工作七年总结：这 7 种设计模式，解决 99% 的 Java 开发场景 （??金石瓜分计划??天倒计时，速戳上图了解详情??） Java 开发中最常用的七大设计模式：场景解析与代码实现?设计模式是软件开发中经过验证的最佳实践，合理运用设计模式可以提升代码的可维护性、可扩展性和可读性。本文将结合实际场景，详细介绍 Java 开发中最常用的「七大设计模式」，并附带有注释的代码示例。 ?一、单例模式（Singleton Pattern）「模式定义」：确保一个类只有一个实例，并提供全局访问点。 「适用场景」： 全局唯一的资源管理（如线程池、缓存、日志对象）。需要节省内存资源的场景（仅创建一个实例）。实现方式：枚举单例（线程安全、抗反射攻击）/*** 枚举单例（推荐）* 优点：线程安全，防止反射攻击，代码简洁*/publicenumSingleton{ INSTANCE;// 唯一实例 // 示例方法：模拟获取配置 publicStringgetConfig() { return"config from singleton"; }} // 使用示例publicclassClient{ publicstaticvoidmain(String[] args) { Singletoninstance1 =Singleton.INSTANCE; Singletoninstance2 =Singleton.INSTANCE; System.out.println(instance1 == instance2);// 输出 true }}二、工厂模式（Factory Pattern）「模式定义」：通过工厂类封装对象的创建逻辑，客户端无需知道具体实现类。 「适用场景」： 对象创建逻辑复杂（如参数校验、初始化步骤）。需要解耦对象创建和使用的场景。实现方式：简单工厂（创建不同日志处理器）// 日志接口interfaceLogger{ voidlog(Stringmessage);} // 控制台日志实现classConsoleLoggerimplementsLogger{ @Override publicvoidlog(Stringmessage) { System.out.println("Console: "+ message); }} // 文件日志实现classFileLoggerimplementsLogger{ @Override publicvoidlog(Stringmessage) { System.out.println("File: "+ message); }} // 工厂类classLoggerFactory{ // 根据类型创建日志对象 publicstaticLoggercreateLogger(Stringtype) { if("console".equalsIgnoreCase(type)) { returnnewConsoleLogger(); }elseif("file".equalsIgnoreCase(type)) { returnnewFileLogger(); }else{ thrownewIllegalArgumentException("Unsupported logger type: "+type); } }} // 使用示例publicclassClient{ publicstaticvoidmain(String[] args) { LoggerconsoleLogger =LoggerFactory.createLogger("console"); consoleLogger.log("Hello, World!");// 输出：Console: Hello, World! }}三、策略模式（Strategy Pattern）「模式定义」：定义一系列算法，将每个算法封装起来，使其可以相互替换。 「适用场景」： 算法动态切换（如支付方式、排序策略）。避免多重条件判断（将条件逻辑封装为策略类）。实现方式：支付策略（支付宝 / 微信支付）// 支付策略接口interfacePaymentStrategy{ voidpay(doubleamount);} // 支付宝支付策略classAlipayStrategyimplementsPaymentStrategy{ @Override publicvoidpay(doubleamount){ System.out.println("使用支付宝支付："+ amount +"元"); }} // 微信支付策略classWechatPayStrategyimplementsPaymentStrategy{ @Override publicvoidpay(doubleamount){ System.out.println("使用微信支付："+ amount +"元"); }} // 上下文类（管理策略）classPaymentContext{ privatePaymentStrategy strategy; publicPaymentContext(PaymentStrategy strategy){ this.strategy = strategy; } publicvoidsetStrategy(PaymentStrategy strategy){ this.strategy = strategy; } publicvoidexecutePayment(doubleamount){ strategy.pay(amount); }} // 使用示例publicclassClient{ publicstaticvoidmain(String[] args){ PaymentContextcontext=newPaymentContext(newAlipayStrategy()); context.executePayment(199.9);// 输出：使用支付宝支付：199.9元 context.setStrategy(newWechatPayStrategy()); context.executePayment(88.8);// 输出：使用微信支付：88.8元 }}四、观察者模式（Observer Pattern）「模式定义」：定义对象间的一种一对多依赖关系，当一个对象状态改变时，其依赖的对象都能得到通知并自动更新。 