为什么要学习设计模式?你可以把设计模式想象成一些做饭的菜谱。当我们需要做一道菜(开发一个功能)时,如果按照自己的想法随意添加调料(编写代码),很可能做出的菜味道不好(功能不稳定或有bug)。但是,如果我们按照一个成功的菜谱(设计模式)来做,就能更容易地做出美味的菜肴(开发出稳定的功能)。
设计模式就是一些在软件开发中经常被使用的“菜谱”,它们可以帮助我们更好地组织代码、提高代码的可读性和可维护性。这些“菜谱”包括了工厂模式、单例模式、装饰器模式等等。
比如,工厂模式就像是一个厨房里的食材加工厂,我们不需要关心食材是怎么加工出来的,只需要告诉工厂我们需要什么食材,它就会给我们加工好。这样,我们就可以更加专注于烹饪的过程,而不用为食材的加工而烦恼啦!
以下是23种设计模式简单案例分享
1. 工厂模式(Factory Pattern)
• 例子:创建一个咖啡店点餐系统,可以有一个咖啡工厂类,根据不同类型的咖啡(如美式、拿铁)来创建对应的咖啡对象。
2. 建造者模式(Builder Pattern)
• 例子:构建一个复杂的计算机软件系统,可以将其拆分为多个部分,每个部分由一个专门的建造者来创建,最终组合成一个完整的软件系统。
3. 工厂方法模式(Factory Method Pattern)
• 例子:设计一个图形用户界面(GUI)工具包,其中不同的按钮、文本框等控件可以由不同的工厂方法创建,以适应不同的操作系统和平台。
4. 原型模式(Prototype Pattern)
• 例子:在软件开发中,可以使用原型模式来快速复制和修改现有的对象,如通过复制一个已经配置好的服务器对象来创建新的服务器对象。
5. 单例模式(Singleton Pattern)
• 例子:Windows任务管理器,在正常情况下只能打开唯一一个任务管理器。
6. 适配器模式(Adapter Pattern)
• 例子:将一个老式的打印机接口适配到新的计算机系统中,使其能够与新系统兼容并正常工作。
7. 桥接模式(Bridge Pattern)
• 例子:实现一个跨平台的图形用户界面框架,其中抽象化层(如按钮、文本框等控件的接口)与实现化层(如Windows、Linux等不同操作系统的具体实现)通过桥接模式进行分离。
8. 合成模式(Composite Pattern)
• 例子:在文件系统中,文件和文件夹可以看作是一种树形结构,其中文件夹可以包含多个文件和子文件夹,这就是一个典型的合成模式应用。
9. 装饰模式(Decorator Pattern)
• 例子:在Java的I/O流中,可以使用装饰模式来动态地给流添加功能,如缓冲流(BufferedReader/BufferedWriter)就是对基本流(Reader/Writer)的一种装饰。
10. 门面模式(Facade Pattern)
• 例子:在一个复杂的软件系统中,可以设计一个门面类来提供对系统内部多个子系统的统一访问接口,简化客户端的使用。
11. 享元模式(Flyweight Pattern)
• 例子:在网页设计中,可以使用享元模式来共享常用的HTML元素和CSS样式,以减少内存的占用和提高页面的加载速度。
12. 代理模式(Proxy Pattern)
• 例子:在远程通信中,客户端可以通过代理对象来间接地与服务器进行通信,代理对象负责处理网络通信、数据缓存等任务。
13. 模板方法模式(Template Method Pattern)
• 例子:在软件开发中,可以定义一个模板方法,其中包含一些算法的骨架和某些步骤的实现,而具体的步骤则由子类来实现。
14. 策略模式(Strategy Pattern)
• 例子:在电子商务网站中,可以使用策略模式来定义不同的折扣策略(如满减、打折、赠品等),并根据用户的行为和订单金额来动态地选择合适的折扣策略。
15. 命令模式(Command Pattern)
• 例子:在一个图形用户界面(GUI)应用程序中,可以使用命令模式来将用户的操作(如点击按钮、输入文本等)封装为命令对象,并将其放入一个命令队列中等待执行。
16. 职责链模式(Chain of Responsibility Pattern)
• 例子:在一个企业中,请假申请可能需要经过多个级别的审批(如部门经理、人力资源部、总经理等),可以使用职责链模式来将这些审批节点串联起来,并根据条件自动选择下一个审批节点。
17. 状态模式(State Pattern)
• 例子:在一个订单处理系统中,订单的状态可能会经历多个阶段(如待支付、已支付、待发货、已发货等),可以使用状态模式来管理这些状态之间的转换和行为。
18. 观察者模式(Observer Pattern)
• 例子:在一个股票交易系统中,当股票价格发生变化时,需要通知所有关注该股票的投资者。可以使用观察者模式来将投资者与股票对象进行关联,并在股票价格变化时自动通知投资者。
19. 中介者模式(Mediator Pattern)
• 例子:在一个聊天室应用程序中,可以使用中介者模式来管理多个用户之间的通信。中介者对象负责接收和转发用户的消息,并处理用户之间的冲突和协作。
20. 访问者模式(Visitor Pattern)
• 例子:在一个复杂的对象结构中,如果需要对该结构中的对象进行不同的操作(如统计信息、打印报告等),可以使用访问者模式来将这些操作分离出来,并通过访问者对象来访问和修改对象结构中的元素。
21. 备忘录模式(Memento Pattern)
• 例子:在一个文本编辑器中,可以使用备忘录模式来保存和恢复编辑器的状态(如撤销和重做操作)。备忘录对象包含了编辑器状态的快照,可以在需要时将其恢复到之前的状态。
22. 解释器模式(Interpreter Pattern)
• 例子:在一个编程语言解释器中,可以使用解释器模式来解析和执行源代码。解释器对象根据源代码的语法和语义来生成执行计划,并依次执行计划中的指令。
23. 行为者模式(Actor Pattern)
• 例子:在并发编程中,可以使用行为者模式来管理并发任务。行为者对象封装了任务的执行逻辑和状态,并通过消息传递来进行通信和协作。
这些例子涵盖了各种设计模式在实际应用中的场景和用途,有助于理解和掌握这些设计模式的核心概念和原理。