Java设计模式最佳实践：从单例到策略模式的应用171

Java作为一门成熟的面向对象编程语言，其强大的特性使得开发者能够构建出各种复杂的应用系统。然而，如何编写优雅、可维护、可扩展的Java代码却是一门艺术。设计模式的应用，正是提升Java代码质量的关键所在。本文将深入探讨几种常用的Java设计模式，并结合实际案例分析其应用场景和最佳实践，帮助开发者更好地理解和应用这些模式，从而编写出更健壮、更易于维护的Java程序。

一、单例模式 (Singleton Pattern)

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。这在需要控制资源访问，或者需要确保全局唯一性的场景下非常有用。例如，数据库连接池、日志记录器等都适合使用单例模式。以下是一个使用静态内部类实现的单例模式示例，这是一种线程安全的实现方式，避免了双重检查锁定（Double-Checked Locking）带来的复杂性和潜在问题：```java
public class Singleton {
private Singleton() {}
private static class SingletonHolder {
private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
}
public static Singleton getInstance() {
return ;
}
public void doSomething() {
// ...
}
}
```

在这个例子中，`SingletonHolder`类在第一次访问`getInstance()`方法时才会被加载，保证了线程安全，同时避免了不必要的实例化。

二、工厂模式 (Factory Pattern)

工厂模式用于创建对象，而不必指定其确切的类。这使得代码更灵活，更容易扩展。工厂模式有多种变体，包括简单工厂模式、工厂方法模式和抽象工厂模式。以下是一个简单工厂模式的例子，用于创建不同形状的对象：```java
interface Shape {
void draw();
}
class Circle implements Shape {
@Override
public void draw() {
("Drawing a circle");
}
}
class Square implements Shape {
@Override
public void draw() {
("Drawing a square");
}
}
class ShapeFactory {
public static Shape getShape(String shapeType) {
if (shapeType == null) {
return null;
}
if (("CIRCLE")) {
return new Circle();
} else if (("SQUARE")) {
return new Square();
}
return null;
}
}
```

这个例子展示了如何通过一个工厂方法创建不同的形状对象，无需在客户端代码中直接实例化具体的形状类。

三、策略模式 (Strategy Pattern)

策略模式定义了一系列算法，并将每个算法封装起来，使它们可以互相替换。策略模式让算法的变化独立于使用算法的客户。例如，不同的排序算法（冒泡排序、快速排序等）可以作为不同的策略，客户端只需要选择合适的策略即可。```java
interface PaymentStrategy {
void pay(double amount);
}
class CreditCardPayment implements PaymentStrategy {
@Override
public void pay(double amount) {
("Paying " + amount + " using credit card");
}
}
class PayPalPayment implements PaymentStrategy {
@Override
public void pay(double amount) {
("Paying " + amount + " using PayPal");
}
}
class Order {
private PaymentStrategy paymentStrategy;
public Order(PaymentStrategy paymentStrategy) {
= paymentStrategy;
}
public void checkout(double amount) {
(amount);
}
}
```