GOF23种设计模式

GOF 23种设计模式

GOF（Gang of Four）提出的23种设计模式是面向对象软件设计的经典办理方案，分为创建型、布局型、举动型三大类。以下从焦点思想、典范场景、优缺点三方面详解每种模式：

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一、创建型模式（5种）

焦点：解耦对象的创建与使用，提拔灵活性和复用性。

• 单例模式（Singleton）
  
  
  
  • 作用：确保一个类仅有一个实例，提供全局访问点。
    
  • 场景：数据库连接池、日记管理器、全局配置。
    
  • 优点：减少内存开销；缺点：大概引入全局状态，扩展性差。
    
  
  
• 工厂方法模式（Factory Method）
  
  
  
  • 作用：界说对象创建接口，由子类决定具体实例化类。
    
  • 场景：动态扩展产物范例（如差别数据库驱动）。
    
  • 优点：支持开闭原则；缺点：新增产物需新增子类。
    
  
  
• 抽象工厂模式（Abstract Factory）
  
  
  
  • 作用：创建一系列干系对象家族（如跨平台UI组件）。
    
  • 场景：Windows/Mac风格的按钮、文本框组合。
    
  • 优点：保证产物兼容性；缺点：新增产物族需修改接口。
    
  
  
• 制作者模式（Builder）
  
  
  
  • 作用：分步骤构造复杂对象（如定制电脑配置）。
    
  • 场景：对象构造过程复杂且需灵活组合。
    
  • 优点：构造与表示分离；缺点：代码冗余。
    
  
  
• 原型模式（Prototype）
  
  
  
  • 作用：通过克隆创建新对象，制止重复初始化。
    
  • 场景：游戏仇人复制、文档模板克隆。
    
  • 实现：需处置惩罚深拷贝与浅拷贝题目。
    
  
  

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二、布局型模式（7种）

焦点：通过组合优化对象布局，提拔系统灵活性和扩展性。

• 适配器模式（Adapter）
  
  
  
  • 作用：转换接口使不兼容类协同工作（如旧系统接口升级）。
    
  
  
• 装饰器模式（Decorator）
  
  
  
  • 作用：动态添加对象功能（如带日记记录的数据库操纵）。
    
  • 优点：替代继承扩展；缺点：多层装饰复杂度高。
    
  
  
• 代理模式（Proxy）
  
  
  
  • 作用：控制对象访问（如耽误加载、权限验证）。
    
  • 范例：虚拟代理、掩护代理、远程代理。
    
  
  
• 外观模式（Facade）
  
  
  
  • 作用：为复杂子系统提供统一接口（如一键启动电脑）。
    
  
  
• 组合模式（Composite）
  
  
  
  • 作用：统一处置惩罚团体与部分（如文件系统中的文件与文件夹）。
    
  
  
• 享元模式（Flyweight）
  
  
  
  • 作用：共享细粒度对象以减少内存消耗（如文本编辑器字符池）。
    
  
  
• 桥接模式（Bridge）
  
  
  
  • 作用：分离抽象与实现（如差别外形与颜色组合）。
    
  
  

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三、举动型模式（11种）

焦点：优化对象间交互与职责分配，提拔系统协作效率。

• 观察者模式（Observer）
  
  
  
  • 作用：一对多依靠关系，状态变革时自动关照（如订单支付关照）。
    
  
  
• 战略模式（Strategy）
  
  
  
  • 作用：封装可互换算法族（如支付方式选择）。
    
  
  
• 模板方法模式（Template Method）
  
  
  
  • 作用：界说算法骨架，子类重写步骤（如冲泡咖啡与茶的通用流程）。
    
  
  
• 责任链模式（Chain of Responsibility）
  
  
  
  • 作用：沿处置惩罚链传递请求（如多层审批流程）。
    
  
  
• 命令模式（Command）
  
  
  
  • 作用：封装请求为对象，支持打消与队列（如遥控器控制家电）。
    
  
  
• 状态模式（State）
  
  
  
  • 作用：对象举动随内部状态改变（如订单状态流转）。
    
  
  
• 迭代器模式（Iterator）
  
  
  
  • 作用：统一遍历集合元素（如树形布局遍历）。
    
  
  
• 中介者模式（Mediator）
  
  
  
  • 作用：封装多对象通信（如谈天室消息转发）。
    
  
  
• 备忘录模式（Memento）
  
  
  
  • 作用：保存与恢复对象状态（如打消操纵）。
    
  
  
• 访问者模式（Visitor）
  
  
  
  • 作用：在不修改布局的条件下添加操纵（如文档导出为PDF/HTML）。
    
  
  
• 表明器模式（Interpreter）
  
  
  
  • 作用：剖析特定语法规则（如正则表达式剖析）。
    
  
  

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焦点原则与记忆技巧

• 设计原则：SOLID原则
  
• 记忆口诀：
  
  
  
  • 创建型：单抽原件厂（单例、抽象工厂、原型、制作者、工厂方法）。
    
  • 布局型：适代装外组享桥（适配器、代理、装饰器、外观、组合、享元、桥接）。
    
  • 举动型：战略观察命令链，状态模板访问者。
    
  
  

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应用总结

• 优先选择简单模式：如工厂方法、战略、观察者。
  
• 制止过度设计：仅在复杂场景（如多态交互、动态扩展）使用中介者、访问者等模式。
  
• 结合场景灵活运用：比方电商系统常用工厂模式（商品创建）、观察者模式（订单状态关照）。
  

设计模式的实际应用发起

• 制止过度使用：设计模式不是银弹，需根据场景选择。比方简单业务逻辑无需引入复杂模式。
  
• 结合框架特性：如Spring框架自然支持工厂模式和代理模式，可直接使用其容器管理对象。
  
• 关注模式组合：比方战略模式常与工厂模式结合，动态加载战略类。
  

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扩展学习资源

• 书籍：《设计模式：可复用面向对象软件的基础》（GoF经典著作）。
  
• 框架实践：Spring源码中的单例、代理模式；React中的观察者模式。
  
• 进阶方向：架构模式（如微服务中的网关模式）、并发模式（如线程池管理）。
  

通过理解设计模式的焦点思想与原则，开发者能更高效地应对复杂系统设计，制止“重复造轮子”。

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