设计模式详解：24种模式+六大原则

设计模式是软件开发中的重要工具，它们是解决常见问题的最佳实践，用于改进代码的可重用性、灵活性和可维护性。本文档主要介绍了24种常见的设计模式，包括： 1. **创建型模式**：包括五种，分别是： - **工厂方法模式**：提供一个创建对象的接口，让子类决定实例化哪个类。 - **抽象工厂模式**：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。 - **单例模式**：确保一个类只有一个实例，并提供全局访问点。 - **建造者模式**：将复杂对象的构建过程分解为多个步骤，便于扩展和定制。 - **原型模式**：通过复制现有的对象来创建新对象，适用于需要频繁快速创建相似对象的情况。 2. **结构型模式**：涵盖七种，例如： - **适配器模式**：让接口不兼容的对象能够协同工作。 - **装饰器模式**：动态地给一个对象添加额外的行为，但不影响其原有结构。 - **代理模式**：为其他对象提供一个代理以控制对目标对象的访问。 - **外观模式**：为复杂的子系统提供简洁的接口，隐藏其实现细节。 - **桥接模式**：将抽象部分和它的实现部分分离，使它们可以独立变化。 - **组合模式**：让对象看起来像单一对象，实则是若干部分的组合。 - **享元模式**：高效地管理共享对象，减少内存消耗。 3. **行为型模式**：包括十一种模式，如： - **策略模式**：定义一组算法，让它们之间可以互换，以影响对象的行为。 - **模板方法模式**：提供一个算法骨架，允许子类覆盖特定步骤。 - **观察者模式**：定义对象间的一对多依赖关系，当一个对象状态改变时通知所有依赖者。 - **迭代子模式**：提供一个访问一系列对象的方法，而无需暴露底层数据结构。 - **责任链模式**：将请求沿着链传递，直到遇到能处理它为止。 - **命令模式**：封装一个请求为一个对象，以便支持命令的存储、执行和撤销。 - **备忘录模式**：缓存计算结果，避免重复工作。 - **状态模式**：对象在不同的状态下有不同的行为。 - **访问者模式**：让多个对象都可接受同一种访问，而无需暴露其内部表示。 - **中介者模式**：定义一个中介对象，让各对象通过该中介对象进行通信。 - **解释器模式**：将复杂结构的算法表示为树或图的结构。 此外，文档还强调了设计模式背后的六大原则，这些原则旨在提升软件质量并促进可维护性： 1. **开闭原则（Open-Closed Principle）**：强调程序对扩展开放，对修改封闭，通过接口和抽象类实现可扩展性。 2. **里氏代换原则（Liskov Substitution Principle, LSP）**：子类必须能够替换基类，确保代码的稳定性和灵活性。 3. **依赖倒置原则（Dependency Inversion Principle, DIP）**：通过接口编程而非依赖具体实现，提高系统的灵活性。 4. **接口隔离原则（Interface Segregation Principle, ISP）**：避免单一接口过重，提倡多个轻量级接口，降低耦合。 5. **迪米特法则（最少知道原则）**：限制对象间的交互，保持模块独立性。 6. **合成复用原则（Composite Reuse Principle）**：优先使用组合而非继承，以支持组件的复用和扩展。 这些设计模式和原则都是软件开发中不可或缺的部分，它们不仅帮助开发者编写更高质量的代码，而且提高了团队协作的效率和项目的长期可维护性。通过理解和应用这些模式和原则，开发者可以创建出更加灵活、可扩展和易于维护的软件系统。