本书以浅显易懂的语言逐一说明了GoF的23种设计模式。在讲解过程中，不仅搭配了丰富的图片，而且理论结合实例，用Java语言编写代码实现了设计模式的程序，让程序真正地运行起来，并提供了运用模式解决具体问题的练习题和答案。除此以外，本书在必要时还对Java语言的功能进行补充说明，以加深读者对Java的理解。本书适合对面向对象开发感兴趣、对设计模式感兴趣的人以及所有Java程序员阅读。

结城浩

生于1963年，日本资深技术作家和程序员。在编程语言、设计模式、数学、加密技术等领域，编写了很多深受欢迎的入门书。代表作有《数学女孩》系列、《程序员的数学》、《图解密码技术》等。

 

译者简介：

杨文轩

华中科技大学硕士，擅长Web 2.0开发，有丰富的对日开发经验。现就职于日本方正股份有限公司。译作有《图解基础设施设计模式》《C现代编程：集成开发环境、设计模式、极限编程、测试驱动开发、重构、持续集成》

第1部分　适应设计模式　　1

第1章　Iterator模式——一个一个遍历　　1

1.1　Iterator模式　　2

1.2　示例程序　　2

Aggregate接口　　3

Iterator接口　　5

Book类　　5

BookShelf类　　5

BookShelfIteraotr类　　6

Main类　　7

1.3　Iterator模式中的登场角色　　8

1.4　拓展思路的要点　　9

不管实现如何变化，都可以使用Iterator　　9

难以理解抽象类和接口　　9

Aggregate和Iterator的对应　　9

容易弄错“下一个”　　10

还容易弄错“ZUI后一个”　　10

多个Iterator　　10

迭代器的种类多种多样　　10

不需要deleteIterator　　10

1.5　相关的设计模式　　11

1.6　本章所学知识　　11

1.7　练习题　　11

第2章　Adapter模式——加个“适配器”以便于复用　　13

2.1　Adapter模式　　14

2.2　示例程序（1）（使用继承的适配器）　　14

Banner类　　15

Print接口　　16

PrintBanner类　　16

Main类　　16

2.3　示例程序（2）（使用委托的示例程序）　　17

Print类　　18

PrintBanner类　　18

2.4　Adapter模式中的登场角色　　18

2.5　拓展思路的要点　　19

什么时候使用Adapter模式　　19

如果没有现成的代码　　20

版本升级与兼容性　　20

功能完全不同的类　　20

2.6　相关的设计模式　　20

2.7　本章所学知识　　21

2.8　练习题　　21

第2部分　交给子类　　23

第3章　Template Method模式——将具体处理交给子类　　23

3.1　Template Method模式　　24

什么是模板　　24

什么是Template Method模式　　24

3.2　示例程序　　24

AbstractDisplay类　　25

CharDisplay类　　26

StringDisplay类　　27

Main类　　28

3.3　Template Method模式中的登场角色　　28

3.4　拓展思路的要点　　29

可以使逻辑处理通用化　　29

父类与子类之间的协作　　29

父类与子类的一致性　　29

3.5　相关的设计模式　　30

3.6　延伸阅读：类的层次与抽象类　　30

父类对子类的要求　　30

抽象类的意义　　30

父类与子类之间的协作　　31

3.7　本章所学知识　　31

3.8　练习题　　31

第4章　Factory Method模式——将实例的生成交给子类　　33

4.1　Factory Method模式　　34

4.2　示例程序　　34

Product类　　35

Factory类　　35

IDCard类　　36

IDCardFactory类　　36

Main类　　37

4.3　Factory Method模式中的登场角色　　37

4.4　拓展思路的要点　　39

框架与具体加工　　39

生成实例——方法的三种实现方式　　39

使用模式与开发人员之间的沟通　　40

4.5　相关的设计模式　　40

4.6　本章所学知识　　41

4.7　练习题　　41

第3部分　生成实例　　43

第5章　Singleton模式——只有一个实例　　43

5.1　Singleton模式　　44

5.2　示例程序　　44

Singleton类　　44

Main类　　45

5.3　Singleton模式中的登场角色　　46

5.4　拓展思路的要点　　46

为什么必须设置限制　　46

何时生成这个weiyi的实例　　46

5.5　相关的设计模式　　47

5.6　本章所学知识　　47

5.7　练习题　　47

第6章　Prototype模式——通过复制生成实例　　49

6.1　Prototype模式　　50

6.2　示例程序　　50

Product接口　　51

Manager类　　52

MessageBox类　　52

UnderlinePen类　　53

Main类　　54

