一、設(shè)計模式的分類
總體來說設(shè)計模式分為三大類：
創(chuàng)建型模式，共五種：工廠方法模式、抽象工廠模式、單例模式、建造者模式、原型模式。
結(jié)構(gòu)型模式，共七種：適配器模式、裝飾器模式、代理模式、外觀模式、橋接模式、組合模式、享元模式。
行為型模式，共十一種：策略模式、模板方法模式、觀察者模式、迭代子模式、責(zé)任鏈模式、命令模式、備忘錄模式、狀態(tài)模式、訪問者模式、中介者模式、解釋器模式。
二、設(shè)計模式的六大原則
總原則：開閉原則（Open Close Principle）
開閉原則就是說對擴展開放，對修改關(guān)閉。在程序需要進行拓展的時候，不能去修改原有的代碼，而是要擴展原有代碼，實現(xiàn)一個熱插拔的效果。所以一句話概括就是：為了使程序的擴展性好，易于維護和升級。想要達到這樣的效果，我們需要使用接口和抽象類等，后面的具體設(shè)計中我們會提到這點。
不要存在多于一個導(dǎo)致類變更的原因，也就是說每個類應(yīng)該實現(xiàn)單一的職責(zé)，如若不然，就應(yīng)該把類拆分。
2、里氏替換原則（Liskov Substitution Principle）
里氏代換原則(Liskov Substitution Principle LSP)面向?qū)ο笤O(shè)計的基本原則之一。 里氏代換原則中說，任何基類可以出現(xiàn)的地方，子類一定可以出現(xiàn)。 LSP是繼承復(fù)用的基石，只有當(dāng)衍生類可以替換掉基類，軟件單位的功能不受到影響時，基類才能真正被復(fù)用，而衍生類也能夠在基類的基礎(chǔ)上增加新的行為。里氏代換原則是對“開-閉”原則的補充。實現(xiàn)“開-閉”原則的關(guān)鍵步驟就是抽象化。而基類與子類的繼承關(guān)系就是抽象化的具體實現(xiàn)，所以里氏代換原則是對實現(xiàn)抽象化的具體步驟的規(guī)范?！?From Baidu 百科
歷史替換原則中，子類對父類的方法盡量不要重寫和重載。因為父類代表了定義好的結(jié)構(gòu)，通過這個規(guī)范的接口與外界交互，子類不應(yīng)該隨便破壞它。
3、依賴倒轉(zhuǎn)原則（Dependence Inversion Principle）
這個是開閉原則的基礎(chǔ)，具體內(nèi)容：面向接口編程，依賴于抽象而不依賴于具體。寫代碼時用到具體類時，不與具體類交互，而與具體類的上層接口交互。
4、接口隔離原則（Interface Segregation Principle）
這個原則的意思是：每個接口中不存在子類用不到卻必須實現(xiàn)的方法，如果不然，就要將接口拆分。使用多個隔離的接口，比使用單個接口（多個接口方法集合到一個的接口）要好。
5、迪米特法則（最少知道原則）（Demeter Principle）
就是說：一個類對自己依賴的類知道的越少越好。也就是說無論被依賴的類多么復(fù)雜，都應(yīng)該將邏輯封裝在方法的內(nèi)部，通過public方法提供給外部。這樣當(dāng)被依賴的類變化時，才能最小的影響該類。
最少知道原則的另一個表達方式是：只與直接的朋友通信。類之間只要有耦合關(guān)系，就叫朋友關(guān)系。耦合分為依賴、關(guān)聯(lián)、聚合、組合等。我們稱出現(xiàn)為成員變量、方法參數(shù)、方法返回值中的類為直接朋友。局部變量、臨時變量則不是直接的朋友。我們要求陌生的類不要作為局部變量出現(xiàn)在類中。
6、合成復(fù)用原則（Composite Reuse Principle）
原則是盡量首先使用合成/聚合的方式，而不是使用繼承。
1、工廠方法模式（Factory Method）
簡單工廠模式有一個問題就是，類的創(chuàng)建依賴工廠類，也就是說，如果想要拓展程序，必須對工廠類進行修改，這違背了閉包原則，所以，從設(shè)計角度考慮，有一定的問題，如何解決？就用到工廠方法模式，創(chuàng)建一個工廠接口和創(chuàng)建多個工廠實現(xiàn)類，這樣一旦需要增加新的功能，直接增加新的工廠類就可以了，不需要修改之前的代碼。
2、抽象工廠模式
工廠方法模式和抽象工廠模式不好分清楚，他們的區(qū)別如下：
工廠方法模式：
一個抽象產(chǎn)品類，可以派生出多個具體產(chǎn)品類。?
