1.简单工厂模式

2.策略模式

3.装饰模式

4.代理模式

5.工厂方法模式

6.原型模式

7.模板方法模式

8.外观模式

9.建造者模式

10.观察者模式

11.抽象工厂模式

12.状态模式

13.适配器模式

14.备忘录模式

15.组合模式

16.迭代器模式

17.单例模式

18.桥接模式

19.命令模式

20.职责链模式

21.中介者模式

22.享元模式

23.解释器模式

24.访问者模式

一、简单工厂模式

概念：将创建实例的工作与使用实例的工作分开，使用者不必关心类对象如何创建，实现了解耦。

使用方法：创建一个抽象产品类，然后创建具体产品类继承抽象产品类，创建工厂类，在工厂类里面根据传入的参数来实例化具体的产品对象。在客户端直接生成工厂类的对象，直接调用即可。

简单工厂模式计算器类图

二、策略模式

1.概念：它定义了算法家族，分别封装起来，让它们之间可以互相替换，此模式让算法的变化，不会影响到使用算法的客户。

2.在Context类里面创建Strategy对象，然后提供一个ContextInterface()方法，在这里面直接调用AlgorithmInterface()方法。在客户端创建context对象，传入具体产品作为参数进行实例化，再调用ContextInterface()即可。

策略模式类图

三、装饰模式

1.概念：动态地给一个对象添加一些额外的职责，就增加功能来说，装饰模式比生成子类更为灵活。

2.Component是定义一个对象接口，可以给这些对象动态地添加职责。ConcreteComponent是定义了一个具体的对象，也可以给这个对象添加一些职责。Decorator，装饰抽象类，继承了Component，从外类来扩展Component类的功能，但对于Component来说，是无需知道Decorator的存在的。至于ConcreteDecorator就是具体的装饰对象，起到给Component添加职责的功能。

3.来装饰模式是利用SetComponent()来对对象进行包装的。这样每个装饰对象的实现就和如何使用这个对象分离开了，每个装饰对象只关心自己的功能，不需要关心如何被添加到对象链当中。在Decorator类里面提供了一个SetComponent()方法，在里面设置了conponent。

4.如果只有一个ConcreteComponent类 而 没 有 抽 象 的Component类 ， 那 么 Decorator 类 可 以 是ConcreteComponent的 一 个 子 类 。 同 样 道 理 ， 如 果 只 有 一 个ConcreteDecorator类，那么就没有必要建立一个单独的Decorator类，而可以把Decorator和ConcreteDecorator的责任合并成一个类。

5.装饰模式的优点：把类中的装饰功能从类中搬移去除，这样可以简化原有的类。

装饰模式类图

四、代理模式

1.概念：为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。

代理模式类图

2.Proxy 类，保存一个引用使得代理可以访问实体，并提供一个与Subject的接口相同的接口，这样代理就可以用来替代实体。在客户端直接创建Proxy对象的实例，然后调用Request()方法即可。

Proxy类

3.代理模式的应用：（1）远程代理，也就是为一个对象在不同的地址空间提供局部代表。这样可以隐藏一个对象存在于不同地址空间的事实。当我在应用程序的项目中加入一个Web引用，引用一个WebService，此时会在项目中生成一个WebReference的文件夹和一些文件，其实它们就是代理，这就使得客户端程序调用代理就可以解决远程访问的问题。

（2）虚拟代理，是根据需要创建开销很大的对象。通过它来存放实例化需要很长时间的真实对象。这样就可以达到性能的最优化，比如说你打开一个很大的HTML网页时，里面可能有很多的文字和图片，但你还是可以很快打开它，此时你所看到的是所有的文字，但图片却是一张一张地下载后才能看到。那些未打开的图片框，就是通过虚拟代理来替代了真实的图片，此时代理存储了真实图片的路径和尺寸。

（3）安全代理，用来控制真实对象访问时的权限。一般用于对象应该有不同的访问权限的时候。

（4）智能指引，是指当调用真实的对象时，代理处理另外一些事。如计算真实对象的引用次数，这样当该对象没有引用时，可以自动释放它；或当第一次引用一个持久对象时，将它装入内存；或在访问一个实际对象前，检查是否已经锁定它，以确保其他对象不能改变它。它们都是通过代理在访问一个对象时附加一些内务处理。

