### JAVA设计模式详解
#### 一、创建型模式
创建型模式主要关注的是对象的创建方式，通过这些模式我们可以更加灵活地控制对象的创建过程，从而达到更好的代码复用性和可扩展性。
##### 1.1.1 Abstract Factory — 抽象工厂模式
**定义：** 抽象工厂模式提供了一个接口，用于创建一系列相关的或相互依赖的对象，而无需指定它们具体的类。
**应用场景：** 当你需要创建一系列相关或依赖的对象，但又不想将这些对象的具体实现耦合到客户端代码中时，可以使用抽象工厂模式。例如，在软件开发中，我们需要为不同的操作系统创建特定的组件，如按钮、文本框等，这时可以使用抽象工厂模式来解耦具体组件的实现。
**优点：**
- 可以在类库中添加新的具体工厂和产品族，而不需要修改原代码；
- 有助于封装具体产品的类；
- 客户端代码只需要和抽象工厂接口交互，不需要知道具体产品的实现细节。
**缺点：**
- 当产品族中的产品种类增加时，需要修改抽象工厂接口；
- 如果产品族非常庞大，那么可能需要多个抽象工厂类来实现不同的产品族。
##### 1.1.2 Builder — 建造者模式
**定义：** 建造者模式将一个复杂对象的构建与其表示相分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。
**应用场景：** 当一个对象的构造过程复杂且与其表示相分离时，或者对象需要经过复杂的配置才能完成时，可以使用建造者模式。例如，构建一份复杂的报告，报告可能包含多个部分，每个部分的格式和内容都需要定制。
**优点：**
- 将构造过程和表示分离，提高了系统的灵活性；
- 可以创建相同类型的不同表示。
**缺点：**
- 需要额外的代码来实现构建过程，增加了系统的复杂度。
##### 1.1.3 Factory Method — 工厂方法模式
**定义：** 工厂方法模式定义了一个创建对象的接口，但让子类决定实例化哪个类。工厂方法让类的实例化延迟到子类。
**应用场景：** 当不知道对象的确切类型时，或者希望将创建对象的责任委托给多个子类时，可以使用工厂方法模式。例如，创建不同类型的操作系统窗口界面。
**优点：**
- 符合开闭原则，可以在不修改现有代码的情况下引入新的产品类；
- 将对象的创建和使用解耦。
**缺点：**
- 每当需要一个新的产品时，就需要创建一个新的子类，这可能会导致大量的子类。
##### 1.1.4 Prototype — 原型模式
**定义：** 原型模式通过复制一个已有实例来创建新的实例，而不是通过创建对象的过程来创建。
**应用场景：** 当创建对象的成本很高，或者需要大量重复创建相似对象时，可以使用原型模式。例如，创建大量的复杂报表对象。
**优点：**
- 可以快速创建对象；
- 通过克隆已有的实例来创建新对象，可以避免创建对象的开销。
**缺点：**
- 需要为每个类都实现克隆方法，增加了代码量。
##### 1.1.5 Singleton — 单例模式
**定义：** 单例模式确保某个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。
**应用场景：** 当需要在整个应用中共享资源（如日志文件、缓存等），并且希望控制对资源的访问时，可以使用单例模式。
**优点：**
- 控制实例的生成，节省系统资源；
- 提供了全局访问点。
**缺点：**
- 违反了单一职责原则；
- 单例模式可能隐藏了类之间的依赖关系，降低了代码的可测试性。
#### 二、结构型模式
结构型模式主要用于处理类或对象的组合，帮助开发者更高效地组织和设计代码。
##### 1.2.1 Adapter — 适配器模式
**定义：** 适配器模式使原本接口不兼容的类可以一起工作。
**应用场景：** 当你需要重用现有的类，但其接口与你的需求不符时，可以使用适配器模式。例如，使用第三方类库中的功能时。
**优点：**
- 使原本不兼容的接口可以一起工作；
- 符合开闭原则，可以在不修改原有代码的基础上进行扩展。
**缺点：**
- 适配器模式可能导致系统中出现过多的类，增加了系统的复杂度。
##### 1.2.2 Bridge — 桥接模式
**定义：** 桥接模式将抽象与其实现分离，使它们都可以独立变化。
**应用场景：** 当你需要将抽象化与实现化解耦，使它们可以独立变化时，可以使用桥接模式。例如，软件框架中需要支持多种不同的数据库系统。
**优点：**
- 实现和抽象化可以独立发展；
- 可以增加新的实现或抽象化，而不会影响其他部分。
**缺点：**
- 模式较为复杂，需要更多的类来实现。
##### 1.2.3 Composite — 合成模式
**定义：** 合成模式将对象组合成树形结构以表示“部分-整体”的层次结构。
**应用场景：** 当你需要表示对象的部分-整体层次结构时，可以使用合成模式。例如，文件系统中的目录和文件。
**优点：**
- 客户端可以一致地处理单个对象和组合对象；
- 简化了客户端代码。
**缺点：**
- 设计较为复杂，需要更多的类来实现。
##### 1.2.4 Decorator — 装饰模式
**定义：** 装饰模式允许在不改变对象本身的基础上增加新的功能。
**应用场景：** 当你需要在运行时动态地给对象添加职责时，可以使用装饰模式。例如，为网络连接添加加密层。
**优点：**
- 在不影响其他对象的情况下，可以给单个对象添加职责；
- 通过使用不同的具体装饰类以及这些装饰类的排列组合，可以创造出很多不同行为的组合。
**缺点：**
- 大量的小对象会增加系统的复杂度；
- 可能会导致设计过度复杂。
