23种设计模式主要分为三大类：创建型模式、结构型模式和行为型模式。下面是这些设计模式的概览：
创建型模式（Creational Patterns）
- 单例模式（Singleton）：确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。
- 工厂方法模式（Factory Method）：定义一个用于创建对象的接口，但让子类决定实例化哪一个类。
- 抽象工厂模式（Abstract Factory）：提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口，而无需指定它们具体的类。
- 建造者模式（Builder）：将一个复杂对象的构建与它的表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。
- 原型模式（Prototype）：用原型实例指定创建对象的种类，并且通过拷贝这些原型来创建新的对象。
结构型模式（Structural Patterns）
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适配器模式（Adapter） ：将一个类的接口转换成客户希望的另一个接口。
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MusicPlayerAdapter类作为适配器，它实现了PlayMusicV2接口，并在内部持有一个PlayMusicV1对象的引用。当客户端调用play方法时，适配器会根据传入的参数调用旧接口的playMp3方法，从而实现了接口的转换，让旧的音频播放器库能够适应新的应用程序接口。例子：java// 原有的接口 interface PlayMusicV1 { void playMp3(String filename); } // 新的接口 interface PlayMusicV2 { void play(String audioType, String filename); } // 第三方库的实现类 class OldMusicPlayer implements PlayMusicV1 { @Override public void playMp3(String filename) { System.out.println("Playing MP3 file: " + filename); } } // 适配器类 class MusicPlayerAdapter implements PlayMusicV2 { private final PlayMusicV1 player; public MusicPlayerAdapter(PlayMusicV1 player) { this.player = player; } @Override public void play(String audioType, String filename) { if ("mp3".equalsIgnoreCase(audioType)) { player.playMp3(filename); } else { System.out.println("Unsupported audio type: " + audioType); } } } // 客户端代码 public class Client { public static void main(String[] args) { PlayMusicV1 oldPlayer = new OldMusicPlayer(); PlayMusicV2 adapter = new MusicPlayerAdapter(oldPlayer); // 使用新接口播放MP3 adapter.play("mp3", "favorite_song.mp3"); } }
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桥接模式（Bridge）：将抽象部分与它的实现部分分离，使它们都可以独立地变化。
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组合模式（Composite）：允许你将对象组合成树形结构来表示整体/部分层次结构。
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装饰器模式（Decorator）：动态地给一个对象添加一些额外的职责。
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外观模式（Facade）：为子系统中的一组接口提供一个一致的界面，简化接口。
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享元模式（Flyweight）：运用共享技术有效支持大量细粒度的对象。
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代理模式（Proxy） ：为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。
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代理模式通过提供一个代理对象来控制对真实对象的访问，这个代理对象可以在访问真实对象前进行一些预处理操作，或者在访问后进行一些后续处理。下面是一个简单的Java代理模式示例，我们以租房为例，说明静态代理和动态代理的实现。
静态代理示例
首先定义一个租房服务的接口：
1public interface RentHouse { 2 void rent(); 3}接着实现这个接口的真实对象（房东）：
1public class RealEstate implements RentHouse { 2 @Override 3 public void rent() { 4 System.out.println("房东出租房子"); 5 } 6}然后创建一个静态代理类，也实现相同的接口：
1public class HouseAgency implements RentHouse { 2 private RealEstate realEstate; 3 4 public HouseAgency(RealEstate realEstate) { 5 this.realEstate = realEstate; 6 } 7 8 @Override 9 public void rent() { 10 preProcess(); 11 realEstate.rent(); 12 postProcess(); 13 } 14 15 private void preProcess() { 16 System.out.println("中介进行房源展示、咨询等前期工作"); 17 } 18 19 private void postProcess() { 20 System.out.println("中介完成合同签订等后续工作"); 21 } 22}最后是客户端代码，使用代理来租房：
1public class Client { 2 public static void main(String[] args) { 3 RealEstate realEstate = new RealEstate(); 4 RentHouse proxy = new HouseAgency(realEstate); 5 proxy.rent(); 6 } 7}动态代理示例
动态代理通常使用Java的
java.lang.reflect.Proxy类来创建代理对象，这里使用JDK动态代理为例：首先，保持
RentHouse接口和RealEstate类不变。动态代理类如下：
1import java.lang.reflect.InvocationHandler; 2import java.lang.reflect.Method; 3import java.lang.reflect.Proxy; 4 5public class DynamicProxy implements InvocationHandler { 6 private Object target; 7 8 public Object bind(Object target) { 9 this.target = target; 10 return Proxy.newProxyInstance(target.getClass().getClassLoader(), 11 target.getClass().getInterfaces(), this); 12 } 13 14 @Override 15 public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable { 16 preProcess(); 17 Object result = method.invoke(target, args); 18 postProcess(); 19 return result; 20 } 21 22 private void preProcess() { 23 System.out.println("动态代理：中介进行房源展示、咨询等前期工作"); 24 } 25 26 private void postProcess() { 27 System.out.println("动态代理：中介完成合同签订等后续工作"); 28 } 29}客户端代码调整为：
1public class Client { 2 public static void main(String[] args) { 3 RealEstate realEstate = new RealEstate(); 4 DynamicProxy dynamicProxy = new DynamicProxy(); 5 RentHouse proxy = (RentHouse) dynamicProxy.bind(realEstate); 6 proxy.rent(); 7 } 8}在这个例子中，无论是静态代理还是动态代理，代理对象都在真实对象执行租房操作前后增加了额外的行为，如房源展示、合同签订等，体现了代理模式的价值。动态代理相比静态代理更加灵活，可以在运行时动态创建代理对象，无需为每个真实对象都手动创建一个代理类。
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行为型模式（Behavioral Patterns）
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责任链模式（Chain of Responsibility）：使多个对象都有机会处理请求，从而避免请求的发送者和接收者之间的耦合关系。
