设计模式总结
概述
设计模式是解决特定问题的一般性可重用方案。设计模式分为三大类：创建型、结构型和行为型。
三种设计模式类型的区别
1. 创建型模式（Creational Patterns）
- 关注点：对象的创建过程
- 目的：将对象的创建与使用分离，提高系统灵活性和可复用性
- 核心问题：如何创建对象？创建哪些对象？如何组合对象？
- 适用场景：需要动态决定创建哪些对象，或对象创建过程复杂时
2. 结构型模式（Structural Patterns）
- 关注点：类或对象的组合结构
- 目的：将类或对象组合成更大的结构，保持结构的灵活性和效率
- 核心问题：如何组合类或对象？如何构建更大的结构？
- 适用场景：需要组合多个类或对象以实现新功能时
3. 行为型模式（Behavioral Patterns）
- 关注点：对象之间的交互和职责分配
- 目的：定义对象之间的通信方式，控制复杂的流程控制
- 核心问题：对象之间如何交互？如何分配职责？如何控制流程？
- 适用场景：需要定义对象之间的复杂交互或算法时
对比表格
| 类型 | 关注点 | 目的 | 核心问题 |
|---|---|---|---|
| 创建型 | 对象创建 | 创建与使用分离 | 如何创建对象？ |
| 结构型 | 组合结构 | 构建更大结构 | 如何组合类或对象？ |
| 行为型 | 交互职责 | 定义通信方式 | 对象之间如何交互？ |
创建型设计模式（5种）
1. 单例模式（Singleton）
- 定义：确保一个类只有一个实例，并提供全局访问点
- 特点：私有构造函数、静态实例、全局访问
- 应用：配置管理器、日志记录器、数据库连接池
- 示例：
Runtime.getRuntime()
2. 原型模式（Prototype）
- 定义：通过复制现有实例来创建新实例
- 特点：克隆对象、避免重复初始化
- 应用：创建成本高的对象、需要相似对象时
- 示例：
Object.clone()
3. 工厂方法模式（Factory Method）
- 定义：定义创建对象的接口，让子类决定实例化哪个类
- 特点：将对象创建延迟到子类
- 应用：需要创建多种类型的对象时
- 示例：
Collection.iterator()
4. 抽象工厂模式（Abstract Factory）
- 定义：提供创建一系列相关或相互依赖对象的接口
- 特点：创建产品族、保证产品兼容性
- 应用：需要创建多个相关对象时
- 示例：GUI工具包（Windows风格、Mac风格）
5. 构建器模式（Builder）
- 定义：将复杂对象的构建与表示分离
- 特点：分步构建、相同的构建过程不同表示
- 应用：创建复杂对象、需要多种表示时
- 示例：
StringBuilder
结构型设计模式（7种）
1. 代理模式（Proxy）
- 定义：为其他对象提供代理以控制对这个对象的访问
- 特点：间接访问、控制权限
- 应用：远程代理、虚拟代理、保护代理
- 示例：
java.lang.reflect.Proxy
2. 适配器模式（Adapter）
- 定义：将一个类的接口转换成客户希望的另一个接口
- 特点：接口转换、兼容性
- 应用：使用旧接口、第三方库集成
- 示例：
java.util.Arrays.asList()
3. 装饰模式（Decorator）
- 定义：动态地给对象添加额外职责
- 特点：灵活扩展、不改变原有结构
- 应用：功能增强、组合多种功能
- 示例：
java.io流包装
4. 桥接模式（Bridge）
- 定义：将抽象部分与实现部分分离，使它们都可以独立变化
- 特点：分离抽象和实现、独立扩展
- 应用：多维度变化、避免类爆炸
- 示例：JDBC驱动
5. 外观模式（Facade）
- 定义：为子系统中的一组接口提供统一的高层接口
- 特点：简化接口、降低耦合
- 应用：复杂系统简化、分层架构
- 示例：
javax.faces.context.FacesContext
6. 享元模式（Flyweight）
