设计模式概述

什么是设计模式

设计模式是软件开发中一个非常重要的思想，在实际的开发中有广泛的用途，也是面试官比较常问的一个领域。如果设计模式学的较好的话，能大幅提升软件开发能力。

设计模式的重要性主要体现在以下几个方面：

1. 提高代码质量：设计模式经过反复验证和实践，可以帮助开发人员遵循最佳实践和规范，从而提高代码的质量。它们是经验的总结，可以减少代码中的错误和漏洞。
2. 增强代码可维护性：设计模式鼓励将代码分解为模块化、可扩展的组件，这使得代码更容易维护和修改。当需求发生变化时，只需修改相应的组件，而不必修改整个代码。
3. 促进代码重用：设计模式通过提供可重用的解决方案，可以在不同的项目和场景中应用。这样可以节省开发时间和资源，并降低开发成本。
4. 增加代码的可扩展性：设计模式鼓励使用松耦合的设计，这意味着可以轻松地扩展和修改系统的各个部分，而不会对其他部分产生不必要的影响。
5. 提高开发团队协作：设计模式提供了共享的词汇和方法，可以增强开发团队之间的沟通和协作。团队成员可以更容易地理解和修改彼此的代码。
6. 加速开发过程：设计模式可以减少开发人员需要考虑的设计决策数量，因为它们提供了已经验证的解决方案。这可以加速开发过程，使项目更快地推向市场。
7. 提高系统的性能和可伸缩性：一些设计模式专注于优化系统的性能和可伸缩性。通过使用这些模式，可以更有效地利用计算资源，并提高系统的性能。
8. 提高代码的可测试性：松耦合和模块化的设计模式使代码更容易进行单元测试和集成测试，从而提高代码的可测试性和可靠性。

总的来说，设计模式是一种有助于构建高质量、可维护和可扩展软件的工具。它们可以帮助开发人员避免常见的设计问题，提高代码的可读性和可维护性，并为团队提供共享的开发标准。然而，应该注意，不是所有的设计模式都适用于所有情况，因此开发人员需要根据具体情况选择合适的模式。设计模式应该被视为一个有助于解决复杂问题的工具，而不是机械地应用于每个项目的规则。

设计模式的分类

常见的设计模式有23个，可以分为3大类：

第一类：创建型模式（Creational Patterns）

这些模式关注对象的创建方式，以确保系统中的对象被正确创建和组合。包括：

1. 单例模式（Singleton Pattern）：确保一个类只有一个实例，并提供全局访问点。
2. 工厂模式（Factory Pattern）：通过定义一个创建对象的接口，将对象的实例化过程延迟到子类中。
3. 抽象工厂模式（Abstract Factory Pattern）：提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口，而无需指定其具体类。
4. 建造者模式（Builder Pattern）：将一个复杂对象的构建过程分离出来，以便可以构建不同表示的对象。
5. 原型模式（Prototype Pattern）：通过复制现有对象来创建新对象，而不是通过构造函数。

第二类：结构型模式（Structural Patterns）

这些模式关注对象之间的组合，以形成更大的结构。包括：

1. 适配器模式（Adapter Pattern）：允许接口不兼容的类协同工作，将一个类的接口转换成客户端所期望的接口。
2. 装饰者模式（Decorator Pattern）：动态地将责任附加到对象上，以扩展其功能，而无需修改其源代码。
3. 代理模式（Proxy Pattern）：为其他对象提供一个代理或占位符，以控制对这个对象的访问。
4. 桥接模式（Bridge Pattern）：将抽象部分与它的实现部分分离，使它们都可以独立地变化。
5. 组合模式（Composite Pattern）：允许将对象组合成树形结构以表示“部分-整体”的层次结构。
6. 享元模式（Flyweight Pattern）：通过共享尽可能多的相似对象来减小内存或计算开销。

第三类：行为型模式（Behavioral Patterns）

这些模式关注对象之间的交互和职责分配。包括：

1. 策略模式（Strategy Pattern）：定义一系列算法，将它们封装起来，并使它们可以相互替换，使得算法的变化独立于使用它们的客户端。
2. 命令模式（Command Pattern）：将请求封装为一个对象，使得可以将请求参数化、队列化、记录日志，以及支持可撤销操作。
3. 观察者模式（Observer Pattern）：定义对象之间的一对多依赖关系，当一个对象的状态发生改变时，其所有依赖对象都会收到通知并自动更新。
4. 模板方法模式（Template Method Pattern）：定义一个算法的骨架，将一些步骤推迟到子类中实现。
5. 迭代器模式（Iterator Pattern）：提供一种方法来访问聚合对象中的各个元素，而不暴露其内部表示。
6. 状态模式（State Pattern）：允许对象在其内部状态发生变化时改变其行为，对象看起来好像修改了其类。
7. 备忘录模式（Memento Pattern）：捕获一个对象的内部状态，并在不破坏对象封装的前提下保存和恢复对象的状态。
8. 访问者模式（Visitor Pattern）：在不修改已有类的前提下，定义对对象结构中元素的新操作。
9. 解释器模式（Interpreter Pattern）：给定一个语言，定义它的文法的一种表示，并定义一个解释器，该解释器使用该表示来解释语言中的句子。
10. 中介者模式（Mediator Pattern）：用一个中介对象来封装一系列对象的交互，使对象之间的关系不直接依赖彼此。
11. 职责链模式（Chain of Responsibility Pattern）：将请求的发送者和接收者解耦，允许多个对象处理请求。
12. 策略模式（Strategy Pattern）：定义一系列算法，将它们封装起来，并使它们可以相互替换，使得算法的变化独立于使用它们的客户端。

如何学习设计模式

要如何学习设计模式呢？下面是几个学好设计模式的tips：

1. 理解基本概念：在开始学习之前，确保你对面向对象编程（OOP）的基本概念有良好的理解，包括类、对象、继承、封装、多态等。
2. 掌握常见的设计模式：逐个学习并掌握一些常见的设计模式，如单例模式、工厂模式、观察者模式、策略模式等。深入理解每个模式的目的、结构、参与者和示例应用。
3. 编码实践：编写实际代码是学习设计模式的关键。尝试在自己的项目中应用设计模式，或者编写小型示例来加深理解。
4. 绘制UML图：学会使用 UML（Unified Modeling Language）图表来可视化和描述设计模式的结构和关系。这有助于你更好地理解模式。

好，从下篇开始，我们将进入第一个设计模式的学习。