23种设计模式通常分为三大类:
创建型模式(Creational Patterns)、
结构型模式(Structural Patterns、
行为型模式(Behavioral Patterns)。
每一类设计模式都有其独特的用途和特点,以下是详细的分类和解释:
创建型模式 (Creational Patterns)
创建型模式主要用于对象的创建,这些模式通过将对象的创建过程与其使用过程分离,来提高系统的灵活性和复用性。创建型模式包括以下五种:
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单例模式 (Singleton)
- 确保一个类只有一个实例,并提供一个全局访问点。
- 例子:数据库连接池。
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工厂方法模式 (Factory Method)
- 定义一个用于创建对象的接口,但让子类决定实例化哪一个类。工厂方法使一个类的实例化延迟到其子类。
- 例子:日志记录器可以使用不同的日志记录方法(文件、数据库等)。
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抽象工厂模式 (Abstract Factory)
- 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。
- 例子:跨平台UI组件库。
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建造者模式 (Builder)
- 将一个复杂对象的构建过程与其表示分离,使得同样的构建过程可以创建不同的表示。
- 例子:生成不同类型的文档(HTML、PDF)。
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原型模式 (Prototype)
- 用原型实例指定创建对象的种类,并通过拷贝这些原型创建新的对象。
- 例子:对象克隆机制。
结构型模式 (Structural Patterns)
结构型模式主要用于处理类或对象的组合,通过使用继承和接口使得多个类或对象可以一起工作。结构型模式包括以下七种:
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适配器模式 (Adapter)
- 将一个类的接口转换成客户希望的另一个接口,使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的类可以一起工作。
- 例子:将旧系统的接口适配到新系统中。
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桥接模式 (Bridge)
- 将抽象部分与实现部分分离,使它们可以独立变化。
- 例子:图形界面的绘图功能与具体的绘图实现分离。
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组合模式 (Composite)
- 将对象组合成树形结构以表示“部分-整体”的层次结构,使得客户对单个对象和组合对象的使用具有一致性。
- 例子:图形界面的组件树。
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装饰模式 (Decorator)
- 动态地给对象添加一些额外的职责,就增加功能来说,装饰模式比生成子类更为灵活。
- 例子:为文本框增加滚动条。
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外观模式 (Facade)
- 为子系统中的一组接口提供一个一致的界面,定义一个高层接口,这个接口使得这一子系统更加容易使用。
- 例子:简化数据库访问的接口。
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享元模式 (Flyweight)
- 运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象。
- 例子:文本编辑器中的字符对象。
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代理模式 (Proxy)
- 为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。
- 例子:远程代理、虚拟代理、保护代理。
行为型模式 (Behavioral Patterns)
行为型模式主要用于类或对象之间的通信和分配职责。这些模式关注算法和对象间职责的分配。行为型模式包括以下十一种:
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责任链模式 (Chain of Responsibility)
- 为解除请求的发送者和接收者之间的耦合,而使多个对象都有机会处理这个请求,将这些对象连成一条链,并沿着这条链传递请求,直到有对象处理它为止。
- 例子:权限过滤系统。
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命令模式 (Command)
- 将请求封装成对象,以便使用不同的请求、队列或日志来参数化其他对象,命令模式也支持可撤销的操作。
- 例子:事务脚本。
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解释器模式 (Interpreter)
- 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,这个解释器使用该表示来解释语言中的句子。
- 例子:正则表达式解释器。
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迭代器模式 (Iterator)
- 提供一种方法顺序访问一个聚合对象中的各个元素,而又不需要暴露该对象的内部表示。
- 例子:遍历集合对象。
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中介者模式 (Mediator)
- 用一个中介对象来封装一系列对象之间的交互,中介者使各对象不需要显示地相互引用,从而使其耦合松散,而且可以独立地改变它们之间的交互。
- 例子:GUI中的对话框管理。
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备忘录模式 (Memento)
- 在不破坏封装性的前提下,捕获一个对象的内部状态,并在该对象之外保存这个状态,以便以后恢复对象到原先保存的状态。
- 例子:撤销功能。
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观察者模式 (Observer)
- 定义对象间的一种一对多的依赖关系,当一个对象的状态发生改变时,所有依赖于它的对象都得到通知并被自动更新。
- 例子:事件监听器。
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状态模式 (State)
- 允许一个对象在其内部状态改变时改变它的行为,对象看起来似乎修改了它的类。
- 例子:有限状态机。
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策略模式 (Strategy)
- 定义一系列算法,把它们一个个封装起来,并且使它们可以互相替换。策略模式使得算法可以在不影响客户端的情况下发生变化。
- 例子:排序算法(快速排序、归并排序等)。
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模板方法模式 (Template Method)
- 定义一个操作中的算法的骨架,而将一些步骤延迟到子类中。模板方法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。
- 例子:框架中的钩子方法。
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访问者模式 (Visitor)
- 表示一个作用于某对象结构中的各元素的操作。它使你可以在不改变各元素类的前提下定义作用于这些元素的新操作。
- 例子:对象结构的操作(如编译器中的语法树操作)。
- 创建型模式:处理对象创建。
- 单例模式、工厂方法模式、抽象工厂模式、建造者模式、原型模式。
- 结构型模式:处理类或对象的组合。
- 适配器模式、桥接模式、组合模式、装饰模式、外观模式、享元模式、代理模式。
- 行为型模式:处理类或对象之间的通信和职责分配。
- 责任链模式、命令模式、解释器模式、迭代器模式、中介者模式、备忘录模式、观察者模式、状态模式、策略模式、模板方法模式、访问者模式。