设计模式可以分为三大类：创建型、结构型和行为型。 创建型模式关注的是对象的创建过程，包括单例模式、原型模式、工厂模式等。 结构型模式把类或对象结合在一起形成一个更大的结构，包括适配器模式、装饰器模式、代理模式、外观模式、桥接模式、组合模式、享元模式等。 行为型模式关注于对象之间的交互，包括策略模式、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等。
在计算机科学领域，设计模式是一种被广泛接受和应用的解决方案，用于解决软件设计中的常见问题，作为一名优秀的评测编程专家，我深知设计模式的重要性，本文将从以下几个方面探讨设计模式的作用、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，设计模式是一种被证明有效的、可重用的解决方案，用于解决在特定环境下经常出现的问题，它们提供了一种可预测的方法来解决这些常见问题，从而提高代码的质量和可维护性，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
创建型模式主要用于处理对象的创建过程，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，并提供全局访问点。
- 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。
2、结构型模式
结构型模式主要用于处理类或对象之间的组合关系，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变化，从而使系统更加灵活。
- 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
行为型模式主要用于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，这意味着你可以使用同一种表示来描述多种不同的语言。
- 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，该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，本模式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某些特定步骤。
在评测编程中，我们可以根据实际需求选择合适的设计模式来优化代码结构、提高代码质量和可维护性，当我们需要实现一个简单的工厂类时，可以使用工厂方法模式；当我们需要实现一个线程安全的数据结构时，可以使用锁或者其他同步机制来保证线程安全；当我们需要实现一个易于扩展的系统时，可以使用开放封闭原则来编写代码等，设计模式为我们提供了一种优雅且高效的解决问题的方法，使我们能够在评测编程中更好地应对各种挑战。
