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迭代器模式（Iterator Pattern）：统一访问集合元素的方式

迭代器模式是行为型设计模式的一种，核心思想是提供一种统一的方法顺序访问容器对象（如集合、数组）中的各个元素，而不暴露容器的内部结构。这种模式就像 “遥控器”—— 无论电视机的内部构造如何，用户只需通过遥控器的按键（迭代器方法）就能逐频道切换（遍历元素），无需了解电视的内部细节。

迭代器模式的核心结构

迭代器模式通过四个核心角色实现对容器元素的统一遍历，职责明确且解耦了容器与遍历逻辑：

迭代器接口（Iterator）

• 定义遍历容器元素的标准接口，通常包含以下方法：
  • hasNext()：判断是否还有下一个元素。
  • next()：返回当前元素，并移动到下一个位置。
  • （可选）remove()：移除当前元素（视容器支持情况）。
• 示例：java.util.Iterator（Java 集合框架的迭代器接口）。

具体迭代器（ConcreteIterator）

• 实现迭代器接口，封装具体的遍历逻辑，记录当前遍历位置，与特定容器绑定。
• 示例：ArrayList的内部迭代器（遍历数组）、LinkedList的内部迭代器（遍历链表）。

容器接口（Collection/Aggregate）

• 定义容器的核心接口，声明创建迭代器的方法（iterator()），是所有容器的抽象父类。
• 示例：java.util.Collection（Java 集合的根接口）。

具体容器（ConcreteCollection）

• 实现容器接口，存储元素并提供创建对应迭代器的方法，负责管理元素的增删改查。
• 示例：ArrayList（数组容器）、HashSet（哈希表容器）。

代码实现示例

以 “自定义列表容器” 为例，展示迭代器模式的实现：自定义MyList容器，通过迭代器遍历元素，不暴露内部存储结构（如数组）。

策略模式（Strategy Pattern）：算法的封装与灵活切换

策略模式是行为型设计模式的一种，核心思想是定义一系列算法，将每个算法封装成独立的策略类，使它们可以相互替换，从而让算法的变化独立于使用算法的客户端。这种模式就像 “出行方式的选择”—— 无论是步行、骑车还是开车，目的都是到达目的地，只是方式不同，客户端可根据需求灵活切换。

策略模式的核心结构

策略模式通过三个核心角色实现算法的封装与切换，结构清晰且职责分明：

策略接口（Strategy）

• 定义所有算法的公共接口，声明算法的核心方法（如计算、执行等）。
• 示例：PaymentStrategy（支付策略接口，定义pay(double amount)方法）。

具体策略（ConcreteStrategy）

• 实现策略接口，封装具体的算法逻辑，是策略模式的 “可替换单元”。
• 示例：AlipayStrategy（支付宝支付）、WechatPayStrategy（微信支付）。

上下文（Context）

• 使用策略的客户端角色，持有策略接口的引用，负责将具体策略传递给客户端，或根据场景选择策略。
• 上下文不直接实现算法，而是委托给具体策略执行，自身仅关注 “何时使用算法” 而非 “如何实现算法”。
• 示例：Order（订单上下文，通过支付策略完成支付）。

代码实现示例

以 “订单支付系统” 为例，展示策略模式的应用：订单可通过支付宝、微信等不同方式支付，客户端可动态选择支付方式。

中介者模式（Mediator Pattern）：封装交互，解耦对象

中介者模式是行为型设计模式的一种，核心思想是通过一个中介对象封装多个对象（同事）之间的交互，使同事对象无需直接相互引用，从而降低耦合度，且可以独立地改变它们之间的交互方式。这种模式就像 “聊天室主持人”—— 多个用户（同事）通过主持人（中介者）传递信息，无需知道彼此的存在，所有交互由主持人协调，本质是 “集中管理交互，减少直接依赖”。

