设计模式及其应用场景

设计模式是软件开发中用于解决常见问题的可复用解决方案。它们分为三大类:创建型、结构型和行为型。下面我将简要介绍这些模式及其应用场景:

创建型模式

单例模式 (Singleton)

  • 定义 :确保一个类只有一个实例,并提供一个全局访问点。

  • 应用场景 :数据库连接池、日志记录器、配置文件加载、缓存管理、线程池管理等,需要确保资源的唯一性和共享性。

工厂模式 (Factory)

  • 定义 :提供一个接口用于创建对象,但由子类决定实例化哪一个类。

  • 应用场景 :编码时不能预见需要创建哪种类的实例,系统不应依赖于产品类实例如何被创建。

抽象工厂模式 (Abstract Factory)

  • 定义 :提供一个接口,可以创建一系列相关或相互依赖的对象,而无需指定它们具体的类。

  • 应用场景 :多数据库支持、多支付网关集成、多消息队列等,需要处理一系列相关或相互依赖的对象,并且希望在不修改客户端代码的情况下更换具体实现。

建造者模式 (Builder)

  • 定义 :将一个复杂对象的构建与其表示分离,使得同样的构建过程可以创建不同的表示。

  • 应用场景 :复杂请求对象构建、数据传输对象(DTO)、配置对象等,需要构建复杂对象,并且希望构建过程可以灵活定制。

原型模式 (Prototype)

  • 定义 :用原型实例指定创建对象的类型,并通过拷贝这个原型来创建新的对象。

  • 应用场景 :配置对象克隆、复杂对象初始化、用户会话管理等,需要快速创建大量相似对象,或者创建对象的过程较为复杂且耗时。

结构型模式

适配器模式 (Adapter)

  • 定义 :将一个类的接口转换成客户端所期望的另一个接口。

  • 应用场景 :系统需要使用现有的类,但其接口不符合需求。

代理模式 (Proxy)

  • 定义 :为其他对象提供一个代理以控制对这个对象的访问。

  • 应用场景 :控制对对象的访问、延迟加载、日志记录等。

装饰器模式 (Decorator)

  • 定义 :动态地给一个对象添加一些额外的职责。

  • 应用场景 :在不改变现有对象结构的情况下,增加功能。

外观模式 (Facade)

  • 定义 :为子系统中的一组接口提供一个一致的界面,外观模式定义了一个高层接口,这个接口使得子系统更加容易使用。

  • 应用场景 :简化复杂系统的接口。

桥接模式 (Bridge)

  • 定义 :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。

  • 应用场景 :当一个类存在两个(或多个)独立变化的维度,且这两个维度都需要进行扩展时。

组合模式 (Composite)

  • 定义 :将对象组合成树形结构以表示“部分-整体”的层次结构。

  • 应用场景 :表示整体-部分层次结构,需要频繁地添加或删除部分对象。

享元模式 (Flyweight)

  • 定义 :运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象。

  • 应用场景 :减少创建对象的数量,以减少内存占用和提高性能。

行为型模式

策略模式 (Strategy)

  • 定义 :定义一系列算法,把它们一个个封装起来,并且使它们可以相互替换。

  • 应用场景 :在运行时选择算法的行为,算法的变化不会影响到使用算法的客户。

观察者模式 (Observer)

  • 定义 :定义对象间的一对多依赖关系,当一个对象状态改变时,所有依赖它的对象都会收到通知并自动更新。

  • 应用场景 :当一个对象的状态改变需要其他对象做出相应调整时。

模板方法模式 (Template Method)

  • 定义 :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。

  • 应用场景 :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。

命令模式 (Command)

  • 定义 :将请求封装成对象,从而使你可以用不同的请求对客户进行参数化。

  • 应用场景 :需要将请求的发送者和接收者解耦,使得请求的发送者和接收者不直接依赖于对方。

状态模式 (State)

  • 定义 :允许对象在其内部状态改变时改变它的行为。
Top