设计模式探索:创建型、结构型与行为型模式解析
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更新于2024-08-05
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"Java核心技术36讲 - 第14讲:谈谈你知道的设计模式1"
设计模式是软件工程中的一种重要概念,它代表了在特定情境下解决常见问题的经验总结和标准化解决方案。这些模式使得开发者能够更高效地进行沟通,同时提高了软件设计的质量和可维护性。设计模式分为三大类:创建型模式、结构型模式和行为型模式。
创建型模式关注于对象的创建,旨在提供灵活、可控的对象实例化方式。其中包括:
1. 工厂模式(Factory):提供一个接口来创建一系列相关或相互依赖的对象,而无需指定具体类。
2. 抽象工厂模式(Abstract Factory):允许创建一组相关的对象,而不必明确指定它们的具体类。
3. 单例模式(Singleton):确保一个类只有一个实例,并提供全局访问点。
4. 构建器模式(Builder):将复杂对象的构建与其表示分离,使同样的构建过程可以创建不同的表示。
5. 原型模式(Prototype):通过复制已有对象来创建新对象,减少创建新对象的开销。
结构型模式关注类与对象的组合和相互关系,以实现更复杂的功能。其中包括:
1. 桥接模式(Bridge):将抽象部分与实现部分分离,使它们可以独立变化。
2. 适配器模式(Adapter):使具有不同接口的类可以一起工作。
3. 装饰器模式(Decorator):动态地给对象添加额外的职责,可以避免使用子类进行功能扩展。
4. 代理模式(Proxy):为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。
5. 组合模式(Composite):将对象组合成树形结构,以表现“整体-部分”关系。
6. 外观模式(Facade):提供一个统一的接口,用来访问子系统中的多个接口。
7. 享元模式(Flyweight):通过共享技术有效地支持大量细粒度的对象。
行为型模式则关注类和对象之间的交互和责任分配。其中包括:
1. 策略模式(Strategy):定义一系列算法,并将每个算法封装起来,使它们可以相互替换。
2. 解释器模式(Interpreter):提供一种语言的语法结构,用于解析和执行特定表达式。
3. 命令模式(Command):将请求封装为一个对象,以便使用不同的请求、队列请求或记录请求。
4. 观察者模式(Observer):定义对象间的一对多依赖关系,当一个对象的状态改变时,所有依赖于它的对象都会得到通知并自动更新。
5. 迭代器模式(Iterator):提供一种方法顺序访问聚合对象的元素,而又不暴露其底层表示。
6. 模板方法模式(Template Method):定义一个操作中的算法骨架,而将一些步骤延迟到子类中。
7. 访问者模式(Visitor):为对象结构提供一种遍历访问的方式,使得可以对每个对象应用操作而不改变它们的结构。
在实际的框架如Spring中,设计模式的应用非常广泛。例如,Spring使用了单例模式管理Bean的生命周期,使用工厂模式和抽象工厂模式创建和管理Bean,使用代理模式实现AOP(面向切面编程),以及使用策略模式来实现动态切换策略等。
对于面试或学习来说,理解并熟练运用这些设计模式是非常关键的。不仅可以提升个人的技术能力,还能在团队协作中提高沟通效率,使代码更易于理解和维护。因此,深入研究设计模式,结合实际项目去实践,是每个专业软件工程师的必修课。
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袁大岛
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