设计模式是一种在软件设计中被广泛采用的解决常见问题的经验总结，它们是经过验证的解决方案模板，可以帮助开发者在面对特定场景时，能够快速地构造出高效、可维护的代码结构。UML（统一建模语言）是用于描述系统设计和交互的一种图形表示法，它在设计模式的学习和实践中起到关键作用，因为UML图能够清晰地展示类与类之间的关系，帮助我们理解和应用设计模式。
我们来看结构型设计模式，包括适配器模式、桥梁模式、装饰模式、合成模式、门面模式、享元模式和代理模式。
1. **适配器模式**：允许两个不兼容的接口协同工作。通过创建一个适配器类，将原有接口转换为期望的接口，使得原本无法一起工作的类可以协同工作。
2. **桥梁模式**：将抽象部分与实现部分分离，使它们可以独立变化。它将接口与实现分离，形成两个独立的继承体系，从而降低了系统的耦合度。
3. **装饰模式**：动态地给对象添加新的功能，而不改变其原有的结构。通过包装一个对象，可以在运行时添加新的行为或属性。
4. **合成模式**：表示整体-部分关系，强调部分对象可以拥有自己的生命周期，部分可以脱离整体而独立存在。它提供了比聚合更强的关联关系。
5. **门面模式**：提供一个简单的统一接口，用来访问子系统的一组接口。它简化了子系统的使用，减少了客户端与子系统间的复杂性。
6. **享元模式**：用于减少大量相似对象的创建，通过共享技术有效地支持大量细粒度的对象。通常用于节省内存资源，提高系统性能。
7. **代理模式**：为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。它可以用于远程代理、虚拟代理、保护代理等场景。
接下来是行为型设计模式，包括模板方法模式、命令模式、迭代器模式、策略模式、职责链模式和访问者模式。
1. **模板方法模式**：定义一个操作中的算法骨架，而将一些步骤延迟到子类中。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。
2. **命令模式**：将请求封装成一个命令对象，以便于使用不同的请求、队列请求、或者支持可撤销的操作。
3. **迭代器模式**：提供一种方法顺序访问一个聚合对象中的各个元素，而又不暴露其底层表示。
4. **策略模式**：定义一系列的算法，并将每一个算法封装起来，使它们可以互相替换。策略模式让算法的变化独立于使用算法的客户。
5. **职责链模式**：避免请求的发送者与接收者之间的耦合，将多个处理者组织成链式结构，请求沿着链传递，直到某个处理者处理它。
6. **访问者模式**：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。
创建型设计模式有五种：抽象工厂模式、生成器模式、工厂方法模式、原型模式和单例模式。
1. **抽象工厂模式**：提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口，而无需指定它们的具体类。
2. **生成器模式**：将复杂对象的构建与其表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。
3. **工厂方法模式**：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。
4. **原型模式**：用原型实例指定创建对象的种类，并且通过复制这个原型来创建新的对象。
5. **单例模式**：确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。
UML图在这些模式中起着至关重要的作用，它们用图形方式展示了类与类之间的关系，如关联、依赖、聚合、组合和泛化等。通过理解这些关系，我们可以更好地理解和实现设计模式，提高代码的可读性和可维护性。