- 定义：运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象
- 特点：共享对象、节省内存
- 应用：大量相似对象、创建成本高
- 示例：
String常量池
7. 组合模式（Composite）
- 定义：将对象组合成树形结构以表示”部分-整体”的层次结构
- 特点：统一处理单个对象和组合对象
- 应用：树形结构、文件系统
- 示例：
java.awt.Container
行为型设计模式（11种）
1. 模板方法模式（Template Method）
- 定义：定义算法骨架，将某些步骤延迟到子类
- 特点：算法骨架固定、步骤可变
- 应用：框架设计、算法重构
- 示例：
java.util.AbstractList
2. 策略模式（Strategy）
- 定义：定义一系列算法，将每个算法封装起来
- 特点：算法可互换、避免条件语句
- 应用：多种算法选择、运行时切换
- 示例：
java.util.Comparator
3. 命令模式（Command）
- 定义：将请求封装为对象
- 特点：请求参数化、支持撤销
- 应用：菜单操作、事务系统
- 示例：
java.lang.Runnable
4. 责任链模式（Chain of Responsibility）
- 定义：将请求的发送者和接收者解耦
- 特点：多个对象处理请求、动态组合
- 应用：审批流程、过滤器
- 示例：
javax.servlet.Filter
5. 状态模式（State）
- 定义：允许对象在其内部状态改变时改变它的行为
- 特点：状态决定行为、状态可切换
- 应用：状态机、游戏状态
- 示例：
java.util.Iterator
6. 观察者模式（Observer）
- 定义：定义对象间的一种一对多的依赖关系
- 特点：通知机制、松耦合
- 应用：事件处理、消息推送
- 示例：
java.util.Observer
7. 中介者模式（Mediator）
- 定义：用一个中介对象来封装一系列的对象交互
- 特点：集中控制、减少直接依赖
- 应用：GUI组件交互、聊天室
- 示例：
java.util.Timer
8. 迭代器模式（Iterator）
- 定义：提供一种方法顺序访问一个聚合对象中的各个元素
- 特点：统一遍历接口、隐藏内部结构
- 应用：集合遍历、数据库查询
- 示例：
java.util.Iterator
9. 访问者模式（Visitor）
- 定义：表示一个作用于某对象结构中的各元素的操作
- 特点：操作与结构分离、易于添加新操作
- 应用：编译器、文档处理
- 示例：
java.nio.file.FileVisitor
10. 备忘录模式（Memento）
- 定义：在不破坏封装性的前提下捕获一个对象的内部状态
- 特点：保存和恢复状态、封装性
- 应用：撤销操作、游戏存档
- 示例：
java.io.Serializable
11. 解释器模式（Interpreter）
- 定义：给定一个语言，定义它的文法的一种表示
- 特点：解释执行、易于扩展语法
- 应用：DSL、正则表达式
- 示例：
java.util.Pattern
考试重点
三种类型的区别
- 创建型：关注对象创建（如何创建）
- 结构型：关注组合结构（如何组合）
- 行为型：关注交互职责（如何交互）
记忆口诀
- 创建型：单原工抽构（单例、原型、工厂方法、抽象工厂、构建器）
- 结构型：代适装桥外享组（代理、适配器、装饰、桥接、外观、享元、组合）
- 行为型：模策命责状观中迭访备解（模板方法、策略、命令、责任链、状态、观察者、中介者、迭代器、访问者、备忘录、解释器）
易混淆点
- 工厂方法 vs 抽象工厂：工厂方法创建一种产品，抽象工厂创建产品族
- 代理 vs 适配器：代理控制访问，适配器接口转换
- 装饰 vs 代理：装饰增强功能，代理控制访问
- 策略 vs 状态：策略算法互换，状态行为随状态改变
答题技巧
- 看创建过程：创建型模式
- 看组合结构：结构型模式
- 看交互行为：行为型模式
- 看具体问题：选择对应的设计模式
相关笔记
创建时间：2026年5月10日