设计模式
设计模式(Design Pattern)是一套被反复验证的可复用解决方案,用于解决在软件设计中常见的问题。
简单来说,设计模式是一种写代码的套路。
设计模式不是具体的代码,而是告诉你在某种情况下该用什么结构来组织代码,使系统更灵活、更易维护。
设计模式的本质
想象一下建筑行业中的蓝图:建筑师不会每次都从零开始设计房屋,而是会参考经过验证的建筑模式。同样,在软件开发中,设计模式为我们提供了经过验证的"软件蓝图",帮助我们避免重复发明轮子。
为什么需要设计模式
1. 可维护性更高
- 设计模式能让代码更易修改。
- 当需求变化时,只需改动特定模块,而不是全局大改。
2. 可复用性强
抽象化设计让你能在多个项目中复用同样的结构。
3. 团队协作语言
"用装饰器模式实现这个功能"——团队成员一听就懂意图,节省沟通成本。
4. 提升架构思维
学习设计模式不是背代码,而是学会如何抽象问题、如何设计扩展点。
设计模式的分类
设计模式通常分为三大类,每类解决不同层面的设计问题:
创建型模式
这类模式关注对象的创建机制,让对象创建更加灵活和符合需求。
主要模式包括:
- 单例模式:确保一个类只有一个实例
- 工厂模式:提供创建对象的接口,让子类决定实例化哪个类
- 建造者模式:将复杂对象的构建与其表示分离
结构型模式
这类模式关注类和对象的组合方式,形成更大的结构。
主要模式包括:
- 适配器模式:使不兼容的接口能够协同工作
- 装饰器模式:动态地为对象添加新功能
- 代理模式:为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问
行为型模式
这类模式关注对象之间的职责分配和通信方式。
主要模式包括:
- 观察者模式:定义对象间的一对多依赖关系
- 策略模式:定义一系列算法,使它们可以相互替换
- 命令模式:将请求封装为对象
常用设计模式应用场景
让我们通过一个表格来快速了解几个常用设计模式的应用场景:
| 设计模式 | 解决的问题 | 典型应用场景 |
|---|---|---|
| 单例模式 | 确保全局唯一实例 | 数据库连接、配置管理、日志系统 |
| 工厂模式 | 对象创建逻辑复杂 | 根据不同条件创建不同类型对象 |
| 观察者模式 | 对象间动态通知 | 事件处理系统、消息订阅 |
| 装饰器模式 | 动态扩展功能 | IO流处理、中间件链 |
