设计模式是一种在软件设计中被广泛使用的可重用解决方案，它可以帮助开发人员解决常见的设计问题。GoF(Gang of Four)合作出版了《Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software》一书，共收录了23种设计模式。这些模式可以分为三类：创建型模式、结构型模式和行为型模式。，，创建型模式包括单例模式、工厂模式、抽象工厂模式、建造者模式和原型模式；结构型模式包括适配器模式、桥接模式、组合模式、装饰器模式、外观模式、享元模式和代理模式；行为型模式包括职责链模式、命令模式、解释器模式、迭代器模式、中介者模式、备忘录模式、观察者模式、状态模式和策略模式。
在计算机科学领域，设计模式是一种被广泛认可的可重用的解决方案，它为软件开发人员提供了一种在不同场景中解决常见问题的方法，作为一位优秀的评测编程专家，我们有必要深入了解设计模式，以便在实际项目中灵活运用，本文将详细介绍设计模式的基本概念、分类以及在评测编程中的应用。
我们来了解一下什么是设计模式，设计模式是一种经过验证的解决方案，用于解决软件设计中的常见问题，它们是经验丰富的软件开发人员的智慧结晶，可以帮助我们在面对复杂的问题时，能够快速找到合适的解决方案，设计模式通常包括三个部分：问题描述、解决方案和优势，问题描述描述了我们要解决的问题，解决方案提供了一个可行的解冔方案，而优势则说明了为什么这个方案比其他方法更好。
我们将设计模式分为三大类：创建型模式、结构型模式和行为型模式。
1、创建型模式
创建型模式主要关注对象的创建过程，它们提供了一种在不指定具体类的情况下创建对象的方法，常见的创建型模式有：
- 单例模式(Singleton):确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点，这在需要共享资源或限制实例数量的场景中非常有用。
- 工厂方法模式(Factory Method):定义一个用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类，工厂方法使一个类的实例化延迟到其子类。
- 抽象工厂模式(Abstract Factory):提供一个接口，用于创建相关或依赖对象的家族，而不需要明确指定具体类。
- 建造者模式(Builder):将一个复杂对象的构建与它的表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。
- 原型模式(Prototype):用原型实例指定创建对象的种类，并通过拷贝这些原型创建新的对象。
2、结构型模式
结构型模式主要关注对象之间的组合和协作关系，它们提供了一种更加灵活、可复用的方式来组织对象，常见的结构型模式有：
- 适配器模式(Adapter):将一个类的接口转换成客户希望的另外一个接口，适配器模式使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的那些类可以一起工作。
- 桥接模式(Bridge):将抽象部分与实现部分分离，使它们都可以独立地变化，桥接模式使它们可以独立地改变对方的行为。
- 组合模式(Composite):将对象组合成树形结构以表示“部分-整体”的层次结构，组合模式使得用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性。
- 装饰器模式(Decorator):动态地给一个对象添加一些额外的职责，就增加功能来说，装饰器模式比生成子类更为灵活。
- 外观模式(Facade):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，这个接口使得这一子系统更加容易使用。
-享元模式(Flyweight):运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象。
- 代理模式(Proxy):为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。
3、行为型模式
行为型模式主要关注对象之间的通信方式和职责分配，它们提供了一种更加合理、可维护的方式来处理对象之间的交互，常见的行为型模式有：
- 责任链模式(Chain of Responsibility):为解除请求的发送者和接收者之间耦合，而使多个对象都有机会处理这个请求，将这些对象连成一条链，并沿着这条链传递该请求，直到有一个对象处理它为止。
- 命令模式(Command):将一个请求封装为一个对象，从而使你可用不同的请求对客户进行参数化；对请求排队或者记录请求日志，以及支持可撤销的操作。
- 解释器模式(Interpreter):给定一个语言，定义它的文法的一种表示，并定义一个解释器，这个解释器使用该表示来解释语言中的句子。
- 迭代器模式(Iterator):提供一种方法顺序访问一个聚合对象中各个元素，而又不暴露该对象的内部表示。
- 中介者模式(Mediator):用一个中介对象来封装一系列的对象交互，中介者使各对象不需要显式地相互引用，从而使其耦合松散，而且可以独立地改变它们之间的交互。
- 备忘录模式(Memento):在不破坏封装的前提下，捕获一个对象的内部状态，并在该对象之外保存这个状态，这样以后就可将该对象恢复到原先保存的状态。
- 观察者模式(Observer):定义对象间的一种一对多的依赖关系，当一个对象的状态发生改变时，所有依赖于它的对象都得到通知并被自动更新。
- 状态模式(State):允许一个对象在其内部状态改变时改变它的行为，对象看起来似乎修改了它的类。
- 策略模式(Strategy):定义一系列的算法，把它们一个个封装起来，并且使它们可相互替换，本策略使得算法可独立于使用它的客户而变化。
- 模板方法模式(Template Method):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，模板方法使得子类可以不改变一个算法的结构即可重定义该算法的一部分。
作为评测编程专家，我们需要熟练掌握各种设计模式，并能够在实际项目中根据需求选择合适的设计模式来解决问题，我们还需要不断学习和总结新的设计模式，以便在实际工作中不断提高自己的编程水平。