五、工厂方法模式

1.概念：定义一个用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类。工厂方法使一个类的实例化延迟到其子类。

工厂方法类图

2.简单工厂模式的最大优点在于工厂类中包含了必要的逻辑判断，根据客户端的选择条件动态实例化相关的类，对于客户端来说，去除了与具体产品的依赖。

3.工厂方法模式实现时，客户端需要决定实例化哪一个工厂来实现运算类，选择判断的问题还是存在的，也就是说，工厂方法把简单工厂的内部逻辑判断移到了客户端代码来进行。你想要加功能，本来是改工厂类的，而现在是修改客户端！

六、原型模式

1.概念：用原型实例指定创建对象的种类，并且通过拷贝这些原型创建新的对象。

原型模式类图

2.原型模式其实就是从一个对象再创建另外一个可定制的对象，而且不需知道任何创建的细节。

原型类

七、模板方法模式

1.概念：定义一个操作中的算法的骨架，而将一些步骤延迟到子类中，。模板方法使得子类可以不改变一个算法的结构即可重定义该算法的某些特定步骤。

模板方法类图

2.子类继承抽象类，重写里面的方法。在客户端可以创建AbstractClass子类对象，然后调用TemplateMethod()方法。

抽象类

3.模板方法模式是通过把不变行为搬移到超类，去除子类中的重复代码来体现它的优势。模板方法模式就是提供了一个很好的代码复用平台。

4.当不变的和可变的行为在方法的子类实现中混合在一起的时候，不变的行为就会在子类中重复出现。我们通过模板方法模式把这些行为搬移到单一的地方，这样就帮助子类摆脱重复的不变行为的纠缠。”

八、外观模式

1.概念：为子系统中的一组接口提供一个一致的界面，此模式定义了一个高层接口，这个接口使得这一子系统更加容易使用。

外观模式类图

外观类

2.每个子系统类各有一种方法。在客户端之间创建Facade的对象，然后调用MethodA()和Method()B方法即可。它完美地体现了依赖倒转原则和迪米特法则的思想，所以是非常常用的模式之一。

九、建造者模式

1.概念：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。

建造者模式类图

Product类

Builder类

ConcreteBuilder类

Director类

客户端代码

2.建造者模式是在当创建复杂对象的算法应该独立于该对象的组成部分以及它们的装配方式时适用的模式。

十、观察者模式

1.概念：观察者模式定义了一种一对多的依赖关系，让多个观察者对象同时监听某一个主题对象。这个主题对象在状态发生变化时，会通知所有观察者对象，使它们能够自动更新自己。

观察者模式类图

抽象观察者

具体观察者

抽象被观察者

具体被观察者

客户端调用

2.使用观察者模式的时机：“当一个对象的改变需要同时改变其他对象，而且它不知道具体有多少对象有待改变时，应该考虑使用观察者模式。当一个抽象模型有两个方面，其中一方面依赖于另一方面，这时用观察者模式可以将这两者封装在独立的对象中使它们各自独立地改变和复用。

十一、抽象工厂模式

1.概念：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。具体的例子看https://www.jianshu.com/p/7deb64f902db

抽象工厂模式结构图

十二、状态模式

1.概念：当一个对象的内在状态改变时允许改变其行为，这个对象看起来像是改变了其类。

2.状态模式主要解决的是当控制一个对象状态转换的条件表达式过于复杂时的情况。把状态的判断逻辑转移到表示不同状态的一系列类当中，可以把复杂的判断逻辑简化 。当然，如果这个状态判断很简单，那就没必要用‘状态模式’了。

状态模式结构图

3.将特定的状态相关的行为都放入一个对象中，由于所有与状态相关的代码都存在于某个ConcreteState中，所以通过定义新的子类可以很容易地增加新的状态和转换。

