软考-软件设计师 23种设计模式

创建型设计模式

抽象工厂（Abstract Factory）设计模式

意图
 提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口，而无需指定他们具体的类。
图例

适用性

1. 一个系统要独立于它的产品的创建,组合和表示时;
2. 一个系统要由多个产品系列中的一个来配置时;
3. 需要强调一系列相关的产品对象的设计以便进行联合使用时;
4. 提供一个产品类库,而只想显示它们的接口而不是实现时。

工厂方法（Factory Method）设计模式

意图
 工厂方法（Factory Method）设计模式定义一个用于创建对象的接口，让子类决定将哪一个类实例化，使一个类的实例化延迟到其子类。
图例

适用性

1. 当一个类不知道它所必须创建的对象的时候
2. 当一个类希望由它的子类来指定所创建的对象的时候
3. 当类将创建的对象的职责委托给多个帮助子类中的某一个，并且你希望将哪一个帮助子类是代理这一信息局部化的时候

单例 (Singleton)设计模式

意图
 单例 (Singleton)设计模式，其意图是保证一个类仅有一个实例，并提供一个访问这个唯一实例的全局访问点。
图例

适用性

1. 当类只能有一个实例而且客户可以从一个众所周知的访问点访问它时
2. 当这个唯一实例应该是通过子类化可扩展的，并且客户应该无需更改代码就能使用一个扩展的实例时。

生成器（Builder）设计模式

意图
 生成器（Builder）设计模式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。
图例

适用性

1. 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。
2. 当构造过程必须允许被构造的对象有不同表示时

原型（Prototype）设计模式

意图
 原型（Prototype）设计模式用原型实例指定创建对象的种类，并且通过拷贝这个原型来创建新的对象。
图例

适用性

1. 当一个系统应该独立于它的产品创建、构成和表示时
2. 当要实例化的类是在运行时刻指定时，例如：通过动态装载
3. 为了避免创建一个与产品类层次平行的工厂类层次时
4. 当一个类的实例化只能有几个不同状态组合的一种时。建立相应数目的原型并克隆它们，可能比每次用合适的状态手工实例化该类更方便些

结构型设计模式

适配器（Adapter）设计模式

意图
 适配器（Adapter）设计模式将一个类的接口转换成客户希望的另外一个接口，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。
图例

适用性

1. 适用于想使用一个已经存在的类，而其接口不符合要求的情况。
2. 想创建一个可以服用的类，该类可以与其他不相关的类和不可预见的类协同工作

桥接（Bridge）设计模式

意图
 桥接（Bridge）设计模式将抽象部分与其实现部分分离，使它们都可以独立地变化。
图例

适用性

1. 适用于不希望在抽象和它的实现部分之间有一个固定的绑定关系的情况。

组合（Composite）设计模式

意图
 组合（Composite）设计模式将对象组合成树形结构以表示“部分一整体”的层次结构， 使得用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性
图例

适用性

1. 部分、整体场景，如树形菜单，文件、文件夹的管理。

装饰器（Decorator）设计模式

意图
 装饰器（Decorator）设计模式描述了以透明围栏来支持修饰的类和对象的关系，动态地给一个对象添加一些额外的职责，从增加功能的角度来看，装饰器模式相比生成子类更加灵活。
图例

适用性

1. 在不影响其他对象的情况下，以动态、透明的方式给单个对象添加职责
2. 处理那些可以撤销的职责
3. 当不能采用生成子类的方式进行扩充时

代理（Proxy） 设计模式

意图
 代理（Proxy） 设计模式通过提供与对象相同的接口来控制对这个对象的访问，以使得在确实需要这个对象时才对它进行创建和初始化。
图例

适用性

1. 需要比较通用和复杂的对象指针代替简单指针时候

外观（Facade）设计模式

意图
 外观（Facade）设计模式为子系统中的一组接口提供一个一致的界面，Facade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。
图例

适用性

1. 适用于需要为一个复杂子系统提供一个简单接口的情况。
2. 客户程序与抽象类的实现部分之间存在很大的依赖性。
3. 当需要构建一个层次结构的子系统时，使用Facade模式定义子系统中每层的入口点。

享元（Flyweight）设计模式

意图
 享元（Flyweight）模式运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象。
图例

适用性

1. 一个应用程序使用了大量的对象；
2. 完全由于使用大量的对象而造成很大的存储开销；
3. 对象的大多数状态都可变为外部状态；
4. 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；
5. 应用程序不依赖于对象标识。

