java项目中常用的设计模式，java常用设计模式详解

发布时间：2025-03-15来源：互联网作者：新瑶

在软件开发中，设计模式作为一种可复用的解决方案，对构建高质量、易维护的代码架构起着至关重要的作用。特别是在 Java 这种面向对象的编程语言中，设计模式更是被广泛应用于项目开发中。本文将详细介绍一些常用的设计模式，并探讨它们在 Java 项目中的应用。

1. 单例模式（Singleton Pattern）

单例模式是一种确保某一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点的设计模式。在 Java 中，可以通过私有构造函数和静态方法来实现单例模式。这个模式通常用于管理共享资源，如配置文件、数据库连接等。


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

在多线程环境下，需要注意线程安全，可以通过加锁等方式实现。

2. 工厂模式（Factory Pattern）

工厂模式是创建对象的设计模式，通过定义一个用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类。它主要分为简单工厂模式、工厂方法模式和抽象工厂模式。工厂模式的主要目的是将对象的创建与使用解耦，从而提升代码的灵活性和可扩展性。


public interface Shape {
    void draw();
}
public class Circle implements Shape {
    public void draw() {
        System.out.println(圆形);
    }
}
public class ShapeFactory {
    public static Shape getShape(String shapeType) {
        if (shapeType.equalsIgnoreCase(CIRCLE)) {
            return new Circle();
        }
        return null;
    }
}

3. 观察者模式（Observer Pattern）

观察者模式是一种一对多的设计模式，允许多个观察者对象监听某个主题对象的状态变化。当主题对象发生改变时，所有观察者会自动收到通知。在 Java 中，可以使用 `java.util.Observer` 和 `java.util.Observable` 实现这个模式。


import java.util.Observable;
import java.util.Observer;
public class WeatherData extends Observable {
    private float temperature;
    public void setMeasurements(float temperature) {
        this.temperature = temperature;
        setChanged();
        notifyObservers();
    }
}
public class CurrentConditionsDisplay implements Observer {
    public void update(Observable o, Object arg) {
        System.out.println(当前温度:  + ((WeatherData) o).temperature);
    }
}

4. 装饰者模式（Decorator Pattern）

装饰者模式允许向现有对象添加新的功能，而又不改变其结构。这种模式使用装饰类来包裹原有的类，从而增强其功能。在 Java 中，装饰者模式可以用于动态地扩展对象的功能，是实现开放-闭合原则的有效手段。


public interface Coffee {
    String getDescription();
    double cost();
}
public class SimpleCoffee implements Coffee {
    public String getDescription() {
        return 简单咖啡;
    }
    public double cost() {
        return 5.0;
    }
}
public abstract class CoffeeDecorator implements Coffee {
    protected Coffee coffee;
    public CoffeeDecorator(Coffee coffee) {
        this.coffee = coffee;
    }
    public String getDescription() {
        return coffee.getDescription();
    }
    public double cost() {
        return coffee.cost();
    }
}

5. 策略模式（Strategy Pattern）

策略模式是一种定义一系列算法，将每一个算法封装起来，并让它们可以互相替换的设计模式。策略模式使得算法的变化独立于使用算法的客户。它可以用来简化代码，减少条件语句。


public interface Strategy {
    int doOperation(int num1, int num2);
}
public class OperationAdd implements Strategy {
    public int doOperation(int num1, int num2) {
        return num1 + num2;
    }
}
public class Context {
    private Strategy strategy;
    public void setStrategy(Strategy strategy) {
        this.strategy = strategy;
    }
    public int executeStrategy(int num1, int num2) {
        return strategy.doOperation(num1, num2);
    }
}

总结：设计模式在 Java 项目中为代码提供了灵活性和可维护性。通过合理运用这些模式，开发者可以减少重复代码，提高开发效率。在实际开发中，我们可以根据具体需求选择合适的设计模式，以实现更好的代码结构和更高的开发效率。