掌握Java设计模式，实战案例解码高效编程

引言

Java作为一种广泛应用于企业级应用开发的语言，其设计模式在提高代码可重用性、可维护性和扩展性方面起着至关重要的作用。设计模式是经过时间验证的、解决常见问题的解决方案。本文将深入探讨Java中的几种常见设计模式，并通过实战案例解析如何在实际项目中应用这些模式，以实现高效编程。

一、单例模式（Singleton）

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。这种模式在资源管理、数据库连接等方面非常有用。

1.1 单例模式实现

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

1.2 实战案例

在数据库连接管理中，单例模式可以确保全局只有一个数据库连接实例，从而提高资源利用率。

二、工厂模式（Factory Method）

工厂模式定义了一个接口用于创建对象，但让子类决定实例化哪一个类。这种模式使一个类的实例化延迟到其子类。

2.1 工厂模式实现

public interface Shape { void draw(); } public class Circle implements Shape { public void draw() { System.out.println("Drawing Circle"); } } public class Square implements Shape { public void draw() { System.out.println("Drawing Square"); } } 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("SQUARE")) { return new Square(); } return null; } }

2.2 实战案例

在图形库中，工厂模式可以用于创建不同类型的图形对象，而无需关心对象的创建细节。

三、观察者模式（Observer）

观察者模式定义对象间的一对多依赖关系，当一个对象改变状态时，所有依赖于它的对象都会得到通知并自动更新。

3.1 观察者模式实现

import java.util.ArrayList; import java.util.List; public interface Observer { void update(String message); } public class Subject { private List<Observer> observers = new ArrayList<>(); public void addObserver(Observer observer) { observers.add(observer); } public void removeObserver(Observer observer) { observers.remove(observer); } public void notifyObservers(String message) { for (Observer observer : observers) { observer.update(message); } } } public class ConcreteObserver implements Observer { public void update(String message) { System.out.println("Received message: " + message); } }