6.3　Prototype模式中的登场角色　　55

6.4　拓展思路的要点　　56

不能根据类来生成实例吗　　56

类名是束缚吗　　56

6.5　相关的设计模式　　57

6.6　延伸阅读：clone方法和java.lang.Clonable接口　　57

Java语言的clone　　57

clone方法是在哪里定义的　　58

需要实现Cloneable的哪些方法　　58

clone方法进行的是浅复制　　58

6.7　本章所学知识　　58

6.8　练习题　　59

第7章　Builder模式——组装复杂的实例　　61

7.1　Builder模式　　62

7.2　示例程序　　62

Builder类　　63

Director类　　63

TextBuilder类　　64

HTMLBuilder类　　65

Main类　　65

7.3　Builder模式中的登场角色　　67

7.4　相关的设计模式　　69

7.5　拓展思路的要点　　69

谁知道什么　　69

设计时能够决定的事情和不能决定的事情　　70

代码的阅读方法和修改方法　　70

7.6　本章所学知识　　70

7.7　练习题　　70

第8章　Abstract Factory模式——将关联零件组装成产品　　73

8.1　Abstract Factory模式　　74

8.2　示例程序　　74

抽象的零件：Item类　　77

抽象的零件：Link类　　78

抽象的零件：Tray类　　78

抽象的产品：Page类　　79

抽象的工厂：Factory类　　79

使用工厂将零件组装称为产品：Main类　　80

具体的工厂：ListFactory类　　81

具体的零件：ListLink类　　82

具体的零件：ListTray类　　82

具体的产品：ListPage类　　83

8.3　为示例程序增加其他工厂　　84

具体的工厂：TableFactory类　　85

具体的零件：TableLink类　　86

具体的零件：TableTray类　　86

具体的产品：TablePage类　　87

8.4　Abstract Factory模式中的登场角色　　87

8.5　拓展思路的要点　　89

易于增加具体的工厂　　89

难以增加新的零件　　89

8.6　相关的设计模式　　89

8.7　延伸阅读：各种生成实例的方法的介绍　　90

8.8　本章所学知识　　91

8.9　练习题　　91

第4部分　分开考虑　　93

第9章　Bridge模式——将类的功能层次结构与实现层次结构分离　　93

9.1　Bridge模式　　94

9.2　示例程序　　95

类的功能层次结构：Display类　　96

类的功能层次结构：CountDisplay类　　97

类的实现层次结构：DisplayImpl类　　97

类的实现层次结构：StringDisplayImpl类　　98

Main类　　98

9.3　Bridge模式中的登场角色　　99

9.4　拓展思路的要点　　100

分开后更容易扩展　　100

继承是强关联，委托是弱关联　　100

9.5　相关的设计模式　　101

9.6　本章所学知识　　101

9.7　练习题　　102

第10章　Strategy模式——整体地替换算法　　103

10.1　Strategy模式　　104

10.2　示例程序　　104

Hand类　　105

Strategy接口　　106

WinningStrategy类　　106

ProbStrategy类　　107

Player类　　109

Main类　　109

10.3　Strategy模式中的登场角色　　111

10.4　拓展思路的要点　　112

为什么需要特意编写Strategy角色　　112

程序运行中也可以切换策略　　112

10.5　相关的设计模式　　113

10.6　本章所学知识　　113

10.7　练习题　　113

第5部分　一致性　　117

第11章　Composite模式——容器与内容的一致性　　117

11.1　Composite模式　　118

11.2　示例程序　　118

Entry类　　119

File类　　120

Directory类　　121

FileTreatMentException类　　122

Main类　　122

11.3　Composite模式中的登场角色　　124

11.4　拓展思路的要点　　125

多个和单个的一致性　　125

Add方法应该放在哪里　　126

到处都存在递归结构　　126

11.5　相关的设计模式　　126

11.6　本章所学知识　　127

11.7　练习题　　127

第12章　Decorator模式——装饰边框与被装饰物的一致性　　129

12.1　Decorator模式　　130

12.2　示例程序　　130

Display类　　131

StringDisplay类　　132

Border类　　132

SideBorder类　　133

FullBorder类　　134

Main类　　135

12.3　Decorator模式中的登场角色　　136

12.4　拓展思路的要点　　137

