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。创建型模式共五种:工厂方法模式、抽象工厂模式、单例模式、建造者模式、原型模式;结构型模式共七种:适配器模式、装饰器模式、代理模式、外观模式、桥接模式、组合模式、享元模式;行为型模式共十一种:策略模式、模板方法模式、观察者模式、迭代子模式、责任链模式、命令模式、备忘录模式、状态模式、访问者模式、中介者模式和解释器模式 。
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在编程领域,设计模式是一种被广泛认可、经过实践检验的解决特定问题的优秀解决方案,作为一名优秀的评测编程专家,我们需要深入了解和掌握各种设计模式,以便在实际项目中灵活运用,提高代码质量和可维护性,本文将对设计模式进行详细介绍,帮助读者更好地理解和应用设计模式。
什么是设计模式?
设计模式是一种在软件设计过程中反复出现的解决问题的结构化方法,它提供了一种可重用的解决方案,用于解决在软件设计过程中遇到的常见问题,设计模式可以分为三类:创建型模式、结构型模式和行为型模式。
1、创建型模式:主要负责对象的创建过程,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。
2、结构型模式:主要负责处理类或对象之间的组合关系,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。
3、行为型模式:主要负责处理对象之间的交互,包括责任链模式、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、策略模式、模板方法模式和访问者模式。
常见的设计模式及其特点
下面我们将介绍一些常见的设计模式及其特点:
1、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,优点是简单易用,缺点是可能导致资源浪费和线程安全问题。
2、工厂模式(Factory):定义一个创建对象的接口,让子类决定实例化哪一个类,优点是解耦,缺点是可能导致类的不稳定性。
3、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,优点是解耦,缺点是可能导致类的不稳定性。
4、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,优点是提高了代码的可读性和可维护性,缺点是可能导致性能开销。
5、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,优点是节省内存空间,缺点是可能导致拷贝操作的性能问题。
6、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,优点是解耦,缺点是可能导致类的不稳定性。
7、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,优点是提高了代码的可扩展性和可维护性,缺点是可能导致类的不稳定性。
8、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,优点是提高了代码的可扩展性和可维护性,缺点是可能导致类的不稳定性。
9、装饰器模式(Decorator):动态地给一个对象添加一些额外的职责,优点是提高了代码的可扩展性和可维护性,缺点是可能导致类的不稳定性。
10、外观模式(Facade):为子系统中的一组接口提供一个一致的界面,优点是简化了客户端的使用,缺点是可能导致子系统内部的不稳定性。
11、享元模式(Flyweight):运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象,优点是节省内存空间,缺点是可能导致线程安全问题。
12、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,优点是增强了安全性和灵活性,缺点是可能导致性能开销。
13、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,优点是降低了系统组件之间的相互依赖性,缺点是可能导致性能开销。
14、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,优点是提高了代码的可扩展性和可维护性,缺点是可能导致类的不稳定性。
15、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,优点是提高了代码的可扩展性和可维护性,缺点是可能导致性能开销。
16、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,优点是提高了代码的可读性和可维护性,缺点是可能导致性能开销。
17、中介者模式(Mediator):用一个中介对象来封装一系列的对象交互,优点是降低了系统各部件之间的耦合度,缺点是可能导致性能开销。