一個抽象工廠類，可以派生出多個具體工廠類。?
每個具體工廠類只能創(chuàng)建一個具體產(chǎn)品類的實例。
抽象工廠模式：
多個抽象產(chǎn)品類，每個抽象產(chǎn)品類可以派生出多個具體產(chǎn)品類。?
一個抽象工廠類，可以派生出多個具體工廠類。?
每個具體工廠類可以創(chuàng)建多個具體產(chǎn)品類的實例，也就是創(chuàng)建的是一個產(chǎn)品線下的多個產(chǎn)品。?
區(qū)別：
工廠方法模式只有一個抽象產(chǎn)品類，而抽象工廠模式有多個。?
工廠方法模式的具體工廠類只能創(chuàng)建一個具體產(chǎn)品類的實例，而抽象工廠模式可以創(chuàng)建多個。
工廠方法創(chuàng)建 "一種" 產(chǎn)品，他的著重點在于"怎么創(chuàng)建"，也就是說如果你開發(fā)，你的大量代碼很可能圍繞著這種產(chǎn)品的構(gòu)造，初始化這些細節(jié)上面。也因為如此，類似的產(chǎn)品之間有很多可以復(fù)用的特征，所以會和模版方法相隨。
抽象工廠需要創(chuàng)建一些列產(chǎn)品，著重點在于"創(chuàng)建哪些"產(chǎn)品上，也就是說，如果你開發(fā)，你的主要任務(wù)是劃分不同差異的產(chǎn)品線，并且盡量保持每條產(chǎn)品線接口一致，從而可以從同一個抽象工廠繼承。
對于java來說，你能見到的大部分抽象工廠模式都是這樣的：
---它的里面是一堆工廠方法，每個工廠方法返回某種類型的對象。(類似一個類中，基類功能，通過API接口方法進行生產(chǎn)產(chǎn)品對象，而工廠模式，通過集成多態(tài)進行不同產(chǎn)品類)！
比如說工廠可以生產(chǎn)鼠標(biāo)和鍵盤。那么抽象工廠的實現(xiàn)類（它的某個具體子類）的對象都可以生產(chǎn)鼠標(biāo)和鍵盤，但可能工廠A生產(chǎn)的是羅技的鍵盤和鼠標(biāo)，工廠B是微軟的。
這樣A和B就是工廠，對應(yīng)于抽象工廠；
每個工廠生產(chǎn)的鼠標(biāo)和鍵盤就是產(chǎn)品，對應(yīng)于工廠方法；
用了工廠方法模式，你替換生成鍵盤的工廠方法，就可以把鍵盤從羅技換到微軟。但是用了抽象工廠模式，你只要換家工廠，就可以同時替換鼠標(biāo)和鍵盤一套。如果你要的產(chǎn)品有幾十個，當(dāng)然用抽象工廠模式一次替換全部最方便（這個工廠會替你用相應(yīng)的工廠方法）
所以說抽象工廠就像工廠，而工廠方法則像是工廠的一種產(chǎn)品生產(chǎn)線
3、單例模式（Singleton）
單例對象（Singleton）是一種常用的設(shè)計模式。在Java應(yīng)用中，單例對象能保證在一個JVM中，該對象只有一個實例存在。這樣的模式有幾個好處：
1、某些類創(chuàng)建比較頻繁，對于一些大型的對象，這是一筆很大的系統(tǒng)開銷。
2、省去了new操作符，降低了系統(tǒng)內(nèi)存的使用頻率，減輕GC壓力。
3、有些類如交易所的核心交易引擎，控制著交易流程，如果該類可以創(chuàng)建多個的話，系統(tǒng)完全亂了。（比如一個軍隊出現(xiàn)了多個司令員同時指揮，肯定會亂成一團），所以只有使用單例模式，才能保證核心交易服務(wù)器獨立控制整個流程。
通過單例模式的學(xué)習(xí)告訴我們：
1、單例模式理解起來簡單，但是具體實現(xiàn)起來還是有一定的難度。