4.当一个对象的行为取决于它的状态，并且它必须在运行时刻根据状态改变它的行为时，就可以考虑使用状态模式了。在一个状态里面，new下一个状态。

十三、适配器模式

1.概念：将一个类的接口转换成客户希望的另外一个接口。Adapter模式使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的那些类可以一起工作。（这里是类的适配器模式）

适配器模式结构图

Target类

Adaptee类

Adapter类

客户端代码

2.在想使用一个已经存在的类，但如果它的接口，也就是它的方法和你的要求不相同时，就应该考虑用适配器模式。

十四、备忘录模式

1.概念：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。这样以后就可将该对象恢复到原先保存的状态。

备忘录模式结构图

Originator（发起人）：负责创建一个备忘录Memento，用以记录当前时刻它的内部状态，并可使用备忘录恢复内部状态。Originator可根据需要决定Memento存储Originator的哪些内部状态。

Memento（备忘录）：负责存储Originator对象的内部状态，并可防止Originator以外的其他对象访问备忘录Memento。备忘录有两个接口，Caretaker只能看到备忘录的窄接口，它只能将备忘录传递给其他对象。Originator能够看到一个宽接口，允许它访问返回到先前状态所需的所有数据。

Caretaker（管理者）：负责保存好备忘录Memento，不能对备忘录的内容进行操作或检查。

十五、组合模式

1.概念：将对象组合成树形结构以表示“部分——整体”的层次结构。组合模式使得用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性。

组合模式结构图

Compenent类

Leaf类

Composite类

客户端代码

2.透明方式：在Component中声明所有用来管理子对象的方法，其中包括Add、Remove等。这样实现Component接口的所有子类都具备了Add和Remove。这样做的好处就是叶节点和枝节点对于外界没有区别，它们具备完全一致的行为接口。但问题也很明显，因为Leaf类本身不具备Add（）、Remove（）方法的功能，所以实现它是没有意义的。

3.安全方式：在Component接口中不去声明Add和Remove方法，那么子类的Leaf也就不需要去实现它，而是在Composite声明所有用来管理子类对象的方法 ，这样做就不会出现刚才提到的问题，不过由于不够透明，所以树叶和树枝类将不具有相同的接口，客户端的调用需要做相应的判断，带来了不便。

4.什么时候使用组合模式：当你发现需求中是体现部分与整体层次的结构时 ，以及你希望用户可以忽略组合对象与单个对象的不同，统一地使用组合结构中的所有对象时，就应该考虑用组合模式了。

十六、迭代器模式

1.概念：提供一种方法顺序访问一个聚合对象中各个元素，而又不暴露该对象的内部表示。

2.当你需要访问一个聚集对象，而且不管这些对象是什么都需要遍历的时候，你就应该考虑用迭代器模式 。目前很少使用，因为Java已经把这个模式做在语言中了。

迭代器模式结构图

十七、单例模式

1.概念：保证一个类仅有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点。

单例模式结构图

Singleton类

2.在多线程中使用单例可能会出现同时访问Singleton类的情况，这种时候我们可以给instance上锁。

上锁的Singleton

3.饿汉式单例类：在自己被加载时就将自己实例化。

4.懒汉式单例类：要在第一次被引用时，才会将自己实例化。

5.由于饿汉式，即静态初始化的方式，它是类一加载就实例化的对象，所以要提前占用系统资源。然而懒汉式，又会面临着多线程访问的安全性问题，需要做双重锁定这样的处理才可以保证安全。所以到底使用哪一种方式，取决于实际的需求。

十八、桥接模式

1.概念：将抽象部分与他的实现部分分离，使它们都可以独立地变化。

2.什么叫抽象与它的实现分离，这并不是说，让抽象类与其派生类分离，因为这没有任何意义。实现指的是抽象类和它的派生类用来实现自己的对象。

桥接模式结构图

3.实现系统可能有多角度分类，每一种分类都有可能变化，那么就把这种多角度分离出来让它们独立变化，减少它们之间的耦合。

十九、命令模式

1.将一个请求封装为一个对象，从而使你可用不同的请求对客户进行参数化；对请求排队或记录请求日志，以及支持可撤销的操作。

命令模式结构图

2.命令模式的优点：第一，它能较容易地设计一个命令队列；第二，在需要的情况下，可以较容易地将命令记入日志；第三，允许接收请求的一方决定是否要否决请求。第四，可以容易地实现对请求的撤销和重做；第五，由于加进新的具体命令类不影响其他的类，因此增加新的具体命令类很容易。其实还有最关键的优点就是命令模式把请求一个操作的对象与知道怎么执行一个操作的对象分割开。

