23种设计模式详解：从创建到结构与行为

设计模式是软件开发中一种被广泛应用的解决常见问题的标准化解决方案，它在软件工程领域具有极其重要的地位。本文档汇集了23种关键的设计模式，旨在帮助读者理解和掌握这些模式在实际编程中的应用。 首先，文档强调了设计模式引言的重要性，特别是学习GoF（Gang of Four，四位大牛）设计模式，这是面向对象设计的经典之作。GoF设计模式包括： 1. **创建模式**： - **Singleton（单例）模式**：确保一个类只有一个实例，并通过全局访问点提供这一实例，常用于管理资源或全局配置。 - **Factory方法（和抽象工厂）**：允许在运行时决定使用哪个具体工厂来创建对象，提高灵活性。 - **Builder模式**：将构建过程与产品的内部表示解耦，使得代码更容易管理和扩展。 - **Prototype（原型）模式**：基于现有的对象实例来创建新对象，通常用于复制或克隆对象。 2. **结构模式**： - **Adapter（适配器）**：通过组合或继承的方式，使不兼容的对象可以协同工作，解决接口不匹配的问题。 - **Proxy（代理）模式**：在不改变接口的情况下，为其他对象提供额外的行为或控制访问。 - **Facade（门面）**：简化复杂的子系统接口，提供统一的访问入口，方便客户端使用。 - **Composite（组合）**：将对象组合成树形结构，以便以一致的方式处理它们的成员。 - **Decorator（装饰器）**：动态地给对象添加功能，而不影响其原有结构。 - **Bridge（桥接）**：将抽象部分和实现部分分离，通过桥接层灵活地改变两者之间的关系。 - **Flyweight（享元）**：减少对象的数量，通过共享实现高效内存管理。 3. **行为模式**： - **Command（命令）**：封装请求，使请求能被存储、执行和取消，支持可撤销操作。 - **Observer（观察者）**：定义了对象间的一对多依赖关系，当一个对象状态变化时通知所有依赖它的对象。 - **Iterator（迭代器）**：提供一种顺序访问聚合对象中元素的方法，而无需暴露其底层数据结构。 - **Template Method（模板方法）**：定义算法骨架，允许子类重写某些步骤，同时保持算法的完整性。 - **Strategy（策略）**：定义一系列算法，让它们之间可以互换，而不影响到使用算法的客户。 掌握这些设计模式能够提升代码的可读性、可维护性和可扩展性，对于开发者来说是一项不可或缺的技能。通过实例和专家讲解，读者可以逐步理解和应用这些模式，以解决日常开发中的各种设计问题。