「适用场景」： 消息订阅与发布（如事件总线、通知系统）。监听状态变化（如股票价格变动、天气预警）。实现方式：天气观察者（观察者订阅天气更新）// 主题接口（被观察者）interfaceWeatherSubject{ voidaddObserver(WeatherObserver observer);// 添加观察者 voidremoveObserver(WeatherObserver observer);// 移除观察者 voidnotifyObservers();// 通知所有观察者 voidsetTemperature(doubletemperature);// 更新温度} // 观察者接口interfaceWeatherObserver{ voidupdate(doubletemperature);// 接收更新通知} // 具体主题（天气数据中心）classWeatherDataCenterimplementsWeatherSubject{ privatedoubletemperature; privatefinalListWeatherObserver observers =newArrayList(); @Override publicvoidaddObserver(WeatherObserver observer){ observers.add(observer); } @Override publicvoidremoveObserver(WeatherObserver observer){ observers.remove(observer); } @Override publicvoidnotifyObservers(){ for(WeatherObserver observer : observers) { observer.update(temperature);// 推送更新 } } @Override publicvoidsetTemperature(doubletemperature){ this.temperature = temperature; notifyObservers();// 温度变化时主动通知 }} // 具体观察者（手机APP）classMobileAppObserverimplementsWeatherObserver{ privatefinalString name; publicMobileAppObserver(String name){ this.name = name; } @Override publicvoidupdate(doubletemperature){ System.out.println(name +" 收到通知：当前温度为 "+ temperature +"℃"); }} // 使用示例publicclassClient{ publicstaticvoidmain(String[] args){ WeatherDataCentersubject=newWeatherDataCenter(); WeatherObserverapp1=newMobileAppObserver("天气通"); WeatherObserverapp2=newMobileAppObserver("彩云天气"); subject.addObserver(app1); subject.addObserver(app2); subject.setTemperature(25.5);// 温度变化，触发通知 // 输出： // 天气通 收到通知：当前温度为 25.5℃ // 彩云天气 收到通知：当前温度为 25.5℃ }}五、装饰器模式（Decorator Pattern）「模式定义」：动态地给一个对象添加额外的职责，比继承更灵活。 「适用场景」： 扩展对象功能（如 IO 流的缓冲、加密装饰）。避免通过继承导致类爆炸（多层继承）。实现方式：咖啡调味（基础咖啡 + 牛奶 / 糖浆装饰）// 饮料接口interfaceBeverage{ StringgetDescription();// 获取描述 doublecost();// 计算价格} // 基础咖啡（具体组件）classBasicCoffeeimplementsBeverage{ @Override publicStringgetDescription(){ return"基础咖啡"; } @Override publicdoublecost(){ return15.0;// 基础价格 }} // 装饰器抽象类（继承饮料接口，持有被装饰对象）abstractclassBeverageDecoratorimplementsBeverage{ protectedfinalBeverage beverage;// 被装饰的饮料 publicBeverageDecorator(Beverage beverage){ this.beverage = beverage; } @Override publicabstractStringgetDescription(); @Override publicabstractdoublecost();} // 牛奶装饰器（具体装饰器）classMilkDecoratorextendsBeverageDecorator{ publicMilkDecorator(Beverage beverage){ super(beverage); } @Override publicStringgetDescription(){ returnbeverage.getDescription() +" + 牛奶";// 扩展描述 } @Override publicdoublecost(){ returnbeverage.cost() +3.0;// 