二十、职责链模式

1.概念：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。将这个对象连成一条链，并沿着这条链传递该请求，直到有一个对象处理它为止。

职责链模式结构图

2.这就使得接收者和发送者都没有对方的明确信息，且链中的对象自己也并不知道链的结构。结果是职责链可简化对象的相互连接，它们仅需保持一个指向其后继者的引用，而不需保持它所有的候选接受者的引用。

二十一、中介者模式

1.概念：用一个中介对象来封装一系列的对象交互。中介者使各对象不需要显示地相互引用，从而使其耦合松散，而且可以独立地改变它们之间的交互。

中介者模式结构图

2.中介者模式的优点首先是Mediator的出现减少了各个Colleague的耦合，使得可以独立地改变和复用各个Colleague类和Mediator。由于把对象如何协作进行了抽象，将中介作为一个独立的概念并将其封装在一个对象中，这样关注的对象就从对象各自本身的行为转移到它们之间的交互上来，也就是站在一个更宏观的角度去看待系统。

二十二、享元模式

1.概念：运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象。

享元模式结构图

Flyweight类，它是所有具体享元类的超类或接口，通过这个接口，Flyweight可以接受并作用于外部状态。ConcreteFlyweight是继承Flyweight超类或实现Flyweight接口，并为内部状态增加存储空间。UnsharedConcreteFlyweight是指那些不需要共享的Flyweight子类。因为Flyweight接口共享成为可能，但它并不强制共享。FlyweightFactory，是一个享元工厂，用来创建并管理Flyweight对象。它主要是用来确保合理地共享Flyweight，当用户请求一个Flyweight时，FlyweightFactory对象提供一个已创建的实例或者创建一个（如果不存在的话）。

2.享元模式可以避免大量非常相似类的开销。在程序设计中，有时需要生成大量细粒度的类实例来表示数据。如果能发现这些实例除了几个参数外基本上都是相同的，有时就能够受大幅度地减少需要实例化的类的数量。如果能把那些参数移到类实例的外面，在方法调用时将它们传递进来，就可以通过共享大幅度地减少单个实例的数目。

3.如果一个应用程序使用了大量的对象，而大量的这些对象造成了很大的存储开销时就应该考虑使用；还有就是对象的大多数状态可以外部状态，如果删除对象的外部状态，那么可以用相对较少的共享对象取代很多组对象，此时可以考虑使用享元模式。

二十三、解释器模式

1.概念：给定一个语言，定义它的文法的一种表示，并定义一个解释器，这个解释器使用该表示来解释语言中的句子。

2.解释器模式需要解决的是，如果一种特定类型的问题发生的频率足够高，那么可能就值得将该问题的各个实例表述为一个简单语言中的句子。这样就可以构建一个解释器，该解释器通过解释这些句子来解决该问题。

解释器模式结构图

二十四、访问者模式

1.概念：表示一个作用于某对象结构中的各元素的操作。它使你可以在不改变各元素的类的前提下定义作用于这些元素的新操作。

访问者模式结构图

2.访问者模式适用于数据结构相对稳定的系统。它把数据结构和作用于结构上的操作之间的耦合解脱开，使得操作集合可以相对自由地演化。

3.访问者模式的目的是要把处理从数据结构分离出来 。很多系统可以按照算法和数据结构分开，如果这样的系统有比较稳定的数据结构，又有易于变化的算法的话，使用访问者模式就是比较合适的，因为访问者模式使得算法操作的增加变得容易。

4.访问者模式的优点就是增加新的操作很容易，因为增加新的操作就意味着增加一个新的访问者。访问者模式将有关的行为集中到一个访问者对象中。