设计模式介绍

以下是24种设计模式的文字概述，按类别分为创建型、结构型、行为型和并发型（部分模式可能因分类标准不同而略有差异）：

创建型模式（Creational Patterns）

关注点：对象的创建过程

1. 单例模式（Singleton）

   • 意图：确保一个类只有一个实例，并提供全局访问点。
   • 应用：配置管理器、数据库连接池、日志记录器。

2. 工厂方法模式（Factory Method）

   • 意图：定义创建对象的接口，让子类决定实例化哪个类。
   • 应用：游戏角色工厂、文件格式解析器。

3. 抽象工厂模式（Abstract Factory）

   • 意图：提供接口创建一系列相关对象，而无需指定具体类。
   • 应用：UI组件工厂（如Windows/macOS风格组件）。

4. 建造者模式（Builder）

   • 意图：将复杂对象的构建与表示分离，允许相同构建过程创建不同表示。
   • 应用：汽车装配、SQL查询构建器。

5. 原型模式（Prototype）

   • 意图：通过复制现有实例创建新对象，避免重复初始化。
   • 应用：图形对象复制、游戏角色克隆。

结构型模式（Structural Patterns）

关注点：类和对象的组合
6. 代理模式（Proxy）

• 意图：为对象提供代理以控制对其的访问（如远程、虚拟、保护代理）。
• 应用：网络代理、权限控制、延迟加载。

7. 适配器模式（Adapter）

   • 意图：将一个类的接口转换成客户期望的另一个接口，解决不兼容问题。
   • 应用：第三方API适配、旧系统接口兼容。

8. 装饰器模式（Decorator）

   • 意图：动态添加对象功能，比继承更灵活。
   • 应用：咖啡订单系统（添加配料）、日志包装器。

9. 桥接模式（Bridge）

   • 意图：将抽象部分与实现部分分离，使它们可以独立变化。
   • 应用：跨平台图形绘制、消息发送器（邮件/SMS）。

10. 组合模式（Composite）

    • 意图：将对象组合成树形结构表示“部分-整体”层次，统一处理单个和组合对象。
    • 应用：文件系统、组织结构图、GUI组件树。

11. 外观模式（Facade）

    • 意图：为复杂系统提供统一简单接口，隐藏内部细节。
    • 应用：前端框架封装后端API、游戏引擎接口。

12. 享元模式（Flyweight）

    • 意图：通过共享对象减少内存使用，适用于大量细粒度对象。
    • 应用：文本编辑器字符共享、游戏粒子系统。

行为型模式（Behavioral Patterns）

关注点：对象间的通信和职责分配
13. 策略模式（Strategy）
- 意图：定义一系列算法，将每个算法封装并使它们可互换，客户端可动态选择。
- 应用：排序算法切换、支付方式选择。

14. 观察者模式（Observer）

    • 意图：定义对象间一对多依赖，当一个对象状态变化时，所有依赖者自动更新。
    • 应用：事件监听、发布-订阅系统。

15. 模板方法模式（Template Method）

    • 意图：定义算法骨架，将某些步骤延迟到子类实现，避免重复代码。
    • 应用：数据库访问模板、游戏初始化流程。

16. 责任链模式（Chain of Responsibility）

    • 意图：将请求传递给链中的多个处理者，直到有一个处理者处理它。
    • 应用：请求审批流程、异常处理链。

17. 命令模式（Command）

    • 意图：将请求封装为对象，允许参数化客户端、排队或记录请求，支持撤销操作。
    • 应用：GUI命令按钮、宏录制、事务管理。

18. 状态模式（State）

    • 意图：允许对象在内部状态改变时改变行为，看起来像修改了类。
    • 应用：自动售货机状态、工作流引擎。

19. 访问者模式（Visitor）

    • 意图：在不改变对象结构的前提下，定义作用于这些对象元素的新操作。
    • 应用：编译器语法树遍历、文档格式转换。

20. 中介者模式（Mediator）

    • 意图：定义一个中介对象封装一系列对象交互，使各对象松耦合。
    • 应用：聊天室、MVC框架中的Controller。

21. 迭代器模式（Iterator）

    • 意图：提供一种方法顺序访问聚合对象的元素，而不暴露内部表示。
    • 应用：容器遍历、数据库结果集游标。

22. 解释器模式（Interpreter）

    • 意图：定义语言的文法表示，并创建解释器解释该文法。
    • 应用：SQL解析、正则表达式引擎。

23. 备忘录模式（Memento）

    • 意图：在不破坏封装的前提下，捕获并外部化对象的内部状态，以便恢复。
    • 应用：游戏存档、编辑器撤销功能。

并发型模式（Concurrency Patterns）

关注点：多线程/并发编程
24. 线程池模式（Thread Pool）
- 意图：预先创建固定数量的线程，重复使用以管理并发任务，降低线程创建开销。
- 应用：服务器请求处理、异步任务执行。

补充说明

• 经典GoF模式：通常指前23种模式（《设计模式》书中提出），第24种（线程池）属于并发编程扩展。
• 模式选择：根据问题场景选择，避免过度设计。例如：
  • 需要灵活创建对象 → 工厂模式。
  • 需要解耦对象交互 → 观察者/中介者模式。
  • 需要动态添加功能 → 装饰器模式。
• 实践建议：理解模式背后的设计原则（如开闭原则、依赖倒置）比记忆模式更重要。