深入理解设计模式：六大经典模式解析

设计模式是解决常见问题的最佳实践总结。今天，我们将一起探讨六种经典的设计模式。

1. 单例模式（Singleton Pattern）

1.1 概述

单例模式确保一个类仅有一个实例，并提供一个全局访问点。

1.2 示例场景

• 应用程序中的日志记录器
• 系统中唯一的配置文件管理器

1.3 实现要点

• 私有化构造函数
• 提供一个公共的静态方法来访问类的唯一实例

2. 工厂模式（Factory Pattern）

2.1 简单工厂

通过定义一个工厂类来创建对象的实例。

2.2 抽象工厂

提供了一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口。

2.3 示例场景

• 多种数据库连接对象的创建
• 不同操作系统的UI组件创建

2.4 实现要点

• 定义一个接口用于创建对象
• 创建一个工厂类，根据输入返回不同类的实例

3. 观察者模式（Observer Pattern）

3.1 概述

定义了一种一对多的依赖关系，当主题对象状态变化时，通知所有观察者对象。

3.2 示例场景

• 实时消息通知系统
• 股票行情更新

3.3 实现要点

• 主题（Subject）维护一个观察者列表
• 观察者（Observer）实现一个更新接口
• 当主题状态变化时，遍历观察者列表并调用更新方法

4. 外观模式（Facade Pattern）

4.1 概述

为子系统中的一组接口提供一个统一的接口。

4.2 示例场景

• 复杂的库或框架的简化接口
• 应用程序中多模块间的交互封装

4.3 实现要点

• 创建一个外观类，封装子系统的复杂操作
• 客户端通过外观类与子系统交互

5. 模版方法模式（Template Method Pattern）

5.1 概述

定义了一个操作中的算法的骨架，延迟某些步骤到子类中实现。

5.2 示例场景

• 复杂的文档处理流程
• 游戏中的回合制战斗逻辑

5.3 实现要点

• 定义一个抽象类，包含模版方法
• 模版方法包含调用一系列抽象方法的钩子
• 子类通过实现这些抽象方法来定义算法的特定步骤

6. 状态模式（State Pattern）

6.1 概述

允许对象在内部状态改变时改变它的行为。

6.2 示例场景

• 订单处理流程
• 游戏角色的状态管理

6.3 实现要点

• 定义一个状态接口，包含各种行为方法
• 创建具体的状态类实现该接口
• 上下文（Context）维护当前状态并调用其方法
• 状态转移由上下文或外部事件触发