设计模式是一种在软件开发中广泛使用的概念,它代表了在特定上下文中解决常见问题的最佳实践。设计模式分为三大类,共23种。以下是详细的分类和具体的设计模式:
一、创建型模式(5种)
创建型模式主要用于对象的创建过程,它们帮助创建对象的实例,既可以是创建单个对象,也可以是创建多个相互关联或相互依赖的对象。
- 工厂方法模式(Factory Method):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。工厂方法让类的实例化推迟到子类中进行。
- 抽象工厂模式(Abstract Factory):提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口,而无需指定它们具体的类。
- 单例模式(Singleton):确保一个类仅有一个实例,并提供一个全局访问点。
- 建造者模式(Builder):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。
- 原型模式(Prototype):用原型实例指定创建对象的种类,并且通过拷贝这些原型创建新的对象。
二、结构型模式(7种)
结构型模式关注于类和对象的组合。它们采用继承机制来组合接口或实现组合。
- 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,使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的类可以一起工作。
- 装饰器模式(Decorator):动态地给一个对象添加一些额外的职责,就增加功能来说,装饰器模式相比生成子类更为灵活。
- 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。
- 外观模式(Facade):为子系统中的一组接口提供一个一致的界面,外观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。
- 桥接模式(Bridge):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(Composite):将对象组合成树形结构以表示“部分-整体”的层次结构。组合模式使得用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性。
- 享元模式(Flyweight):运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象。
三、行为型模式(11种)
行为型模式涉及算法和对象间职责的分配。它们不仅描述对象和类的模式,还描述它们之间的通信模式。
- 策略模式(Strategy):定义了一系列的算法,并将每一个算法封装起来,使它们可以相互替换。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(Template Method):定义了一个操作中的算法的骨架,而将一些步骤延迟到子类中。模板方法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(Observer):定义了一种一对多的依赖关系,让多个观察者对象同时监听某一个主题对象。这个主题对象在状态发生变化时,会通知所有观察者对象,使它们能够自动更新自己。
- 迭代子模式(Iterator):提供一种方法顺序访问一个聚合对象中各个元素,而又不需暴露该对象的内部表示。
- 责任链模式(Chain of Responsibility):为请求的发送者和接收者之间解耦,使多个对象都有机会处理这个请求。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。
- 命令模式(Command):将一个请求封装为一个对象,从而使你可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。
- 备忘录模式(Memento):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。这样以后就可将该对象恢复到原先保存的状态。
- 状态模式(State):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。
- 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。
- 中介者模式(Mediator):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。
- 解释器模式(Interpreter):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,该解释器使用该表示来解释语言中的句子。
这些设计模式是软件开发中宝贵的经验总结,它们有助于设计出更加灵活、可维护和可扩展的软件系统。