行为型设计模式

责任链（Chain of Responsibility）设计模式

意图
 责任链（Chain of Responsibility）设计模式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，将这些对象连成一条链，并沿着这条链传递该请求，直到有一个对象处理它为止。
图例

适用性

1. 适用于有多个的对象可以处理一个请求，哪个对象处理该请求运行时刻自动确定的情况。
2. 想在不明确指定接收者的情况下向多个对象中的一个提交一个请求。
3. 可处理一个请求的对象集合应被动态指定

命令（Command）设计模式

意图
 命令（Command）设计模式将一个请求封装为一个对象，从而使得使用者可以采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。
图例

适用性

1. 抽象出待执行的动作以参数化某对象
2. 在不同的时刻指定、排列和执行请求

中介者（Mediator）设计模式

意图
 中介者（Mediator）设计模式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式地相互引用，从而使其耦合松散，而且可以独立地改变它们之间的交互。
图例

适用性

1. 一组对象以定义良好但是复杂的方式进行通信，产生的相互依赖关系结构混乱且难以理解。

解释器（Interpreter）设计模式

意图
 解释器（Interpreter）设计模式是给定一个语言，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。
图例

适用性

1. 当有一个语言需要解释执行，并且可将该语言中的句子表示为一个抽象语法树。

迭代器（Iterator）设计模式模式

意图
 迭代器（Iterator）设计模式模式提供一种方法来顺序访问一个聚合对象中的各个元素而不需要暴露该对象的内部标识。
图例

适用性

1. 访问一个聚合对象的内容而无需暴露他的内部表示
2. 支持对聚合对象的多种遍历
3. 为遍历不同的聚合对象提供一个统一的接口

备忘录（Memento）设计模式

意图
 备忘录（Memento）设计模式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，从而可以在以后将该对象恢复到原先保存的状态。
图例

适用性

1. 必须保存一个对象在某一时刻的状态，这样以后需要它时才能恢复到先前的状态。
2. 如果一个用接口来让其他对象直接得到这些状态，将会暴露对象的实现细节并破坏对象的封装性

策略（Strategy）设计模式

意图
 策略（Strategy）设计模式定义一系列算法，把它们一个个封装起来，并且使它们可相互替换。这一模式使得算法可独立于它的客户而变化。
图例

适用性

1. 许多相关的类仅仅是行为有异。
2. 当需要一个算法的不同变体。
3. 算法使用客户不应该知道的数据

观察者（Observer）设计模式

意图
 观察者（Observer）设计模式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得到通知并被自动更新。
图例

适用性

1. 当一个抽象模型有两个方面，其中一个方面依赖于另一个方面，将这两者封装在独立的对象中以使他们可以各自独立的改变和复用
2. 当一个对象的改变需要同时改变其他对象，而不知道具体有多少对象待改变时
3. 当一个对象必须通知其他对象，而他又不能假定其他对象是谁，即不希望这些对象是紧耦合的

状态（State）设计模式

意图
 状态（State）设计模式是使得一个对象在其内部状态改变时通过调用另一个类中的方法改变其行为，使这个对象看起来如同修改了它的类。
图例

适用性

1. 一个对象的行为决定他的状态，并且他必须在运行时刻根据状态改变他的行为
2. 一个操作中含有庞大的多分支的条件语句，且这些分支依赖该对象的状态

访问者（Visitor）设计模式

意图
 访问者（Visitor）设计模式表示一个作用于某对象结构中的各元素的操作，使得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。
图例

适用性

1. 一个对象结构包含很多类对象，他们有不同的接口，而用户想对这些对象实施一些依赖其具体类的操作
2. 定义对象结构的类很少改变，但经常需要在此结构上定义新的操作。
3. 需要对一个对象结构中的对象进行很多不同的并且不相关的操作，而又想避免这些操作“污染”这些对象的类

模板方法（Template Method）设计模式

意图
 模板方法（Template Method）设计模式定义一个操作中的算法骨架，而将一些步骤延迟到子类中，使得子类可以不改变一个算法的结构即可重新定义算法的某些特定步骤。
图例

适用性

1. 一次性实现一个算法的不变的部分，并将可变的行为留给子类来实现
2. 各子类公共的行为应被提取出来并集中到一个公共父类中，以避免代码重复。
3. 控制子类扩展