一.设计模式的基本概念

一.核心概念

对软件设计中重复出现问题的成熟解决方案，提供代码可重用性、可维护性和扩展性保障。核心原则包括:

1.1. 单一职责原则‌

• ‌定义‌：一个类只承担一个职责，避免因职责过多导致的代码耦合。

1.2. 开闭原则‌

• ‌定义‌：应对扩展开放，对修改关闭。
• ‌说明‌：允许添加新功能而不破坏现有系统，已有代码应尽可能保持稳定不修改。

3. 里氏替换原则‌

• ‌定义‌：子类必须能替换父类且不影响程序正确性
• ‌说明：子类不改变父类原有行为，仅扩展功能。

1.4. 接口隔离原则‌

• ‌定义‌：类不应依赖不需要的接口，需将庞大接口拆分为多个独立小接口
• ‌说明‌：减少接口污染，避免类因无关方法被迫变更

1.5. 依赖倒置原则‌

• ‌定义‌：高层模块不依赖低层模块，二者应共同依赖抽象
• ‌说明‌：通过接口编程解耦。

1.6. 迪米特法则‌

• ‌定义‌（最少知道原则）：对象仅与直接朋友交互，减少与非直接类的依赖。
• ‌说明‌：降低耦合，如A调用B，B调用C时，A无需知晓C的存在。

二.分类体系

2.1.创建型

解耦对象创建过程.

‌设计模式‌	‌解耦手段‌	‌适用场景‌
‌工厂方法模式‌	子类实现工厂接口，封装具体对象的实例化过程	需动态切换同类型对象（如不同数据库连接）
‌抽象工厂模式‌	提供接口创建‌一组关联对象‌，隔离产品族依赖	跨平台UI组件、多套数据库适配等场景
‌建造者模式‌	分离复杂对象的‌构建步骤‌与表示方式	构造含多部件的对象（如订单、配置对象）
‌原型模式‌	通过复制原型实例创建新对象，绕过显式构造函数	创建成本高的对象（如深度克隆配置模板）
‌单例模式‌	全局唯一访问点，避免重复创建实例	资源管理器、配置中心等需全局唯一性的场景

2.2.结构型

处理类/对象间的组合关系(包括组合、聚合和依赖关系)

2.2.1什么是组合关系？

关系类型‌	‌生命周期依赖‌	‌典型模式应用‌	‌案例说明‌
‌组合关系‌ (‌Composition‌)	‌强绑定‌：部分对象不能独立于整体存在 （整体销毁则部分销毁）	‌组合模式‌：文件夹（整体）删除时，其内部文件（部分）同步销毁	汽车引擎脱离汽车即失去功能意义
‌聚合关系‌ (‌Aggregation‌)	‌弱绑定‌：部分对象可独立于整体存在	‌装饰器模式‌：移除咖啡的“牛奶装饰层”后，原始咖啡对象仍有效5 ‌享元模式‌：棋子对象池独立于棋局存在	班级解散后，学生仍可作为独立个体存在
‌依赖关系‌ (‌Dependency‌)	‌临时性‌：通过参数传递临时使用对象	‌代理模式‌：客户端通过代理对象间接访问真实对象（如网络请求代理） ‌适配器模式‌：适配器临时调用被适配对象	支付接口适配器中，仅在使用时临时依赖旧支付系统对象

2.2.2.结构性设计模式如何处理类/对象间的组合关系？

模式‌	‌核心目的‌	‌组合关系处理方式‌	‌典型应用场景‌
‌适配器模式‌	解决接口不兼容问题	‌对象组合‌：适配器类聚合被适配对象，转换接口逻辑	集成旧系统、第三方库适配
‌桥接模式‌	分离抽象与实现，支持多维扩展	‌组合抽象与实现‌：抽象类聚合实现接口，运行时动态绑定（如形状+渲染引擎组合）	跨平台UI开发、多数据库驱动
‌组合模式‌	统一处理树形结构的部分-整体关系	‌递归组合‌：容器节点（Composite）聚合子组件（Component），递归调用操作	文件系统、组织架构、GUI组件树
‌装饰器模式‌	动态添加功能，避免子类爆炸	‌对象聚合‌：装饰器类聚合原始对象，叠加新行为（如咖啡+牛奶/糖装饰层）	流处理（I/O缓冲）、权限校验链
‌外观模式‌	简化复杂子系统的调用	‌聚合子系统对象‌：外观类组合多个子系统接口，提供统一入口	封装SDK、简化API调用
‌享元模式‌	减少重复对象创建，节省资源	‌共享对象池‌：享元工厂组合共享对象池，复用相同状态（如棋盘中的棋子实例）	游戏实体管理、文本编辑器字符池
‌代理模式‌	控制对象访问，增强功能	‌对象代理‌：代理类聚合真实对象，拦截请求（如延迟加载、权限校验）	远程调用、缓存代理、安全控制

2.3.行为型

优化对象间通信与责任分配

模式‌	‌优化重点‌	‌典型场景‌	‌通信/职责特点‌
观察者模式	事件通知机制	消息订阅、GUI事件响应	一对多广播式通信
中介者模式	集中协调多对象交互	聊天室、飞机调度系统	多对一中介调度
职责链模式	动态选择处理者	审批流程、异常处理链	请求沿链传递，职责动态分配
策略模式	算法可替换性	支付方式、排序算法切换	行为抽象，运行时注入
状态模式	状态驱动行为变更	订单状态机、游戏角色状态	状态转移触发行为更新
命令模式	请求封装与生命周期管理	操作撤销/重做、任务队列	请求对象化，支持存储与回溯