23种设计模式详解：类图示例与应用

本文档提供了关于23种经典设计模式的深入解析和实践示例，涵盖了创建型、结构型和行为型三大类别。以下是对每个设计模式的详细解读： 1. **创建型模式** - **抽象工厂模式**：提供一组相关的或相互依赖的对象，使得它们可以使用同一接口进行交互，但具体如何实例化由子类决定。在文档中的`ConcreteFactory1`和`ConcreteFactory2`是具体实现。 - **生成器模式**（Builder模式）：将一个复杂对象的构建过程分解为多个构造步骤，允许用户顺序地指定这些步骤，这样就避免了在客户代码中使用难于改变的实例化过程。 - **工厂模式**：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。文档中的`Client`类通过工厂方法获取产品。 - **原型模式**：通过复制一个现有的对象来创建新对象，无需知道新对象的类。这对于需要高效克隆的对象很有用。 - **单例模式**：确保一个类只有一个实例，并提供全局访问点。在`MainApp`中，可以看到对单例模式的简单应用。 2. **结构型模式** - **适配器模式**：使接口不兼容的对象能够协同工作。文档中没有直接的适配器类示例，但概念上是通过封装来调整接口。 - **桥接模式**：将抽象部分和实现部分分离，使它们可以独立变化。文档未提供具体桥接类。 - **组合模式**：允许一个对象在其内部包含另一个对象的部分，使得用户可以把它当作单个对象对待。`Composite`可能是通过继承或接口实现的。 - **装饰模式**：动态地给一个对象添加更多功能，而不用修改其原有结构。文档可能展示了如何使用装饰器类增强对象的行为。 - **外观模式**：为子系统提供一个一致的接口，隐藏其实现的复杂性。这有助于简化客户端与复杂系统的交互。 - **享元模式**：共享对象以减少内存消耗，当大量对象具有相同的数据时尤为有效。 - **代理模式**：为其他对象提供一个代理以控制对原对象的访问，如保护、延迟或转发请求。 3. **行为型模式** - **职责链模式**：将请求沿着一系列的处理阶段传递，直到请求被处理或无法处理为止。文档中可能有`ChainofResponsibility`类的实现。 - **命令模式**：封装请求为对象，支持命令的执行、撤销和记录。文档可能展示了如何创建命令对象和执行命令。 - **解释器模式**：将表达式表示为一个树结构，可以动态地改变其结构并重新解释。文档可能会演示解析器和解释器类。 - **迭代器模式**：提供一种方法顺序访问聚合对象中的各个元素，而无需暴露其底层表示。文档中的`Iteartor`类可能实现这一功能。 - **中介者模式**：定义一个中介者，它使得各对象无需相互了解，便能通过中介者交换消息。文档可能展示了一个中介者类的例子。 - **备忘录模式**：在不破坏封装的前提下，捕获一个对象的内部状态，并在以后将此状态恢复。文档可能涉及状态的保存和恢复操作。 - **观察者模式**：定义对象间的一对多依赖关系，当一个对象的状态发生改变时，所有依赖它的对象都会得到通知。文档中的`Observer`模式是关键部分。 - **状态模式**：允许对象在运行时改变其行为。文档可能包含不同状态类的示例。 - **策略模式**：定义一组算法，让它们之间可以互换。文档可能展示如何创建不同的策略并选择使用。 - **模板方法模式**：规定算法的骨架，而将一些步骤延迟到子类中。文档中的`TemplateMethod`可能包含基础方法和可重写的方法。 - **访问者模式**：使对象能够在不改变自身结构的情况下接受多种操作。文档中会有一个访问者接口和实现类。 通过阅读和理解这些模式的类图和示例，学习者能够更好地掌握设计模式的应用，提高软件设计的灵活性、可维护性和扩展性。