2、synchronized關(guān)鍵字鎖定的是對象，在用的時候，一定要在恰當(dāng)?shù)牡胤绞褂茫ㄗ⒁庑枰褂面i的對象和過程，可能有的時候并不是整個對象及整個過程都需要鎖）。
到這兒，單例模式基本已經(jīng)講完了，結(jié)尾處，筆者突然想到另一個問題，就是采用類的靜態(tài)方法，實現(xiàn)單例模式的效果，也是可行的，此處二者有什么不同？
首先，靜態(tài)類不能實現(xiàn)接口。（從類的角度說是可以的，但是那樣就破壞了靜態(tài)了。因為接口中不允許有static修飾的方法，所以即使實現(xiàn)了也是非靜態(tài)的）
其次，單例可以被延遲初始化，靜態(tài)類一般在第一次加載是初始化。之所以延遲加載，是因為有些類比較龐大，所以延遲加載有助于提升性能。
再次，單例類可以被繼承，他的方法可以被覆寫。但是靜態(tài)類內(nèi)部方法都是static，無法被覆寫。
最后一點，單例類比較靈活，畢竟從實現(xiàn)上只是一個普通的Java類，只要滿足單例的基本需求，你可以在里面隨心所欲的實現(xiàn)一些其它功能，但是靜態(tài)類不行。從上面這些概括中，基本可以看出二者的區(qū)別，但是，從另一方面講，我們上面最后實現(xiàn)的那個單例模式，內(nèi)部就是用一個靜態(tài)類來實現(xiàn)的，所以，二者有很大的關(guān)聯(lián)，只是我們考慮問題的層面不同罷了。兩種思想的結(jié)合，才能造就出完美的解決方案，就像HashMap采用數(shù)組+鏈表來實現(xiàn)一樣，其實生活中很多事情都是這樣，單用不同的方法來處理問題，總是有優(yōu)點也有缺點，最完美的方法是，結(jié)合各個方法的優(yōu)點，才能最好的解決問題！
4、建造者模式（Builder）
原型模式雖然是創(chuàng)建型的模式，但是與工程模式?jīng)]有關(guān)系，從名字即可看出，該模式的思想就是將一個對象作為原型，對其進行復(fù)制、克隆，產(chǎn)生一個和原對象類似的新對象。本小結(jié)會通過對象的復(fù)制，進行講解。在Java中，復(fù)制對象是通過clone()實現(xiàn)的，先創(chuàng)建一個原型類：
B、結(jié)構(gòu)模式（7種）
我們接著討論設(shè)計模式，上篇文章我講完了5種創(chuàng)建型模式，這章開始，我將講下7種結(jié)構(gòu)型模式：適配器模式、裝飾模式、代理模式、外觀模式、橋接模式、組合模式、享元模式。其中對象的適配器模式是各種模式的起源，我們看下面的圖：
6、適配器模式
?適配器模式將某個類的接口轉(zhuǎn)換成客戶端期望的另一個接口表示，目的是消除由于接口不匹配所造成的類的兼容性問題。主要分為三類：類的適配器模式、對象的適配器模式、接口的適配器模式。
01、類的適配器模式 ?核心思想就是：有一個Source類，擁有一個方法，待適配，目標(biāo)接口是Targetable，通過Adapter類，將Source的功能擴展到Targetable里，
02、對象的適配器模式
基本思路和類的適配器模式相同，只是將Adapter類作修改，這次不繼承Source類，而是持有Source類的實例，以達到解決兼容性的問題
03、接口的適配器模式 ?繼承多態(tài)！
第三種適配器模式是接口的適配器模式，接口的適配器是這樣的：有時我們寫的一個接口中有多個抽象方法，當(dāng)我們寫該接口的實現(xiàn)類時，必須實現(xiàn)該接口的所有方法，這明顯有時比較浪費，因為并不是所有的方法都是我們需要的，有時只需要某一些，此處為了解決這個問題，我們引入了接口的適配器模式，借助于一個抽象類，該抽象類實現(xiàn)了該接口，實現(xiàn)了所有的方法，而我們不和原始的接口打交道，只和該抽象類取得聯(lián)系，所以我們寫一個類，繼承該抽象類，重寫我們需要的方法就行。
