23种设计模式的基本介绍

创建型模式(Creational Pattern) 1、 抽象工厂模式(Abstract Factory Pattern) 介绍 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。 2、 建造者模式(Builder Pattern) 介绍 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。 3、 原型模式(Prototype Pattern) 介绍 用原型实例指定创建对象的种类，并且通过拷贝这个原型来创建新的对象。。。。 ### 23种设计模式的基本介绍 #### 创建型模式（Creational Pattern） ##### 1. 抽象工厂模式（Abstract Factory Pattern） - **定义**：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。 - **应用场景**： - 当一个系统需要独立于它的产品的创建、组合和表示时。 - 当一个系统要由多个产品系列中的一个来配置时。 - 当要强调一系列相关的产品对象的设计以便进行联合使用时。 - **优点**： - 分离了具体的类； - 用户只需要知道具体工厂的名称就可得到所要的产品，无须知道产品的具体创建过程； - 在系统增加新的产品时只需要增加具体产品类和具体工厂类，无须修改抽象工厂和抽象产品，满足开闭原则。 ##### 2. 建造者模式（Builder Pattern） - **定义**：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。 - **应用场景**： - 需要生成的产品对象有复杂的内部结构。 - 需要生成的产品对象的属性相互依赖。 - **优点**： - 分离了构造代码和表示代码； - 构造过程逐步完成，便于控制细节； - 客户端不必知道产品内部组成的细节。 ##### 3. 原型模式（Prototype Pattern） - **定义**：用原型实例指定创建对象的种类，并且通过拷贝这个原型来创建新的对象。 - **应用场景**： - 类初始化开销大，如创建一个对象需要很繁琐的数据准备或者访问权限等。 - 性能和安全要求较高，如资源消耗较大的类。 - 资源优化场景，如使用原型模式能够减少类的实例化开销。 - **优点**： - 可以避免创建过程中的重复初始化； - 拷贝现有对象而非重新创建新对象，提高效率； - 方便创建复杂对象，避免繁琐的构造函数。 ##### 4. 工厂方法模式（Factory Method Pattern） - **定义**：定义一个用于创建对象的接口，让子类决定将哪一个类实例化。Factory Method 使一个类的实例化延迟到其子类。 - **应用场景**： - 一个系统应该独立于产品创建、构成和表示时。 - 一个系统要由多个产品系列中的一个来配置时。 - **优点**： - 降低客户端与具体产品类之间的耦合； - 符合开闭原则，易于扩展和维护。 ##### 5. 单例模式（Singleton Pattern） - **定义**：保证一个类仅有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点。 - **应用场景**： - 系统中的配置文件，一般只有一份，需要被所有程序共享。 - 日志文件，一般只有一份，需要被所有程序共享。 - **优点**： - 保证了全局唯一性； - 提高了系统的安全性； - 提高了性能，避免了不必要的实例化。 #### 结构型模式（Structural Pattern） ##### 6. 适配器模式（Adapter Pattern） - **定义**：将一个类的接口转换成客户希望的另外一个接口。Adapter模式使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的那些类可以一起工作。 - **应用场景**： - 你想使用一个已经存在的类，而它的接口不符合你的需求。 - 你想创建一个可以复用的类，该类可以与其他不相关的类或不可预见的类（即那些接口可能不一定兼容的类）协同工作。 - **优点**： - 使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的那些类可以一起工作； - 提升类的透明性和复用性。 ##### 7. 桥接模式（Bridge Pattern） - **定义**：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。 - **应用场景**： - 如果一个系统需要在构件的抽象化角色和具体化角色之间增加更多的灵活性，避免在两个层次之间建立静态的联系。 - 对象的行为取决于它的类以及它所包含的对象的类，因此需要将某些对象的创建、组合和表示延迟到运行时。 - **优点**： - 分离抽象和实现； - 提高可扩展性。 ##### 8. 组合模式（Composite Pattern） - **定义**：将对象组合成树形结构以表示“部分-整体”的层次结构。它使得客户对单个对象和复合对象的使用具有一致性。 - **应用场景**： - 当想表示对象的部分整体层次结构时。 - 当需要对待一组对象和单个对象以相同的方式使用时。 - **优点**： - 简化了客户端代码； - 支持递归调用。 ##### 9. 装饰模式（Decorator Pattern） - **定义**：动态地给一个对象添加一些额外的职责。就扩展功能而言，它比生成子类方式更为灵活。 - **应用场景**： - 需要在运行时刻给一个对象动态地添加一些额外的职责。 - 不希望因为添加功能而修改现有代码。 - **优点**： - 灵活增加对象的责任； - 符合开闭原则。 ##### 10. 外观模式（Facade Pattern） - **定义**：为子系统中的一组接口提供一个一致的界面，Facade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。 - **应用场景**： - 子系统非常复杂，需要一个简单统一的接口简化使用。 - 使用子系统不同库功能，但是不想引入依赖。 - **优点**： - 减少系统间的依赖； - 提高灵活性和可维护性。 ##### 11. 