24种设计模式介绍与6大设计原则

根据给定的信息，本文将详细介绍24种设计模式与6大设计原则，这些内容对于不同层次的软件开发者来说都极具价值。设计模式是一系列被广泛接受的编程经验做法，每一种模式都包含了一个具体的问题、解决方案及其实现方式。而设计原则则是指导我们在设计软件时应该遵循的一些基本原则。接下来，我们将逐一探讨这些设计模式与原则。 ### 一、设计模式 #### 1. 策略模式（Strategy Pattern） 策略模式定义了一系列算法，并将每一个算法封装起来，使它们可以相互替换。策略模式让算法独立于使用它的客户端。在给定的例子中，诸葛亮给赵云提供了三种不同的策略（即锦囊妙计），赵云可以根据实际情况选择合适的策略来应对。这实际上就是在模拟策略模式的实际应用。 #### 2. 代理模式（Proxy Pattern） 代理模式提供了一种代理对象来控制对目标对象的访问。这样做的好处是可以为远程对象、创建开销大的对象或者需要进行保护的对象提供一个代理对象，以控制对它们的访问。 #### 3. 单例模式（Singleton Pattern） 确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。这种模式常用于管理资源，如数据库连接池等。 #### 4. 多例模式（Multiton Pattern） 类似于单例模式，但是允许多个实例存在，每个实例代表一个特定的状态或键值。多例模式可以在某些情况下替代单例模式，提供更灵活的实例化机制。 #### 5. 工厂方法模式（Factory Method Pattern） 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。工厂方法使一个类的实例化延迟到其子类。 #### 6. 抽象工厂模式（Abstract Factory Pattern） 提供一个接口，用于创建一系列相关或相互依赖的对象，而无需指定它们具体的类。 #### 7. 门面模式（Facade Pattern） 为子系统中的一组接口提供一个一致的界面，门面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。 #### 8. 适配器模式（Adapter Pattern） 将一个类的接口转换成客户希望的另一个接口。适配器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。 #### 9. 模板方法模式（Template Method Pattern） 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。 #### 10. 建造者模式（Builder Pattern） 将一个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。 #### 11. 桥梁模式（Bridge Pattern） 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。 #### 12. 命令模式（Command Pattern） 将一个请求封装为一个对象，从而使用户可用不同的请求来参数化其他对象；可以使用队列来排列请求；可以支持可撤销的操作。 #### 13. 装饰模式（Decorator Pattern） 动态地给一个对象添加一些额外的职责。就增加功能而言，装饰模式相比生成子类更为灵活。 #### 14. 迭代器模式（Iterator Pattern） 提供一种方法顺序访问一个聚合对象中各个元素，而又不暴露该对象的内部表示。 #### 15. 组合模式（Composite Pattern） 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。 #### 16. 观察者模式（Observer Pattern） 定义对象间的一种一对多的依赖关系，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被自动更新。 #### 17. 责任链模式（Chain of Responsibility Pattern） 使多个对象都有机会处理请求，从而避免请求的发送者和接收者之间的耦合关系。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。 #### 18. 访问者模式（Visitor Pattern） 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。 #### 19. 状态模式（State Pattern） 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。 #### 20. 原型模式（Prototype Pattern） 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。 #### 21. 中介者模式（Mediator Pattern） 用一个中介对象来封装一系列的对象交互。中介者使各个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。 #### 22. 解释器模式（Interpreter Pattern） 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，这个解释器使用该表示来解释语言中的句子。 #### 23. 享元模式（Flyweight Pattern） 运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象。 #### 24. 备忘录模式（Memento Pattern） 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，这样以后就可以将该对象恢复到原先保存的状态。 ### 二、设计原则 #### 1. 单一职责原则（Single Responsibility Principle） 一个类应该只有一个引起它变化的原因。换句话说，一个类应该只负责一项职责。 #### 2. 里氏替换原则（Liskov Substitution Principle） 子类型必须能够替换掉它们的基类型。简单来说，就是子类应当能够替换父类并出现在父类能够出现的任何地方。 #### 3. 依赖倒置原则（Dependency Inversion Principle） 高层模块不应该依赖于低层模块，二者都应该依赖于抽象。抽象不应该依赖于细节，细节应该依赖于抽象。 #### 4. 接口隔离原则（Interface Segregation Principle） 不应该强迫客户程序依赖它们不用的方法，即一个接口应该只包含客户感兴趣的方法。 #### 5. 迪米特法则（Law of Demeter） 一个对象应该对其他对象有尽可能少的了解。简单来说，就是类与类之间不要有过多的交互，降低耦合度。 #### 6. 开闭原则（Open-Closed Principle） 软件实体应该是可以扩展的，但是不可修改的，即软件实体应尽量在扩展性方面开放，在更改性方面关闭。 以上就是24种设计模式与6大设计原则的基本介绍。这些模式和原则是软件开发过程中不可或缺的组成部分，理解和掌握它们可以帮助开发者写出更加优雅、易于维护的代码。无论是初级还是高级开发者，甚至是顶级系统分析师，都能从这些模式和原则中受益匪浅。