Java 中常见的设计模式及其精彩应用

在Java的世界里，设计模式就像建筑中的蓝图，它们指导我们如何构建稳定、灵活且可扩展的应用程序。这些模式并不是具体的代码实现，而是经过验证的最佳实践，为我们提供了解决问题的框架。今天，我将带大家探索几个最常见的设计模式，并通过一些生动的例子来展示它们在Java中的实际应用。

单例模式：一个对象的完美独占

单例模式可能是设计模式中最简单却最实用的一种。它保证了一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。想象一下，如果你正在开发一款游戏，需要一个唯一的计分器来记录玩家的成绩，单例模式就是你的最佳选择。

让我们看看如何在Java中实现单例模式：

public class ScoreManager {
    private static ScoreManager instance;
    
    // 私有构造函数，防止外部实例化
    private ScoreManager() {}
    
    // 全局访问点
    public static ScoreManager getInstance() {
        if (instance == null) {
            instance = new ScoreManager();
        }
        return instance;
    }
    
    public void addScore(int points) {
        System.out.println("Score increased by " + points);
    }
}

在这个例子中，ScoreManager类确保了只有一个计分器实例存在。无论你在代码的哪个地方调用getInstance()方法，都会得到同一个实例。

工厂模式：像厨师一样制作对象

工厂模式就像是餐厅里的大厨，负责根据订单准备相应的菜肴。在编程中，它用来创建对象，但不让客户端直接实例化具体的类。

比如，假设你需要创建不同的形状（圆形、矩形、三角形）的对象，使用工厂模式可以这样实现：

interface Shape {
    void draw();
}

class Circle implements Shape {
    public void draw() {
        System.out.println("Drawing a circle");
    }
}

class Rectangle implements Shape {
    public void draw() {
        System.out.println("Drawing a rectangle");
    }
}

class ShapeFactory {
    public Shape getShape(String shapeType){
        if(shapeType == null){
            return null;
        } 
        if(shapeType.equalsIgnoreCase("CIRCLE")){
            return new Circle();
        } else if(shapeType.equalsIgnoreCase("RECTANGLE")){
            return new Rectangle();
        }
        return null;
    }
}

在这个例子中，ShapeFactory负责根据请求返回相应的形状对象。客户端只需知道工厂类，而不必关心具体类的实现。

观察者模式：粉丝和偶像的关系

观察者模式描述了一种一对多的关系，当被观察者状态改变时，所有依赖它的观察者都会收到通知。这就好比你的偶像发布新歌，所有关注她的粉丝都会收到推送消息。

让我们来看一个简单的例子：

interface Observer {
    void update(String message);
}

class Fan implements Observer {
    private String name;

    public Fan(String name) {
        this.name = name;
    }

    public void update(String message) {
        System.out.println(name + " received the message: " + message);
    }
}

class Idol {
    private List<Observer> observers = new ArrayList<>();

    public void addObserver(Observer observer){
        observers.add(observer);
    }

    public void notifyObservers(String message){
        for(Observer observer : observers){
            observer.update(message);
        }
    }
}

在这个例子中，Idol类负责管理观察者列表，并在状态改变时通知所有观察者。每位Fan都可以注册成为观察者，随时接收偶像的消息。

总结

设计模式就像是编程中的魔法咒语，它们赋予我们强大的能力去构建优雅且高效的软件系统。单例模式让我们控制对象的数量，工厂模式简化了对象的创建过程，而观察者模式则建立了灵活的通知机制。掌握了这些模式，你就能够在Java编程的道路上走得更远、更稳。