講了這么多，總結(jié)一下三種適配器模式的應(yīng)用場景：（遵守開閉原則，基類不修改，使用拓展進行滿足新的業(yè)務(wù)需求）
類的適配器模式：當(dāng)希望將一個類轉(zhuǎn)換成滿足另一個新接口的類時，可以使用類的適配器模式，創(chuàng)建一個新類，繼承原有的類，實現(xiàn)新的接口即可。（繼承新類——>添加新的接口）
對象的適配器模式：當(dāng)希望將一個對象轉(zhuǎn)換成滿足另一個新接口的對象時，可以創(chuàng)建一個Wrapper類，持有原類的一個實例，在Wrapper類的方法中，調(diào)用實例的方法就行。
接口的適配器模式：當(dāng)不希望實現(xiàn)一個接口中所有的方法時，可以創(chuàng)建一個抽象類Wrapper，實現(xiàn)所有方法，我們寫別的類的時候，繼承抽象類即可。（繼承新類——>多態(tài)重新接口）
7、裝飾模式（Decorator）
顧名思義，裝飾模式就是給一個對象增加一些新的功能，而且是動態(tài)的，要求裝飾對象和被裝飾對象實現(xiàn)同一個接口，裝飾對象持有被裝飾對象的實例，
裝飾器模式的應(yīng)用場景：
1、需要擴展一個類的功能。
2、動態(tài)的為一個對象增加功能，而且還能動態(tài)撤銷。（繼承不能做到這一點，繼承的功能是靜態(tài)的，不能動態(tài)增刪。）
缺點：產(chǎn)生過多相似的對象，不易排錯！
8、代理模式（Proxy）
其實每個模式名稱就表明了該模式的作用，代理模式就是多一個代理類出來，替原對象進行一些操作，比如我們在租房子的時候回去找中介，為什么呢？因為你對該地區(qū)房屋的信息掌握的不夠全面，希望找一個更熟悉的人去幫你做，此處的代理就是這個意思。再如我們有的時候打官司，我們需要請律師，因為律師在法律方面有專長，可以替我們進行操作，表達我們的想法。
9、外觀模式（Facade）
外觀模式是為了解決類與類之家的依賴關(guān)系的，像spring一樣，可以將類和類之間的關(guān)系配置到配置文件中，而外觀模式就是將他們的關(guān)系放在一個Facade類中，降低了類類之間的耦合度，該模式中沒有涉及到接口，
10、橋接模式（Bridge）
橋接模式就是把事物和其具體實現(xiàn)分開，使他們可以各自獨立的變化。橋接的用意是：將抽象化與實現(xiàn)化解耦，使得二者可以獨立變化，像我們常用的JDBC橋DriverManager一樣，JDBC進行連接數(shù)據(jù)庫的時候，在各個數(shù)據(jù)庫之間進行切換，基本不需要動太多的代碼，甚至絲毫不用動，原因就是JDBC提供統(tǒng)一接口，每個數(shù)據(jù)庫提供各自的實現(xiàn)，用一個叫做數(shù)據(jù)庫驅(qū)動的程序來橋接就行了。
11、組合模式（Composite）
組合模式有時又叫部分-整體模式在處理類似樹形結(jié)構(gòu)的問題時比較方便，
使用場景：將多個對象組合在一起進行操作，常用于表示樹形結(jié)構(gòu)中，例如二叉樹，數(shù)等。
12、享元模式（Flyweight）
享元模式的主要目的是實現(xiàn)對象的共享，即共享池，當(dāng)系統(tǒng)中對象多的時候可以減少內(nèi)存的開銷，通常與工廠模式一起使用。