享元模式（Flyweight Pattern） - **定义**：运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象。 - **应用场景**： - 一个应用程序使用了大量的相似对象。 - 由于使用大量的对象，造成很大的存储开销。 - **优点**： - 减少对象数量； - 节省内存空间。 ##### 12. 代理模式（Proxy Pattern） - **定义**：为其他对象提供一个代理以控制对这个对象的访问。 - **应用场景**： - 控制对一个对象的访问。 - 在访问一个对象时执行一些附加操作。 - **优点**： - 控制访问； - 提高性能。 #### 行为型模式（Behavioral Pattern） ##### 13. 责任链模式（Chain of Responsibility Pattern） - **定义**：为解除请求的发送者和接收者之间耦合，而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。 - **应用场景**： - 有多个对象可以处理一个请求，哪个对象处理该请求运行时刻自动确定。 - 在不明确指定接收者的情况下，向多个对象中的一个提交一个请求。 - **优点**： - 降低耦合度； - 简化对象。 ##### 14. 命令模式（Command Pattern） - **定义**：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，以及支持可取消的操作。 - **应用场景**： - 当一个操作的执行请求应该从执行者中分离出来，比如，将请求放入队列、日志或事务记录中。 - 当一个请求必须有撤销和恢复操作时。 - **优点**： - 降低耦合度； - 新的命令可以很容易添加到系统中去。 ##### 15. 解释器模式（Interpreter Pattern） - **定义**：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。 - **应用场景**： - 一个简单的语法解析器。 - 任何需要将字符串解析成某种抽象语法树的应用。 - **优点**： - 扩展性好，灵活。 ##### 16. 迭代器模式（Iterator Pattern） - **定义**：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。 - **应用场景**： - 访问一个聚合对象的内容而无须暴露它的内部表示。 - 需要为遍历不同的集合结构提供一个统一的接口。 - **优点**： - 为遍历不同的聚合结构提供了一致的接口； - 可以独立于聚合对象的内部结构来迭代集合对象。 ##### 17. 中介者模式（Mediator Pattern） - **定义**：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。 - **应用场景**： - 一组对象以定义良好但复杂的方式进行通信。产生的相互依赖关系结构混乱且难以理解。 - 一个应用有多个类，而每个类都需要与其他许多类进行通信。也就是说，这些类形成了网状结构。 - **优点**： - 降低耦合度； - 简化对象。 ##### 18. 备忘录模式（Memento Pattern） - **定义**：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保存的状态。 - **应用场景**： - 需要保存和恢复数据的相关状态。 - 必须避免由于直接暴露复杂的内部状态而导致的不受控的修改。 - **优点**： - 保持封装边界； - 简化原发器。 ##### 19. 观察者模式（Observer Pattern） - **定义**：定义对象间的一种一对多的依赖关系,以便当一个对象的状态发生改变时,所有依赖于它的对象都得到通知并自动刷新。 - **应用场景**： - 一个对象结构包含很多类对象，它们有不同的接口，而想对这些对象实施一些依赖于其具体类的操作。 - 需要在系统中创建一个一致的更新机制，一个对象的改变将导致其他一个或多个对象也发生改变。 - **优点**： - 目标和观察者是抽象耦合的； - 支持广播通信。 ##### 20. 状态模式（State Pattern） - **定义**：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所属的类。 - **应用场景**： - 一个对象的行为取决于它的状态，并且它必须在运行时刻根据状态改变它的行为。 - 代码中包含大量与对象状态有关的条件语句。 - **优点**： - 封装了转换规则； - 将所有与某个状态有关的行为放到一个类中，并且可以方便地增加新的状态。 ##### 21. 策略模式（Strategy Pattern） - **定义**：定义一系列的算法，把它们一个个封装起来，并且使它们可相互替换。本模式使得算法的变化可独立于使用它的客户。 - **应用场景**： - 一个系统有许多许多类，而区分它们的只是他们直接的行为。 - 需要使用一个算法的不同变体。 - **优点**： - 算法可以自由切换； - 避免使用多重条件判断。 ##### 22. 模板方法模式（Template Method Pattern） - **定义**：定义一个操作中的算法的骨架，而将一些步骤延迟到子类中。Template Method 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。 - **应用场景**： - 一次性实现一个算法的不变的部分，并将可变的行为留给子类来实现。 - 各子类中公共的行为应被提取出来并集中到一个公共父类中以避免代码重复。 - **优点**： - 提取出公共的部分代码，便于维护。 - 行为由父类控制，便于拓展。 ##### 23. 访问者模式（Visitor Pattern） - **定义**：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。 - **应用场景**： - 对象结构中对象对应的类很少改变，但经常需要在此对象结构上定义新的操作。 - 需要对一个对象结构中的对象进行很多不同的并且不相关的操作，而需要避免让这些操作“污染”这些对象的类。 - **优点**： - 增加新的操作很容易； - 符合单一职责原则。