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命令模式（Command）：将请求封装成对象，以便使用不同的请求、队列或者日志来参数化其他对象。
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解释器模式（Interpreter）：给定一种语言，定义它的文法和一个解释器，该解释器使用该语法来解释语言中的句子。
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迭代器模式（Iterator）：提供一种方法顺序访问一个聚合对象中各个元素，而又不需要暴露该对象的内部表示。
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中介者模式（Mediator）：用一个中介者对象来封装一系列的对象交互。
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备忘录模式（Memento）：在不破坏封装性的前提下，捕获一个对象的内部状态，并在该对象之外保存这个状态。
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观察者模式（Observer） ：定义对象间的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会得到通知并自动更新。
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观察者模式解决了什么问题？
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对象间一对多的依赖关系：在软件系统中，当一个对象的状态发生变化时，其他依赖于它的对象也都需要得到通知并被自动更新。这种情况下，如果采用传统的直接调用方式，对象间的耦合度会非常高，不利于代码的维护和扩展。观察者模式通过引入"主题"和"观察者"的概念，使得对象间的依赖关系变得清晰且灵活。
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解耦：通过将依赖关系抽象为主题和观察者之间的订阅/发布关系，观察者模式降低了对象之间的耦合度。这使得代码更加易于维护和扩展，因为你可以在不修改主题对象代码的情况下，增加或删除观察者对象。
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异步通信：观察者模式支持异步通信，即主题对象在状态改变时，可以立即通知观察者，而观察者可以在稍后的时间处理这个通知。这种异步通信的方式可以提高系统的响应速度，减少不必要的等待时间。
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广播通知 ：当主题对象的状态发生变化时，它可以通过调用
notifyObservers()方法一次性通知所有注册的观察者对象，而不需要分别调用每个观察者的更新方法。这种广播通知的方式大大提高了代码的效率和可维护性。 -
支持动态关联 ：观察者模式允许在运行时动态地建立或断开对象之间的依赖关系。这意味着你可以在程序运行的任何时刻，通过调用
registerObserver()或removeObserver()方法来添加或删除观察者对象。 -
事件驱动：观察者模式是一种典型的事件驱动编程模式。在这种模式下，程序的执行流程不是由调用顺序来控制的，而是由事件来驱动的。当某个事件发生时（例如主题对象的状态变化），与该事件相关的所有代码（即观察者的更新方法）都会被自动执行。这种编程方式使得代码更加清晰、易于理解和维护。
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代码案例：
java// 主题接口 interface Subject { void registerObserver(Observer o); void removeObserver(Observer o); void notifyObservers(); // 假设这里有一个状态值 void setState(String state); String getState(); } // 观察者接口 interface Observer { void update(String state); } // 具体主题类 class ConcreteSubject implements Subject { private List<Observer> observers; private String state; public ConcreteSubject() { observers = new ArrayList<>(); } @Override public void registerObserver(Observer o) { observers.add(o); } @Override public void removeObserver(Observer o) { int i = observers.indexOf(o); if (i >= 0) { observers.remove(i); } } @Override public void notifyObservers() { for (Observer observer : observers) { observer.update(state); } } @Override public void setState(String state) { this.state = state; // 每当状态变化，就通知所有的观察者 notifyObservers(); } @Override public String getState() { return state; } } // 具体观察者类 class ConcreteObserver implements Observer { private String name; private Subject subject; public ConcreteObserver(String name, Subject subject) { this.name = name; this.subject = subject; // 初始化时注册自己为观察者 this.subject.registerObserver(this); } @Override public void update(String state) { System.out.println(name + " observed state change to: " + state); } } // 使用示例 public class ObserverPatternDemo { public static void main(String[] args) { Subject subject = new ConcreteSubject(); Observer observer1 = new ConcreteObserver("Observer 1", subject); Observer observer2 = new ConcreteObserver("Observer 2", subject); // 改变主题状态 subject.setState("New state"); // 移除一个观察者 subject.removeObserver(observer1); // 再次改变主题状态 subject.setState("Another new state"); } }-
或者我们可以用Rxjava框架来写：
javaimport com.sun.media.jfxmediaimpl.MediaDisposer; import io.reactivex.rxjava3.annotations.NonNull; import io.reactivex.rxjava3.core.Observable; import io.reactivex.rxjava3.core.Observer; import io.reactivex.rxjava3.disposables.Disposable; public class ResultTest { public static void main(String[] args) { // 创建一个Observable（被观察者），它发射从1到5的整数序列 Observable<Integer> observable = Observable.just(1, 2, 3, 4, 5); // 创建一个Observer（观察者），它订阅Observable并处理接收到的数据 Observer<Integer> observer = new Observer<Integer>() { @Override public void onSubscribe(@NonNull Disposable d) { System.out.println("开始订阅数据..."); } @Override public void onNext(Integer value) { System.out.println("接收到数据：" + value); } @Override public void onError(Throwable e) { System.out.println("数据接收出错：" + e.getMessage()); } @Override public void onComplete() { System.out.println("数据接收完毕！"); } }; // Observer订阅Observable observable.subscribe(observer); } }
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状态模式（State）：允许一个对象在其内部状态改变时改变它的行为。
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策略模式（Strategy）：定义一系列算法，把它们一个个封装起来，并使它们可以相互替换。
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模板方法模式（Template Method）：定义一个操作中的算法骨架，而将一些步骤延迟到子类中实现。
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访问者模式（Visitor）：表示一个作用于某对象结构中的各元素的操作。