揭秘工程师设计模式：五大核心技巧，轻松应对复杂项目挑战

设计模式是软件工程中的一种重要概念，它可以帮助工程师在设计和开发复杂项目时，更加高效地解决问题。以下将详细介绍五大核心设计模式技巧，帮助您轻松应对复杂项目挑战。

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。这种模式在需要控制实例数量的场景中非常有用，如数据库连接池、文件系统管理等。

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; } }

使用场景

当系统中只需要一个实例时，如配置文件读取。
避免创建多个实例导致的资源浪费。

二、工厂模式（Factory Method）

工厂模式提供了一种创建对象的方法，允许用户在不指定具体类的情况下创建对象。这种模式在需要根据不同条件创建不同类的实例时非常有用。

工厂模式实现

public interface Product { void use(); } public class ConcreteProductA implements Product { public void use() { System.out.println("使用产品A"); } } public class ConcreteProductB implements Product { public void use() { System.out.println("使用产品B"); } } public class Factory { public static Product createProduct(String type) { if ("A".equals(type)) { return new ConcreteProductA(); } else if ("B".equals(type)) { return new ConcreteProductB(); } return null; } }

使用场景

创建具有相似功能的对象，但具体实现不同。
需要根据条件动态选择具体实现。

三、观察者模式（Observer）

观察者模式定义了一种一对多的依赖关系，当一个对象的状态发生改变时，所有依赖于它的对象都将得到通知并自动更新。

观察者模式实现

public interface Observer { void update(); } public class ConcreteObserver implements Observer { public void update() { System.out.println("观察者收到通知"); } } public class Subject { private List<Observer> observers = new ArrayList<>(); public void addObserver(Observer observer) { observers.add(observer); } public void notifyObservers() { for (Observer observer : observers) { observer.update(); } } }

使用场景

需要实现事件监听和回调功能。
系统中对象之间存在复杂的依赖关系。

四、策略模式（Strategy）

策略模式定义了一系列算法，将每一个算法封装起来，并使它们可以互相替换。这种模式在需要根据不同条件动态选择算法时非常有用。

策略模式实现

public interface Strategy { void execute(); } public class ConcreteStrategyA implements Strategy { public void execute() { System.out.println("执行策略A"); } } public class ConcreteStrategyB implements Strategy { public void execute() { System.out.println("执行策略B"); } } public class Context { private Strategy strategy; public void setStrategy(Strategy strategy) { this.strategy = strategy; } public void executeStrategy() { strategy.execute(); } }

使用场景

系统中存在多种算法，需要根据不同条件选择。
需要动态切换算法。

五、模板方法模式（Template Method）

模板方法模式定义一个操作中的算法的骨架，将一些步骤延迟到子类中实现。这种模式在需要实现一系列步骤，但具体实现不同的子类时非常有用。

模板方法模式实现

public abstract class Template { public final void execute() { start(); process(); end(); } protected void start() { System.out.println("开始"); } protected abstract void process(); protected void end() { System.out.println("结束"); } } public class ConcreteTemplate extends Template { public void process() { System.out.println("执行具体操作"); } }