軟件設計中的常見設計模式多種多樣,它們各自有獨特的應用場景和目的。以下是一些常見的設計模式:
1、創建型模式
單例模式:確保一個類只有一個實例,并提供一個全局訪問點。例如,一個系統中數據庫連接池通常設計為單例,以避免創建多個不必要的連接。
工廠方法模式:定義一個用于創建對象的接口,讓子類決定實例化哪一個類。這使得客戶端可以在不依賴于具體產品類的情況下創建對象。
抽象工廠模式:提供一個接口,用于創建相關或依賴對象的家族,而不需要明確指定具體類。抽象工廠允許客戶使用具體的工廠。
建造者模式:將一個復雜對象的構建與它的表示分離,使得同樣的構建過程可以創建不同的表示。這是處理復雜對象的有效方式。
原型模式:通過復制現有的實例來創建新的實例。這對于那些構造成本高昂的類非常有用,因為它可以緩存已經創建的對象。
2、結構型模式
適配器模式:允許將一個現有對象的接口轉換成客戶端期望的另一個接口,使原本接口不兼容的對象可以一起工作。
橋接模式:將抽象部分與實現部分分離,使它們可以獨立變化。它使用編程組合的方式,更加靈活。
組合模式:將對象組合成樹形結構以表示“整體/部分”的層次結構,使得用戶對單個對象和組合對象的使用具有一致性。
裝飾器模式:在不改變原有對象的情況下,動態地給對象添加一些額外的功能。
外觀模式:提供了一個統一的接口,用來訪問子系統中的一群接口。外觀定義了一個高層接口,使得子系統更易于使用。
享元模式:使用共享對象可有效地支持大量細粒度的對象,來避免對象創建的開銷。
代理模式:提供了對目標對象額外的控制,如權限控制、日志記錄等。代理模式使得可以在不改變原始類的情況下增加新的行為。
3、行為型模式
策略模式:定義了一系列算法,并將每個算法封裝起來,使它們可以相互替換,且算法的變化不會影響到使用算法的客戶。
模板方法模式:定義了一個操作中的算法骨架,而將一些步驟延遲到子類中。這使得子類可以不改變一個算法的結構即可重新定義該算法的某些特定步驟。
觀察者模式:定義了對象之間的一對多依賴關系,當一個對象的狀態發生改變時,所有依賴于它的對象都會得到通知并自動更新。
總之,這些設計模式是軟件設計和開發中的重要工具,可以幫助開發者編寫靈活、可維護且可擴展的代碼。在實際應用中,選擇適當的設計模式可以顯著提高軟件的質量和開發效率。