接口（API）的透明性　　137

在不改变被装饰物的前提下增加功能　　138

可以动态地增加功能　　138

只需要一些装饰物即可添加许多功能　　138

java.io包与Decorator模式　　138

导致增加许多很小的类　　139

12.5　相关的设计模式　　139

12.6　延伸阅读：继承和委托中的一致性　　140

继承——父类和子类的一致性　　140

委托——自己和被委托对象的一致性　　140

12.7　本章所学知识　　142

12.8　练习题　　142

第6部分　访问数据结构　　145

第13章　Visitor模式——访问数据结构并处理数据　　145

13.1　Visitor模式　　146

13.2　示例程序　　146

Visitor类　　147

Element接口　　148

Entry类　　148

File类　　148

Directory类　　149

ListVisitor类　　150

FileTreatmentException类　　151

Main类　　151

Visitor与Element之间的相互调用　　152

13.3　Visitor模式中的登场角色　　154

13.4　拓展思路的要点　　155

双重分发　　155

为什么要弄得这么复杂　　155

开闭原则——对扩展开放，对修改关闭　　155

易于增加ConcreteVisitor角色　　156

难以增加ConcreteElement角色　　156

Visitor工作所需的条件　　156

13.5　相关的设计模式　　157

13.6　本章所学知识　　157

13.7　练习题　　157

第14章　Chain of Responsibility模式——推卸责任　　161

14.1　Chain of Responsibility模式　　162

14.2　示例程序　　162

Trouble类　　163

Support类　　163

NoSupport类　　164

LimitSupport类　　164

OddSupport类　　165

SpecialSupport类　　165

Main类　　166

14.3　Chain of Responsibility模式中的登场角色　　167

14.4　拓展思路的要点　　168

弱化了发出请求的人和处理请求的人之间的关系　　168

可以动态地改变职责链　　168

专注于自己的工作　　169

推卸请求会导致处理延迟吗　　169

14.5　相关的设计模式　　169

14.6　本章所学知识　　169

14.7　练习题　　169

第7部分　简单化　　171

第15章　Facade模式——简单窗口　　171

15.1　Facade模式　　172

15.2　示例程序　　172

Database类　　173

HtmlWriter类　　174

PageMaker类　　175

Main类　　176

15.3　Facade模式中的登场角色　　176

15.4　拓展思路的要点　　177

Facade角色到底做什么工作　　177

递归地使用Facade模式　　178

开发人员不愿意创建Facade角色的原因——心理原因　　178

15.5　相关的设计模式　　178

15.6　本章所学知识　　178

15.7　练习题　　179

第16章　Mediator模式——只有一个仲裁者　　181

16.1　Mediator模式　　182

16.2　示例程序　　182

Mediator接口　　185

Colleague接口　　186

ColleagueButton类　　186

ColleagueTextField类　　187

ColleagueCheckbox类　　188

LoginFrame类　　188

Main类　　191

16.3　Mediator模式中的登场角色　　191

16.4　拓展思路的要点　　192

当发生分散灾难时　　192

通信线路的增加　　193

哪些角色可以复用　　193

16.5　相关的设计模式　　193

16.6　本章所学知识　　193

16.7　练习题　　194

第8部分　管理状态　　195

第17章　Observer模式——发送状态变化通知　　195

17.1　Observer模式　　196

17.2　示例程序　　196

Observer接口　　196

NumberGenerator类　　197

RandomNumberGenerator类　　198

DigitObserver类　　198

GraphObserver类　　199

Main类　　199

17.3　Observer模式中的登场角色　　200

17.4　拓展思路的要点　　201

这里也出现了可替换性　　201

Observer的顺序　　202

当Observer的行为会对Subject产生影响时　　202

传递更新信息的方式　　202

从“观察”变为“通知”　　203

Model/View/Controller（MVC）　　203

17.5　延伸阅读：java.util.Observer接口　　203

17.6　相关的设计模式　　204

17.7　本章所学知识　　204

