设计模式概述

设计模式

设计模式（Design Patterns）是软件工程中的一种解决方案，它提供了一套经过验证的代码设计和架构方案，用于解决软件设计中反复出现的问题。设计模式不特定于某种编程语言，而是普遍适用于各种面向对象的编程语言。设计模式主要分为三大类：创建型模式、结构型模式和行为型模式。

1. 创建型模式（Creational Patterns）

创建型模式关注对象的创建过程，旨在使对象的创建与使用分离，避免系统与具体类之间的紧密耦合。

• 工厂方法模式（Factory Method）：定义一个创建对象的接口，但由子类决定实例化哪个类。
• 抽象工厂模式（Abstract Factory）：提供一个创建一系列相关或依赖对象的接口，而无需指定它们的具体类。
• 单例模式（Singleton）：确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。
• 建造者模式（Builder）：将复杂对象的创建与其表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。
• 原型模式（Prototype）：使用对象的原型实例创建新对象，即通过克隆来创建对象。

2. 结构型模式（Structural Patterns）

结构型模式关注类和对象的组合，旨在通过组合接口和实现来实现新的功能。

• 适配器模式（Adapter）：将一个类的接口转换成客户希望的另一个接口，使原本不兼容的类可以一起工作。
• 桥接模式（Bridge）：将抽象部分与实现部分分离，使它们可以独立变化。
• 组合模式（Composite）：将对象组合成树形结构以表示“部分-整体”的层次结构，使客户可以一致地处理单个对象和组合对象。
• 装饰者模式（Decorator）：动态地给一个对象添加额外的职责，扩展对象的功能。
• 外观模式（Facade）：为子系统中的一组接口提供一个一致的界面，使子系统更容易使用。
• 享元模式（Flyweight）：通过共享尽可能多的细节以支持大量细粒度对象的高效共享。
• 代理模式（Proxy）：为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。

3. 行为型模式（Behavioral Patterns）

行为型模式关注对象之间的通信和职责分配，旨在提高对象之间的通信效率和灵活性。

• 责任链模式（Chain of Responsibility）：为请求创建一个接收者对象的链，沿着这条链传递请求，直到有一个对象处理它为止。
• 命令模式（Command）：将请求封装成对象，以便使用不同的请求、队列或日志参数化其他对象。
• 解释器模式（Interpreter）：为语言创建解释器，定义一种文法表示，并建立一个解释器来处理该文法。
• 迭代器模式（Iterator）：提供一种方法顺序访问聚合对象中的各个元素，而不暴露其内部表示。
• 中介者模式（Mediator）：用一个中介对象来封装一系列对象交互，使对象之间不需要显式地相互引用，从而使它们可以松散耦合。
• 备忘录模式（Memento）：在不破坏封装的前提下，捕获对象的内部状态，并在以后恢复该状态。
• 观察者模式（Observer）：定义对象间的一对多依赖关系，当一个对象改变状态时，所有依赖对象都会被通知并自动更新。
• 状态模式（State）：允许对象在内部状态改变时改变其行为，看起来对象好像修改了它的类。
• 策略模式（Strategy）：定义一系列算法，将每一个算法封装起来，并使它们可以相互替换。
• 模板方法模式（Template Method）：定义一个操作中的算法骨架，而将一些步骤延迟到子类中，使得子类可以在不改变算法结构的情况下重新定义算法的某些步骤。
• 访问者模式（Visitor）：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。

这些设计模式帮助开发者创建结构良好的、可维护的、可扩展的软件系统。