增加牛奶的价格 }} // 糖浆装饰器（具体装饰器）classSyrupDecoratorextendsBeverageDecorator{ publicSyrupDecorator(Beverage beverage){ super(beverage); } @Override publicStringgetDescription(){ returnbeverage.getDescription() +" + 糖浆"; } @Override publicdoublecost(){ returnbeverage.cost() +2.0; }} // 使用示例publicclassClient{ publicstaticvoidmain(String[] args){ // 基础咖啡 + 牛奶 + 糖浆 Beveragecoffee=newBasicCoffee(); coffee =newMilkDecorator(coffee); coffee =newSyrupDecorator(coffee); System.out.println("饮料："+ coffee.getDescription()); System.out.println("价格："+ coffee.cost() +"元"); // 输出： // 饮料：基础咖啡 + 牛奶 + 糖浆 // 价格：20.0元 }}六、适配器模式（Adapter Pattern）「模式定义」：将一个类的接口转换成客户希望的另一个接口，使不兼容的接口可以协同工作。 「适用场景」： 兼容旧系统接口（如将第三方库接口转换为内部接口）。类的接口与客户需求不匹配，但又不能修改原有类。实现方式：电压适配器（220V 转 5V）// 目标接口（手机需要5V充电）interfaceFiveVolt{ intgetVolt5();// 获取5V电压} // 被适配者（电源提供220V电压）classAC220Volt{ publicintgetVolt220(){ return220;// 原始电压 }} // 适配器类（将220V转换为5V）classVoltageAdapterextendsAC220VoltimplementsFiveVolt{ @Override publicintgetVolt5(){ intvolt220 = getVolt220(); // 模拟降压逻辑（实际需物理电路） returnvolt220 /44;// 220V - 5V }} // 使用示例publicclassClient{ publicstaticvoidmain(String[] args){ FiveVolt charger =newVoltageAdapter(); System.out.println("手机充电电压："+ charger.getVolt5() +"V");// 输出：5V }}七、模板方法模式（Template Method Pattern）「模式定义」：定义一个算法的骨架，将具体步骤延迟到子类实现，子类可以在不改变算法结构的情况下重新定义某些步骤。 「适用场景」： 多个子类有公共逻辑（如文件操作流程、审批流程）。避免代码重复，统一算法骨架。实现方式：文件处理器（读取文件 + 解析逻辑）// 模板类（定义文件处理流程）abstractclassFileProcessor{ // 模板方法：固定处理流程 publicfinalvoidprocessFile(Stringpath) { Stringcontent =readFile(path);// 读取文件（子类实现） parseContent(content);// 解析内容（子类实现） saveToDatabase(content);// 保存到数据库（公共逻辑） } // 子类必须实现的抽象方法 protectedabstractStringreadFile(Stringpath); protectedabstractvoidparseContent(Stringcontent); // 公共方法（子类可覆盖，默认实现） protectedvoidsaveToDatabase(Stringcontent) { System.out.println("保存内容到数据库："+ content); }} // CSV文件处理器（具体子类）classCSVProcessorextendsFileProcessor{ @Override protectedStringreadFile(Stringpath) { return"模拟读取CSV文件内容：姓名,年龄\n张三,25"; } @Override protectedvoidparseContent(Stringcontent) { System.out.println("解析CSV内容："+ content); } // 覆盖公共方法（可选） @Override protectedvoidsaveToDatabase(Stringcontent) { System.out.println("特殊处理：将CSV内容存入专用表"); }} // 使用示例publicclassClient{ publicstaticvoidmain(String[] args) { FileProcessorprocessor =newCSVProcessor(); processor.processFile("data.csv"); // 输出： // 解析CSV内容：姓名,年龄\n张三,25 // 特殊处理：将CSV内容存入专用表 }}总结：设计模式的核心思想「单一职责原则」：每个类只负责单一功能（如工厂类只负责创建对象）。「开闭原则」：对扩展开放，对修改关闭（如策略模式新增策略无需修改原有代码）。「组合复用原则」：优先使用组合 / 聚合，而非继承（如装饰器模式通过持有对象实现功能扩展）。AI编程资讯AI Coding专区指南：https://aicoding.juejin.cn/aicoding 点击"阅读原文"了解详情~ 阅读原文