设计模式（Design Patterns）

设计模式（Design Patterns） 是软件工程中解决常见设计问题的可复用、最佳实践方案。它们不是现成的代码，而是经过验证的设计思想模板，帮助开发者构建灵活、可维护、可扩展的软件系统。

设计模式的核心价值

1. 复用经验：避免重复“造轮子”，直接使用行业沉淀的成熟解决方案。
2. 标准化沟通：如“用单例模式实现”，开发者立刻理解设计意图。
3. 解耦代码：降低模块间的依赖性，提升系统灵活性。
4. 提高可维护性：代码结构清晰，易于修改和扩展。

设计模式的分类（23种经典模式）

根据目的可分为三类：

1. 创建型模式（Creational）

解决对象创建问题，隔离实例化过程。

• 单例（Singleton）：确保一个类仅有一个实例（如全局配置对象）。
• 工厂方法（Factory Method）：让子类决定创建哪种对象。
• 抽象工厂（Abstract Factory）：创建相关对象的家族（如不同风格的UI组件）。
• 建造者（Builder）：分步构造复杂对象（如拼装电脑）。
• 原型（Prototype）：通过克隆现有对象创建新对象。

2. 结构型模式（Structural）

解决类与对象组合问题，构建灵活结构。

• 适配器（Adapter）：让不兼容的接口协同工作（如转接头）。
• 装饰器（Decorator）：动态添加功能（如给咖啡加糖）。
• 代理（Proxy）：控制对象访问（如远程代理、缓存代理）。
• 外观（Facade）：简化复杂子系统的接口（如一键关闭所有设备）。
• 桥接（Bridge）：分离抽象与实现，使两者独立变化。
• 组合（Composite）：统一处理树形结构（如文件系统）。
• 享元（Flyweight）：共享细粒度对象，减少内存占用（如字符池）。

3. 行为型模式（Behavioral）

解决对象间职责分配与通信问题。

• 观察者（Observer）：一对多的状态通知（如事件监听）。
• 策略（Strategy）：封装算法，使其可互换（如支付方式）。
• 命令（Command）：将请求封装为对象（如撤销/重做操作）。
• 状态（State）：让对象在不同状态下行为不同（如电梯运行状态）。
• 模板方法（Template Method）：定义算法骨架，子类重写步骤。
• 迭代器（Iterator）：提供遍历集合的统一接口。
• 责任链（Chain of Responsibility）：让多个对象依次处理请求（如审批流程）。

示例：单例模式（Singleton）

场景：全局只需一个实例（如数据库连接池）。

public class DatabasePool {
    // 1. 私有静态实例
    private static DatabasePool instance;
    
    // 2. 私有构造方法（禁止外部new）
    private DatabasePool() {}
    
    // 3. 全局访问点
    public static synchronized DatabasePool getInstance() {
        if (instance == null) {
            instance = new DatabasePool();
        }
        return instance;
    }
}
// 使用：DatabasePool pool = DatabasePool.getInstance();

学习设计模式的关键原则

1. 理解场景：模式解决什么问题？何时用？何时不用？
2. 遵循SOLID原则：
   • 单一职责（一个类只做一件事）
   • 开闭原则（对扩展开放，对修改关闭）
   • 里氏替换（子类可替换父类）
   • 接口隔离（接口尽量小而专）
   • 依赖倒置（依赖抽象而非具体实现）
3. 避免滥用：强行套用模式可能使代码更复杂。

推荐资源

• 书籍：《设计模式：可复用面向对象软件的基础》（GoF经典）
• 图解：Refactoring.Guru 网站（链接）
• 实践：在开源项目（如Spring、JDK）中观察模式应用。

设计模式是“术”，设计原则（如SOLID）才是“道”。掌握本质才能灵活运用！