设计模式的三种分类详解：创建型、结构型和行为型

设计模式是软件开发中被反复使用的、经过验证的解决方案。根据它们解决问题的不同方面，设计模式通常分为三类：创建型模式、结构型模式和行为型模式。本文将详细探讨这三种设计模式的分类及其常见模式。

一、创建型模式（Creational Patterns）（单工抽建原）

创建型模式主要关注对象的创建过程，它们通过隐藏创建逻辑，使得系统独立于对象的创建、组合和表示。创建型模式帮助我们在创建对象时更加灵活和简洁。

常见的创建型模式：

单例模式（Singleton）
- 目的：确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。
- 示例：数据库连接管理器，每个应用程序只需要一个连接实例。
工厂方法模式（Factory Method）
- 目的：定义一个用于创建对象的接口，但由子类决定实例化哪一个类。
- 示例：日志记录器，根据不同的日志级别（如info、warn、error）创建不同的日志对象。
抽象工厂模式（Abstract Factory）
- 目的：提供一个接口，用于创建相关或依赖对象的家族，而不需要指定具体类。
- 示例：UI控件库，创建一组相关的UI组件（如按钮、文本框），而无需指定具体的组件类。
建造者模式（Builder）
- 目的：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。
- 示例：创建一个包含多个部分的复杂对象，如汽车装配线，每个部分（如引擎、轮子）可以独立构建和组合。
原型模式（Prototype）
- 目的：通过复制现有的实例来创建新的对象，而不是通过实例化类。
- 示例：克隆一棵树，新的树具有原始树的所有属性，但在内存中是独立的对象。

二、结构型模式（Structural Patterns）适配桥，组合装，外观享元代

结构型模式关注类和对象的组合，它们通过识别关系来实现组合对象，确保这些组合在系统中更加灵活和高效。

常见的结构型模式：

适配器模式（Adapter）
- 目的：将一个类的接口转换成客户端希望的另一个接口，使得原本不兼容的接口可以协同工作。
- 示例：电源适配器，将110V电压转换为220V电压。
桥接模式（Bridge）
- 目的：将抽象部分与实现部分分离，使它们可以独立变化。
- 示例：图形绘制系统，分离图形的形状（如圆形、方形）和颜色（如红色、蓝色），使得它们可以独立变化和组合。
组合模式（Composite）
- 目的：将对象组合成树形结构以表示部分-整体的层次结构，使得客户端对单个对象和组合对象的使用具有一致性。
- 示例：文件系统，文件和文件夹可以统一处理，文件夹可以包含文件和其他文件夹。
装饰器模式（Decorator）
- 目的：动态地给对象添加职责，而不改变其接口。
- 示例：Java I/O流中的BufferedReader和BufferedWriter，通过装饰器模式增强基本的读取和写入功能。
外观模式（Facade）
- 目的：为子系统中的一组接口提供一个一致的接口，使得子系统更易于使用。
- 示例：复杂的图形绘制子系统，提供一个简化的接口以方便使用。
享元模式（Flyweight）
- 目的：通过共享大量细粒度对象来节省内存。
- 示例：字符对象池，在文本编辑器中，每个字符的实例被共享以节省内存。
代理模式（Proxy）
- 目的：为另一个对象提供一个代理以控制对该对象的访问。
- 示例：远程代理，控制对远程对象的访问。

三、行为型模式（Behavioral Patterns）责任命解释迭，中介备忘观察者，策略状态模板访"

行为型模式关注对象之间的责任分配和交互，它们通过描述对象如何协作来实现复杂的控制流和动态行为。

常见的行为型模式：

责任链模式（Chain of Responsibility）
- 目的：为请求创建一个链式处理对象，沿着这条链传递请求，直到有一个对象处理它。
- 示例：审批流程系统，每个审批节点是责任链的一部分。
命令模式（Command）
- 目的：将请求封装为对象，以便使用不同的请求、队列或者日志来参数化其他对象。
- 示例：事务处理系统，将操作封装为命令对象，以便进行撤销和重做。
解释器模式（Interpreter）
- 目的：为语言创建解释器，并定义其语法表示和解释方法。
- 示例：计算器程序，解析和计算数学表达式。
迭代器模式（Iterator）
- 目的：提供一种方法来顺序访问一个聚合对象中的各个元素，而不暴露其内部表示。
- 示例：集合框架中的迭代器，遍历集合中的元素。
中介者模式（Mediator）
- 目的：用一个中介对象来封装一组对象的交互，避免对象之间的直接通信。
- 示例：聊天室系统，所有用户通过中介者（服务器）来发送和接收消息。
备忘录模式（Memento）
- 目的：在不破坏封装的前提下，捕获并恢复对象的内部状态。
- 示例：文本编辑器的撤销功能，保存和恢复文档的状态。
观察者模式（Observer）
- 目的：定义对象间的一对多依赖关系，当一个对象的状态改变时，其相关依赖对象会收到通知并自动更新。
- 示例：新闻发布系统，用户订阅新闻，当有新新闻发布时，用户会收到通知。
状态模式（State）
- 目的：允许对象在内部状态改变时改变其行为，使得对象看起来像是改变了其类。
- 示例：电梯系统，不同状态（如上升、下降、停靠）下的行为不同。
策略模式（Strategy）
- 目的：定义一系列算法，将每一个算法封装起来，并使它们可以互换。
- 示例：排序算法库，客户端可以选择使用不同的排序算法。
模板方法模式（Template Method）
- 目的：定义一个操作中的算法框架，而将一些步骤延迟到子类中实现。
- 示例：数据处理流程，定义一个模板方法来处理数据，而具体的处理步骤由子类实现。
访问者模式（Visitor）
- 目的：在不改变类的前提下增加新的操作，定义表示一个操作的对象，并使用该对象访问数据结构中的各元素。
- 示例：对象结构，如语法树，使用访问者模式可以对其进行操作而无需修改其定义。

结论

设计模式提供了一种解决常见软件设计问题的高效方法。通过理解和运用创建型、结构型和行为型模式，开发者可以设计出更灵活、可维护和可扩展的系统。在实际开发中，选择合适的设计模式，可以有效地提升代码质量和开发效率。希望本文对您理解设计模式的三种分类有所帮助！

设计模式之三大分类