软件设计过程中有哪些设计模式？试举例说明其作用

<think>嗯，用户问的是软件设计过程中的设计模式，需要举例说明作用。首先，我得回忆一下常见的设计模式有哪些。设计模式通常分为创建型、结构型和行为型三类。 创建型模式，比如单例模式，工厂模式，建造者模式。单例确保一个类只有一个实例，工厂负责创建对象，建造者用于构造复杂对象。比如用户需要全局配置对象，用单例就很合适。 结构型模式，像适配器、代理、装饰器。适配器解决接口不兼容的问题，比如旧的日志接口需要适配新系统。代理模式控制访问，比如远程服务代理或者延迟加载图片。 行为型模式，比如观察者、策略、模板方法。观察者用于事件处理，比如用户界面中的按钮点击事件。策略模式让算法可以互换，比如不同的支付方式。 用户可能想知道这些模式如何实际应用，所以例子要具体。例如，工厂方法在需要根据不同条件创建不同对象时使用，比如数据库连接工厂根据配置返回MySQL或Oracle连接。 要确保回答结构清晰，分点说明每类模式，再举例子。还要注意用中文，LaTeX公式正确，但这里可能用不上数学表达式，所以主要关注设计模式的解释和例子。检查有没有遗漏重要的模式，比如装饰器、责任链等，但用户可能不需要全部列举，重点介绍几个常用的即可。</think>在软件设计中，设计模式是针对常见问题的可复用解决方案。以下是三类经典设计模式及典型示例： --- ### 一、**创建型模式** **目标**：控制对象的创建逻辑，提升灵活性与复用性。 1. **单例模式** - **作用**：确保一个类仅有一个实例，并提供全局访问点。 - **示例**：数据库连接池、全局配置管理器。 - **代码示意**： ```java public class Singleton { private static Singleton instance; private Singleton() {} // 私有构造函数 public static Singleton getInstance() { if (instance == null) { instance = new Singleton(); } return instance; } } ``` 2. **工厂方法模式** - **作用**：将对象创建委托给子类，实现接口与实现的解耦。 - **示例**：日志系统中，根据配置选择文件日志或控制台日志。 --- ### 二、**结构型模式** **目标**：通过组合类或对象形成更复杂的结构。 1. **适配器模式** - **作用**：解决接口不兼容问题。 - **示例**：将旧版第三方支付接口封装成符合当前系统标准的新接口。 - **代码示意**： ```java class LegacyPayment { void pay(int amount) { ... } } interface NewPayment { void processPayment(double money); } class PaymentAdapter implements NewPayment { private LegacyPayment legacy = new LegacyPayment(); public void processPayment(double money) { legacy.pay((int) (money * 100)); // 转换金额单位 } } ``` 2. **装饰器模式** - **作用**：动态扩展对象功能，避免继承导致的类爆炸。 - **示例**：为文本输入流添加压缩或加密功能。 --- ### 三、**行为型模式** **目标**：优化对象间的通信与职责分配。 1. **观察者模式** - **作用**：定义对象间的一对多依赖，当对象状态变化时自动通知依赖方。 - **示例**：GUI事件处理（如按钮点击触发多个回调）。 - **代码示意**： ```java interface Observer { void update(String event); } class Button { private List<Observer> observers = new ArrayList<>(); public void addObserver(Observer o) { observers.add(o); } public void click() { for (Observer o : observers) { o.update("Button clicked"); } } } ``` 2. **策略模式** - **作用**：封装算法族，使其可独立替换。 - **示例**：电商系统中支持多种促销策略（满减、折扣、赠品）。 --- ### 四、**总结** 设计模式的核心价值在于： 1. **降低耦合**：通过接口隔离变化，例如工厂模式隐藏具体类。 2. **提升复用性**：如适配器模式复用旧代码。 3. **增强扩展性**：如装饰器模式动态叠加功能。 实际应用中需结合场景选择模式，避免过度设计。