软件设计模式

设计模式是软件工程中的一种重要概念，它是在特定上下文中解决常见问题的模板或最佳实践。这些模式在软件设计中被广泛使用，因为它们提供了一种标准的方法来处理复杂性，提高了代码的可读性和可维护性。设计模式并非具体的代码实现，而是一种描述在某些特定情况下，如何设计和实现软件组件的经典解决方案。 在《设计模式》这本书中，通常会涵盖23种经典的设计模式，这些模式被分为三类：创建型模式、结构型模式和行为型模式。 1. 创建型模式：关注对象的创建过程，旨在在系统中引入对对象创建方式的抽象，使得系统的具体构造细节可以与使用对象的代码分离。常见的创建型模式包括工厂方法、抽象工厂、单例、建造者和原型模式。 - 工厂方法模式：定义一个用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类。这样，工厂方法可以使一个类的实例化延迟到其子类。 - 抽象工厂模式：提供一个接口，用于创建相关或依赖对象的家族，而无需指定它们的具体类。 - 单例模式：保证一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。 - 建造者模式：将复杂对象的构建与其表示分离，使得相同的构建过程可以创建不同的表示。 - 原型模式：用原型实例指定创建对象的种类，并通过复制这个原型来创建新的对象。 2. 结构型模式：关注如何组合类和对象以获得更大的结构。它们可以帮助我们设计出更灵活、可扩展的架构。常见的结构型模式包括代理、装饰、适配器、桥接、组合、外观和享元模式。 - 代理模式：为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。 - 装饰模式：动态地给一个对象添加一些额外的职责。装饰者模式可以独立于其他继承结构提供扩展功能。 - 适配器模式：将一个类的接口转换成客户期望的另一个接口，使原本不兼容的类可以一起工作。 - 桥接模式：将抽象部分与它的实现部分分离，使它们都可以独立地变化。 - 组合模式：允许你将对象组合成树形结构来表现“整体-部分”层次结构。 - 外观模式：提供了一个统一的接口，用来访问子系统中的一组接口。外观定义了一个高层接口，让子系统更容易使用。 - 享元模式：运用共享技术有效支持大量细粒度的对象。 3. 行为型模式：关注对象之间的责任分配和通信。这些模式主要用于定义对象间的交互和责任分配。常见的行为型模式包括策略、模板方法、观察者、迭代器、访问者、命令、备忘录、状态和职责链模式。 - 策略模式：定义一系列的算法，并将每一个算法封装起来，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。 - 模板方法模式：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定义该算法的某些特定步骤。 - 观察者模式：定义了对象之间的一对多依赖关系，当一个对象的状态发生改变时，所有依赖于它的对象都会得到通知并自动更新。 - 迭代器模式：提供一种方法顺序访问聚合对象的元素，而又不暴露其底层表示。 - 访问者模式：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。 - 命令模式：将请求封装为一个对象，从而你可以使用不同的请求、队列请求、记录请求或者支持撤销操作。 - 备忘录模式：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，以便以后恢复对象的状态。 - 状态模式：允许一个对象在其内部状态改变时改变它的行为。对象看起来似乎修改了它的类。 - 职责链模式：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。 以上九类模式构成了软件设计模式的基础，理解并熟练应用这些模式可以提升软件设计的质量和效率，使得代码更加灵活、可扩展且易于维护。通过阅读《设计模式》中的各个PDF文档，你可以深入学习每个模式的原理、实现方式以及在实际项目中的应用场景。