中介者模式的核心结构

中介者模式通过四个核心角色实现对象间的间接交互，职责分明且解耦效果显著：

中介者接口（Mediator）

• 定义同事对象之间交互的接口，声明用于协调同事的方法（如changed(Colleague)—— 当同事状态改变时通知中介者）。
• 示例：ChatMediator（聊天室中介者接口，声明sendMessage(String msg, User user)方法）。

具体中介者（ConcreteMediator）

• 实现中介者接口，维护所有同事对象的引用，并实现具体的协调逻辑：当某个同事状态改变时，中介者负责通知其他相关同事做出响应。
• 示例：ConcreteChatMediator（具体聊天室中介者，管理用户列表并转发消息）。

同事类抽象（Colleague）

• 定义同事对象的抽象接口，持有中介者的引用（通过构造方法注入），提供与中介者交互的方法（如通知中介者自身状态改变）。
• 示例：User（用户抽象类，包含send(String msg)和receive(String msg)方法）。

具体同事类（ConcreteColleague）

• 实现同事类抽象，代表具体的交互对象，当自身状态改变时，通过中介者通知其他同事，而不直接与其他同事交互。
• 示例：ChatUser（具体用户，发送消息时通过中介者转发，接收中介者传递的消息）。

代码实现示例

以 “聊天室” 为例，展示中介者模式的实现：多个用户通过聊天室中介者发送和接收消息，用户之间无需直接关联，所有消息通过中介者转发。

命令模式（Command Pattern）：封装请求的艺术

命令模式是行为型设计模式的一种，核心思想是将请求（方法调用）封装为一个独立的对象，使请求的发送者与接收者解耦。通过命令对象，可实现请求的参数化、排队、日志记录及撤销等功能，本质是 “将操作封装为对象，实现请求的灵活管理”。

命令模式的核心结构

命令模式通过四个核心角色实现请求的封装与解耦，分工明确且扩展性强：

命令接口（Command）

• 定义命令的抽象接口，声明执行命令的方法（通常为execute()），是所有具体命令的父类。
• 示例：OrderCommand（订单命令接口，声明execute()方法）。

具体命令（ConcreteCommand）

• 实现命令接口，封装具体的请求逻辑，通常持有接收者（Receiver）的引用，并在execute()方法中调用接收者的相关方法完成请求。
• 示例：PayOrderCommand（支付订单命令）、CancelOrderCommand（取消订单命令）。

接收者（Receiver）

• 真正执行命令的对象，包含完成命令所需的业务逻辑（如支付、取消等操作）。
• 示例：OrderService（订单服务，提供pay()、cancel()等方法）。

调用者（Invoker）

• 触发命令执行的对象，持有命令对象的引用，通过调用命令的execute()方法触发请求，不直接与接收者交互。
• 示例：OrderController（订单控制器，接收用户请求并触发对应命令）。

代码实现示例

以 “订单管理系统” 为例，展示命令模式的实现：支持支付订单和取消订单操作，通过命令对象封装这些操作，实现解耦和日志记录。

原型模式（Prototype Pattern）：通过克隆高效创建对象

原型模式是创建型设计模式的一种，核心思想是通过复制（克隆）现有对象（原型）来创建新对象，而非通过new关键字重新实例化。这种模式特别适合创建复杂对象或频繁创建相似对象的场景，能有效提高创建效率并简化流程。

原型模式的核心结构

原型模式的实现依赖两个关键要素，结构简洁但功能明确：

原型接口 / 类（Prototype）

• 声明克隆自身的方法（通常名为clone()）。
• 在 Java 中，通常通过实现Cloneable接口（标识接口）并重写Object.clone()方法实现。

具体原型（Concrete Prototype）

• 实现原型接口，具体定义克隆逻辑（深拷贝或浅拷贝）。
• 示例：User、Product等需要被克隆的类。

原型模式的实现步骤

在 Java 中实现原型模式需遵循以下步骤：

1. 实现Cloneable接口

Cloneable是一个标识接口（无任何方法），用于通知 JVM：该类可以被安全克隆。若未实现此接口，调用clone()会抛出CloneNotSupportedException。