23种设计模式详解：提升面向对象软件复用与架构

设计模式是软件开发中一种被广泛应用的最佳实践，它提供了解决常见问题的通用解决方案，使得代码结构更加清晰、模块化，易于维护和复用。在面向对象编程中，设计模式有助于处理复杂性，确保软件架构的灵活性和效率。 【创建模式】： 1. **单例模式**：由阎宏博士讲解，确保在一个应用程序中只有一个类的实例，并通过全局访问点供其他部分使用。这对于资源管理、配置和数据存储等场景尤其有用。 2. **工厂方法模式**：允许客户端通过调用一个共通的方法来创建对象，而不是直接实例化对象，从而隐藏了对象的具体创建过程，增加了灵活性。 3. **Builder模式**：将对象构建过程分解为多个构造步骤，允许逐步创建复杂对象，便于扩展和修改构建逻辑。 4. **原型模式**：基于已有对象复制创建新对象，适用于需要频繁创建相似对象但不希望每次实例化时都消耗大量资源的情况。 【结构模式】： 5. **适配器模式**：通过组合或继承调整接口，使不兼容的类能够协同工作，增强了系统的兼容性和灵活性。 6. **代理模式**：在不改变接口的情况下，提供额外的功能或控制，如权限管理和性能优化。Jive例子展示了代理模式在用户授权中的应用。 7. **门面模式**：简化复杂的系统接口，为用户提供更易用的入口，如JDBC Facade在不同数据库间的统一操作。 8. **组合模式**：将对象组织成树形结构，使得部分可以独立于整体变化，如Jive中的组件层次结构。 9. **装饰器模式**：动态地给对象添加或替换功能，而不会改变其原有结构，如油漆工给对象增添外观。 10. **桥接模式**：解耦合对象的实现与抽象，将变化隔离，如在牛郎织女故事中作为连接的桥梁。 11. **共享元数据模式**（通常称为Flyweight模式）：减少内存占用，特别适用于处理大量小对象的情况。 【行为模式】： 12. **命令模式**：封装请求，以便可以存储、撤销或排队执行，实现行为的可分离性。 13. **观察者模式**：当一个对象状态发生改变时，通知其相关的依赖对象更新，如Java API中的事件监听机制。 14. **迭代器模式**：提供一个方法顺序访问聚合对象元素，避免暴露底层集合的具体实现，提高代码的可维护性。 15. **模板方法模式**：定义算法的基本骨架，允许子类重写特定步骤，实现多态的同时保持通用的框架。 16. **策略模式**：在运行时选择算法或行为，替代了硬编码的行为，提高代码的灵活性。 这些设计模式不仅是软件工程中的基石，也是理解面向对象设计原则的关键。熟练掌握它们能帮助开发者编写出结构清晰、高效且易于维护的代码。通过实践和深入理解这些模式，开发者可以提升自己的软件设计能力，应对日益复杂的技术挑战。