17.8　练习题　　204

第18章　Memento模式——保存对象状态　　207

18.1　Memento模式　　208

18.2　示例程序　　208

Memento类　　209

Gamer类　　210

Main类　　211

18.3　Memento模式中的登场角色　　215

18.4　拓展思路的要点　　216

两种接口（API）和可见性　　216

需要多少个Memento　　217

Memento的有效期限是多久　　217

划分Caretaker角色和Originator角色的意义　　217

18.5　相关的设计模式　　218

18.6　本章所学知识　　218

18.7　练习题　　218

第19章　State模式——用类表示状态　　221

19.1　State模式　　222

19.2　示例程序　　222

金库警报系统　　222

不使用State模式的伪代码　　223

使用了State模式的伪代码　　224

State接口　　226

DayState类　　226

NightState类　　227

Context接口　　228

SafeFrame类　　228

Main类　　231

19.3　State模式中的登场角色　　232

19.4　拓展思路的要点　　233

分而治之　　233

依赖于状态的处理　　233

应当是谁来管理状态迁移　　233

不会自相矛盾　　234

易于增加新的状态　　234

实例的多面性　　235

19.5　相关的设计模式　　235

19.6　本章所学知识　　235

19.7　练习题　　236

第9部分　避免浪费　　237

第20章　Flyweight模式——共享对象，避免浪费　　237

20.1　Flyweight模式　　238

20.2　示例程序　　238

BigChar类　　240

BigCharFactory类　　241

BigString类　　242

Main类　　244

20.3　Flyweight模式中的登场角色　　244

20.4　拓展思路的要点　　245

对多个地方产生影响　　245

Intrinsic与Extrinsic　　246

不要让被共享的实例被垃圾回收器回收了　　246

内存之外的其他资源　　247

20.5　相关的设计模式　　247

20.6　本章所学知识　　247

20.7　练习题　　247

第21章　Proxy模式——只在必要时生成实例　　249

21.1　Proxy模式　　250

21.2　示例程序　　250

Printer类　　251

Printable接口　　252

PrinterProxy类　　253

Main类　　254

21.3　Proxy模式中的登场角色　　254

21.4　拓展思路的要点　　255

使用代理人来提升处理速度　　255

有必要划分代理人和本人吗　　256

代理与委托　　256

透明性　　256

HTTP代理　　256

各种Proxy模式　　257

21.5　相关的设计模式　　257

21.6　本章所学知识　　257

21.7　练习题　　257

第10部分　用类来表现　　259

第22章　Command模式——命令也是类　　259

22.1　Command模式　　260

22.2　示例程序　　260

Command接口　　261

MacroCommand类　　262

DrawCommand类　　263

Drawable接口　　263

DrawCanvas类　　264

Main类　　265

22.3　Command模式中的登场角色　　268

22.4　拓展思路的要点　　269

命令中应该包含哪些信息　　269

保存历史记录　　269

适配器　　269

22.5　相关的设计模式　　271

22.6　本章所学知识　　272

22.7　练习题　　272

第23章　Interpreter模式——语法规则也是类　　273

23.1　Interpreter模式　　274

23.2　迷你语言　　274

迷你语言的命令　　274

迷你语言程序示例　　275

迷你语言的语法　　278

终结符表达式与非终结符表达式　　279

23.3　示例程序　　279

Node类　　281

ProgramNode类　　281

CommandListNode类　　282

CommandNode类　　283

RepeatCommandNode类　　284

PrimitiveCommandNode类　　285

Context类　　285

ParseException类　　286

Main类　　287

23.4　Interpreter模式中的登场角色　　288

23.5　拓展思路的要点　　289

还有其他哪些迷你语言　　289

跳过标记还是读取标记　　290

23.6　相关的设计模式　　290

23.7　本章所学知识以及本书的结束语　　290

23.8　练习题　　290

附录　　293

附录A　习题解答　　294

附录B　示例程序的运行步骤　　359

附录C　GoF对设计模式的分类　　361

附录D　设计模式Q&A　　362

附录E　参考书籍　　365