } @Override public boolean interpret(Context ctx) { return ctx.lookup(this); } } 代表逻辑“与”操作的And类，表示由两个布尔表达式通过逻辑“与”操作给出一个新的布尔表达式的操作
public class And extends Expression { private Expression left,right; public And(Expression left , Expression right){ this.left = left; this.right = right; } @Override public boolean equals(Object obj) { if(obj != null && obj instanceof And) { return left.equals(((And)obj).left) && right.equals(((And)obj).right); } return false; } @Override public int hashCode() { return this.toString().hashCode(); } @Override public boolean interpret(Context ctx) { return left.interpret(ctx) && right.interpret(ctx); } @Override public String toString() { return "(" + left.toString() + " AND " + right.toString() + ")"; } } 代表逻辑“或”操作的Or类，代表由两个布尔表达式通过逻辑“或”操作给出一个新的布尔表达式的操作
public class Or extends Expression { private Expression left,right; public Or(Expression left , Expression right){ this.left = left; this.right = right; } @Override public boolean equals(Object obj) { if(obj != null && obj instanceof Or) { return this.left.equals(((Or)obj).left) && this.right.equals(((Or)obj).right); } return false; } @Override public int hashCode() { return this.toString().hashCode(); } @Override public boolean interpret(Context ctx) { return left.interpret(ctx) || right.interpret(ctx); } @Override public String toString() { return "(" + left.toString() + " OR " + right.toString() + ")"; } } 代表逻辑“非”操作的Not类，代表由一个布尔表达式通过逻辑“非”操作给出一个新的布尔表达式的操作
public class Not extends Expression { private Expression exp; public Not(Expression exp){ this.exp = exp; } @Override public boolean equals(Object obj) { if(obj != null && obj instanceof Not) { return exp.equals( ((Not)obj).exp); } return false; } @Override public int hashCode() { return this.toString().hashCode(); } @Override public boolean interpret(Context ctx) { return !exp.interpret(ctx); } @Override public String toString() { return "(Not " + exp.toString() + ")"; } } 环境(Context)类定义出从变量到布尔值的一个映射
public class Context { private Map<Variable,Boolean> map = new HashMap<Variable,Boolean>(); public void assign(Variable var , boolean value){ map.put(var, new Boolean(value)); } public boolean lookup(Variable var) throws IllegalArgumentException{ Boolean value = map.get(var); if(value == null){ throw new IllegalArgumentException(); } return value.booleanValue(); } } 客户端类
public class Client { public static void main(String[] args) { Context ctx = new Context(); Variable x = new Variable("x"); Variable y = new Variable("y"); Constant c = new Constant(true); ctx.assign(x, false); ctx.assign(y, true); Expression exp = new Or(new And(c,x) , new And(y,new Not(x))); System.out.println("x=" + x.interpret(ctx)); System.out.println("y=" + y.interpret(ctx)); System.out.println(exp.toString() + "=" + exp.interpret(ctx)); } } 运行结果如下：
来源：https://www.cnblogs.com/fswhq/p/sjms.html