在软件开发过程中，设计模式作为一种最佳实践，帮助开发者解决常见的设计问题，提高代码的重用性和可维护性。特别是在Java开发中，设计模式的应用尤为广泛。本文将详细介绍几种常见的Java设计模式，并通过示例加以说明。
1. 单例模式
单例模式确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。在许多情况下，单例模式可以用于控制资源的访问，例如数据库连接或线程池。
public class Singleton { private static Singleton instance; private Singleton() {} public static Singleton getInstance() { if (instance == null) { instance = new Singleton(); } return instance; } } 通过这种方式，当调用`getInstance()`方法时，总是返回同一个实例。这在需要限制实例数量的情况下非常有用。
2. 工厂模式
工厂模式用于创建对象，提供一个创建对象的接口，但是不暴露对象的具体类。它使得代码更加灵活，易于扩展。
public interface Shape { void draw(); } public class Circle implements Shape { public void draw() { System.out.println(Drawing a Circle); } } public class Rectangle implements Shape { public void draw() { System.out.println(Drawing a Rectangle); } } public class ShapeFactory { public static 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`能够根据传入的参数返回不同的形状实例，方便扩展新的形状。
3. 观察者模式
观察者模式定义了一种一对多的依赖关系，使得当一个对象的状态发生改变时，所有依赖于它的对象都会得到通知并自动更新。这种模式在事件处理系统中非常常见。
import java.util.ArrayList; import java.util.List; public interface Observer { void update(String message); } public class ConcreteObserver implements Observer { private String name; public ConcreteObserver(String name) { this.name = name; } public void update(String message) { System.out.println(name + received message: + message); } } public class Subject { private List<Observer> observers = new ArrayList<>(); public void attach(Observer observer) { observers.add(observer); } public void notifyObservers(String message) { for (Observer observer : observers) { observer.update(message); } } } 在这个例子中，`Subject`可以有多个观察者，当状态发生变化时，可以通过`notifyObservers`方法通知所有观察者。这种模式在实现事件发布和订阅系统时非常高效。
4. 适配器模式
适配器模式允许将一个类的接口转换成客户端所期望的另一种接口，使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的类可以一起工作。适配器模式通常用于第三方库的集成。
public interface Target { void request(); } public class Adaptee { public void specificRequest() { System.out.println(Called specific request.); } } public class Adapter implements Target { private Adaptee adaptee; public Adapter(Adaptee adaptee) { this.adaptee = adaptee; } public void request() { adaptee.specificRequest(); } } 在这里`Adapter`将`Adaptee`的接口适配为`Target`，使得客户代码可以使用`Target`接口与`Adaptee`交互。
在Java开发中，设计模式是提高程序设计能力的重要工具。通过使用合适的设计模式，可以有效地减少代码复杂性，增强代码可读性和可维护性。本文介绍了单例模式、工厂模式、观察者模式和适配器模式，希望能为读者提供一些借鉴和启发。掌握这些设计模式，将会对你的Java开发之路大有裨益。
