面向对象的23种设计模式
学习笔记
面向对象设计模式
Gang of Four
设计模式
软件设计
编程模式
本文介绍了面向对象设计模式中的23种经典模式，包括创建型模式、结构型模式等，并对其进行了分类和简要说明，适合于学习编程和软件设计的人员阅读。
面向对象设计模式是解决软件设计中常见问题的可复用方案，通常由 Gang of Four (GoF) 在《设计模式：可复用面向对象软件的基础》中提出的23种经典模式。以下是分类和简介：
一、创建型模式（5种）
关注对象的创建机制，降低对象创建的耦合性。
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单例模式 (Singleton)
- 确保一个类只有一个实例，并提供全局访问点。
- 示例：数据库连接池、日志管理器。
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工厂方法模式 (Factory Method)
- 定义创建对象的接口，但由子类决定实例化的类。
- 示例：日志记录器（文件/数据库日志）。
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抽象工厂模式 (Abstract Factory)
- 创建相关或依赖对象的家族，无需指定具体类。
- 示例：跨平台UI组件（Windows/Mac按钮）。
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建造者模式 (Builder)
- 分步骤构建复杂对象，分离构造与表示。
- 示例：SQL查询构造器、快餐套餐组合。
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原型模式 (Prototype)
- 通过复制现有对象来创建新对象。
- 示例：Java的
Cloneable接口。
二、结构型模式（7种）
处理类或对象的组合，形成更大结构。 6. 适配器模式 (Adapter)
- 转换接口使得不兼容的类可以协作。
- 示例：旧版API适配新系统。
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桥接模式 (Bridge)
- 分离抽象与实现，使两者独立变化。
- 示例：不同形状和颜色的图形绘制。
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组合模式 (Composite)
- 将对象组合成树形结构以表示“部分-整体”层次。
- 示例：文件系统（文件/文件夹）。
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装饰器模式 (Decorator)
- 动态添加职责到对象，替代继承。
- 示例：Java I/O流（
BufferedInputStream）。
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外观模式 (Facade)
- 提供简化复杂子系统的统一接口。
- 示例：一键启动电脑（封装CPU、内存等操作）。
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享元模式 (Flyweight)
- 共享细粒度对象以减少内存使用。
- 示例：字符池（重复利用字母对象）。
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代理模式 (Proxy)
- 为其他对象提供代理以控制访问。
- 示例：虚拟代理（延迟加载大图）、远程代理（RPC）。
三、行为型模式（11种）
关注对象间的通信和职责分配。
13. 职责链模式 (Chain of Responsibility)
- 将请求沿处理链传递，直到有对象处理它。
- 示例：审批流程（经理→总监→CEO）。
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命令模式 (Command)
- 将请求封装为对象，支持撤销/排队。
- 示例：GUI按钮操作、事务管理。
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解释器模式 (Interpreter)
- 定义语言的语法表示，并解释执行。
- 示例：正则表达式解析。
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迭代器模式 (Iterator)
- 提供顺序访问聚合对象元素的方法。
- 示例：Java的
Iterator接口。
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中介者模式 (Mediator)
- 通过中介对象减少对象间直接耦合。
- 示例：聊天室（用户不直接通信）。
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备忘录模式 (Memento)
- 捕获并外部化对象状态以支持撤销。
- 示例：游戏存档。
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观察者模式 (Observer)
- 定义对象间的一对多依赖，状态变更时自动通知。
- 示例：事件监听、消息订阅。
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状态模式 (State)
- 允许对象在内部状态改变时改变行为。
- 示例：订单状态（待支付/已发货）。
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策略模式 (Strategy)
- 定义算法族，使其可互换。
- 示例：排序算法（快速排序/冒泡排序）。
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模板方法模式 (Template Method)
- 定义算法骨架，子类重写特定步骤。
- 示例：冲泡饮料（咖啡/茶流程）。
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访问者模式 (Visitor)
- 将算法与对象结构分离，便于新增操作。
- 示例：文件系统遍历（统计大小/查找文件）。
核心思想
- 解耦：减少组件间的依赖（如工厂模式、中介者模式）。
- 复用：通过组合而非继承（如装饰器、策略模式）。
- 扩展性：开闭原则（如观察者、访问者模式）。
每种模式需结合具体场景选择，避免过度设计。