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掌握设计模式的核心思想与实践指南

设计模式基础

设计模式是程序员在开发软件过程中，总结的最佳实践经验。它们是解决常见软件设计问题的通用方案，旨在提高系统的可维护性、通用性和扩展性。

设计模式的本质优势在于通过遵循标准化的模式设计，可以降低软件复杂度，同时提高代码的质量。以下是一些常见的设计模式类型，每一种模式都能解决特定类型的问题。

设计模式分类

创 建 型模式

单例模式：

• 通过静态方法确保一个类内始终只有一个实例。
• 典型场景：数据库连接池中单例实例的管理。

抽象工厂模式：

• 提供统一的接口，客户端按需调用不同实现。
• 典型场景：切换不同配置下的产品生产。

原型模式：

• 创建复杂对象时，通过拷贝已有实例来节省资源。
• 典型场景：创建大量对象时的性能优化。

建造者模式：

• 将对象的构建过程抽象，为不同的构建逻辑提供扩展空间。
• 典型场景：复杂对象的业务流程自动化。

工厂方法模式：

• 由工厂类决定对象的创建类型。
• 典型场景：不同的产品线管理。

结 构 型模式

适配器模式：

• 实现接口转换，解决不同组件的兼容性问题。
• 典型场景：系统 Middleware 与旧系统集成。

桥接模式：

• 分离接口和实现，减少直接耦合。
• 典型场景：持久化层与业务逻辑分离。

装饰模式：

• 细节性的功能增强，通过动态组合方式实现。
• 典型场景：加密功能的动态切换。

组合模式：

• 组合多个对象，完成复杂任务。
• 典型场景：菜单单项与多选项的组合管理。

外观模式：

• 提供统一的入口接口，抽象封装内部细节。
• 典型场景：复杂组件的简化使用。

享元模式：

• 通过共享实例提高资源利用效率。
• 典型场景：资源密集型场景下的内存管理。

代理模式：

• 提供额外功能或控制访问权限。
• 典型场景：日志记录与访问控制。

行 为 型模式

模板方法模式：

• 提供算法框架，子类可自定义实现。
• 典型场景：通用业务逻辑的多态化实现。

命令模式：

• 调用方法的参数化设计，支持 undo 功能。
• 典型场景：事务处理的回滚控制。

访问者模式：

• 遍历对象树时定义操作规则。
• 典型场景：UI 组件的批量处理。

迭代器模式：

• 提供统一的遍历接口，符合同一化访问逻辑。
• 典型场景：集合数据的安全迭代访问。

观察者模式：

• 发生变化的对象通知多个关注者。
• 典型场景：事件发布订阅机制实现。

中介者模式：

• 封装对象之间的交互，解除直接耦合。
• 典型场景：复杂泛块式架构的划分。

备忘录模式：

• 在对象生命周期外部保存内部状态。
• 典型场景：数据恢复能力的增强。

解释器模式：

• 解析明确的语言文法和语法。
• 典型场景：自定义脚本解析系统。

状态模式：

• 对于状态变化设计灵活的行为控制。
• 典型场景：用户权限状态机制设计。

策略模式：

• 提供不同算法的封装选择。
• 典型场景：行为控制多算法选择。

职责链模式：

• 通过链式结构解除直接调用耦合。
• 典型场景：任务流程自动转发处理。

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