设计模式详解：分类、原则与实战应用

"设计模式是面向对象编程中的重要概念，主要分为创建型、结构型和行为型三大类，共包含23种模式。这些模式旨在提高代码的可重用性、可读性和可靠性，是软件工程的基础。设计模式基于经验总结，通过模式描述了常见问题的通用解决方案。学习和应用设计模式有助于提升软件开发者的专业素养。 1. 创建型模式： - 工厂方法模式：提供一个接口用于创建某一类对象，但允许子类决定实例化哪一个类。 - 抽象工厂模式：提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口，而无需指定它们具体的类。 - 单例模式：保证一个类只有一个实例，并提供全局访问点。 - 建造者模式：将复杂对象的构建与其表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。 - 原型模式：通过复制已有对象来创建新对象，减少类的实例化。 2. 结构型模式： - 适配器模式：使两个不兼容的接口能够协同工作。 - 装饰器模式：动态地给对象添加新的职责，可以独立增加功能，不破坏封装性。 - 代理模式：为其他对象提供一种代理以控制对该对象的访问。 - 外观模式：提供一个简单的接口，隐藏复杂的子系统实现。 - 桥接模式：将抽象部分与实现部分分离，使它们可以独立变化。 - 组合模式：允许将对象组合成树形结构，表现得像单个对象。 - 享元模式：通过共享技术，有效地支持大量细粒度的对象，减少内存占用。 3. 行为型模式： - 策略模式：定义一系列算法，并将每个算法封装起来，使它们可以互相替换，使算法的变化独立于使用它的客户。 - 模板方法模式：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。 - 观察者模式：定义对象间的一种一对多依赖关系，当一个对象的状态发生改变时，所有依赖于它的对象都会得到通知并自动更新。 - 迭代子模式：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。 - 责任链模式：避免请求的发送者和接收者之间的耦合，将多个处理对象串联起来，形成链状结构，请求沿着链传递，直到被处理。 - 命令模式：将请求封装为一个对象，以便使用不同的请求、队列请求或支持撤销操作。 - 备忘录模式：在不破坏封装性的前提下，捕获一个对象的内部状态，以便在需要时恢复对象的原状。 - 状态模式：允许对象在内部状态改变时改变其行为，对象看起来好像修改了它的类。 - 访问者模式：在不改变集合元素的前提下，为集合中的元素增加新的操作。 - 中介者模式：定义一个中介对象来简化原本复杂的对象交互。 - 解释器模式：提供一个语言的文法表示，并定义一个解释器来解释这个文法。 除了上述23种模式，还有并发型模式和线程池模式，这些模式主要应用于多线程和并发编程场景，帮助开发者更好地管理和控制并发执行的任务。 设计模式的六大原则是软件设计的基石，包括： 1. 开闭原则：软件实体（类、模块、函数等）应对扩展开放，对修改关闭。 2. 里氏代换原则：子类必须能够替换掉它们的基类。 3. 依赖倒置原则：依赖于抽象而不是具体实现。 4. 接口隔离原则：客户端不应该依赖它不需要的接口，接口应保持精简。 5. 迪米特法则（最少知道原则）：一个对象应该对其他对象有最少的了解。 6. 合成/聚合复用原则：优先使用对象组合/聚合，而不是继承来达到复用目的。 掌握这些设计模式和原则，可以提升代码质量，降低维护成本，使软件系统更加稳定、灵活和可扩展。在实际项目中，根据需求选择合适的设计模式，可以有效解决各种复杂问题，提高开发效率。"