通過連接池的管理，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫連接的共享，不需要每一次都重新創(chuàng)建連接，節(jié)省了數(shù)據(jù)庫重新創(chuàng)建的開銷，提升了系統(tǒng)的性能！
C、關(guān)系模式（11種）
先來張圖，看看這11中模式的關(guān)系：
第一類：通過父類與子類的關(guān)系進行實現(xiàn)。
第二類：兩個類之間。
第三類：類的狀態(tài)。
第四類：通過中間類
父類與子類關(guān)系
策略模式定義了一系列算法，并將每個算法封裝起來，使他們可以相互替換，且算法的變化不會影響到使用算法的客戶。需要設(shè)計一個接口，為一系列實現(xiàn)類提供統(tǒng)一的方法，多個實現(xiàn)類實現(xiàn)該接口，設(shè)計一個抽象類（可有可無，屬于輔助類），提供輔助函數(shù)，
策略模式的決定權(quán)在用戶，系統(tǒng)本身提供不同算法的實現(xiàn)，新增或者刪除算法，對各種算法做封裝。因此，策略模式多用在算法決策系統(tǒng)中，外部用戶只需要決定用哪個算法即可。
14、模板方法模式（Template Method）
解釋一下模板方法模式，就是指：一個抽象類中，有一個主方法，再定義1...n個方法，可以是抽象的，也可以是實際的方法，定義一個類，繼承該抽象類，重寫抽象方法，通過調(diào)用抽象類，實現(xiàn)對子類的調(diào)用，
類之間的關(guān)系
包括這個模式在內(nèi)的接下來的四個模式，都是類和類之間的關(guān)系，不涉及到繼承，學(xué)的時候應(yīng)該 記得歸納，記得本文最開始的那個圖。觀察者模式很好理解，類似于郵件訂閱和RSS訂閱，當(dāng)我們?yōu)g覽一些博客或wiki時，經(jīng)常會看到RSS圖標(biāo)，就這的意思是，當(dāng)你訂閱了該文章，如果后續(xù)有更新，會及時通知你。其實，簡單來講就一句話：當(dāng)一個對象變化時，其它依賴該對象的對象都會收到通知，并且隨著變化！對象之間是一種一對多的關(guān)系。
16、迭代子模式（Iterator）
顧名思義，迭代器模式就是順序訪問聚集中的對象，一般來說，集合中非常常見，如果對集合類比較熟悉的話，理解本模式會十分輕松。這句話包含兩層意思：一是需要遍歷的對象，即聚集對象，二是迭代器對象，用于對聚集對象進行遍歷訪問。
17、責(zé)任鏈模式（Chain of Responsibility）
接下來我們將要談?wù)勜?zé)任鏈模式，有多個對象，每個對象持有對下一個對象的引用，這樣就會形成一條鏈，請求在這條鏈上傳遞，直到某一對象決定處理該請求。但是發(fā)出者并不清楚到底最終那個對象會處理該請求，所以，責(zé)任鏈模式可以實現(xiàn)，在隱瞞客戶端的情況下，對系統(tǒng)進行動態(tài)的調(diào)整
18、命令模式（Command）（類似通知）
命令模式很好理解，舉個例子，司令員下令讓士兵去干件事情，從整個事情的角度來考慮，司令員的作用是，發(fā)出口令，口令經(jīng)過傳遞，傳到了士兵耳朵里，士兵去執(zhí)行。這個過程好在，三者相互解耦，任何一方都不用去依賴其他人，只需要做好自己的事兒就行，司令員要的是結(jié)果，不會去關(guān)注到底士兵是怎么實現(xiàn)的。
這個很哈理解，命令模式的目的就是達到命令的發(fā)出者和執(zhí)行者之間解耦，實現(xiàn)請求和執(zhí)行分開，熟悉Struts的同學(xué)應(yīng)該知道，Struts其實就是一種將請求和呈現(xiàn)分離的技術(shù)，其中必然涉及命令模式的思想！
類的狀態(tài)
主要目的是保存一個對象的某個狀態(tài)，以便在適當(dāng)?shù)臅r候恢復(fù)對象，個人覺得叫備份模式更形象些，通俗的講下：假設(shè)有原始類A，A中有各種屬性，A可以決定需要備份的屬性，備忘錄類B是用來存儲A的一些內(nèi)部狀態(tài)，類C呢，就是一個用來存儲備忘錄的，且只能存儲，不能修改等操作。
20、狀態(tài)模式（State）
核心思想就是：當(dāng)對象的狀態(tài)改變時，同時改變其行為，很好理解！就拿QQ來說，有幾種狀態(tài)，在線、隱身、忙碌等，每個狀態(tài)對應(yīng)不同的操作，而且你的好友也能看到你的狀態(tài)，所以，狀態(tài)模式就兩點：1、可以通過改變狀態(tài)來獲得不同的行為。2、你的好友能同時看到你的變化。
通過中間類
訪問者模式把數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和作用于結(jié)構(gòu)上的操作解耦合，使得操作集合可相對自由地演化。訪問者模式適用于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定算法又易變化的系統(tǒng)。因為訪問者模式使得算法操作增加變得容易。若系統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對象易于變化，經(jīng)常有新的數(shù)據(jù)對象增加進來，則不適合使用訪問者模式。訪問者模式的優(yōu)點是增加操作很容易，因為增加操作意味著增加新的訪問者。訪問者模式將有關(guān)行為集中到一個訪問者對象中，其改變不影響系統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。其缺點就是增加新的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)很困難?！?From 百科
簡單來說，訪問者模式就是一種分離對象數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與行為的方法，通過這種分離，可達到為一個被訪問者動態(tài)添加新的操作而無需做其它的修改的效果。
該模式適用場景：如果我們想為一個現(xiàn)有的類增加新功能，不得不考慮幾個事情：1、新功能會不會與現(xiàn)有功能出現(xiàn)兼容性問題？2、以后會不會再需要添加？3、如果類不允許修改代碼怎么辦？面對這些問題，最好的解決方法就是使用訪問者模式，訪問者模式適用于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定的系統(tǒng)，把數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法解耦，
22、中介者模式（Mediator）
中介者模式也是用來降低類類之間的耦合的，因為如果類類之間有依賴關(guān)系的話，不利于功能的拓展和維護，因為只要修改一個對象，其它關(guān)聯(lián)的對象都得進行修改。如果使用中介者模式，只需關(guān)心和Mediator類的關(guān)系，具體類類之間的關(guān)系及調(diào)度交給Mediator就行，這有點像spring容器的作用。
23、解釋器模式（Interpreter）
解釋器模式是我們暫時的最后一講，一般主要應(yīng)用在OOP開發(fā)中的編譯器的開發(fā)中，所以適用面比較窄。
