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什么是设计模式？一文理解，通俗易懂！

news 2025/7/14 22:43:37

前言

最近在学框架的时候，老师总是时不时带两句设计模式，什么工厂模式，单例模式，开发框架用到就提一嘴，但是没有细讲，为了搞懂啥是设计模式，为哈开发框架用到它，我就查找资料，最后，写一篇博客来总结，一下，通过学习设计模式，对各种开发框架的理解就更加透彻。

设计模式的由来

设计模式的概念最早是由克里里斯托佛·亚历山大在其著作《建筑模式语言》中首次提出的。本书介绍了了城市设计的 “语言”，提供了了253个描述城镇、邻里、住宅、花园、房间及西部构造的模式，而此类“语言” 的基本单元就是模式。后来，埃里希·伽玛、约翰·弗利利赛德斯、拉尔夫·约翰逊和理查德·赫尔姆这四位作者接受了模式的概念。 1994 年，他们出版了《设计模式：可复用面向对象软件的基础》一书，将设计模式的概念应用到程序开发领域中。

一些老的程序员也许并不了解设计模式的知识，但是同样能写出优秀的代码，主要是他们在不断地项目开发过程中不断积累，提升，优化，总结，最后摸索出来的“规律”，他们总结的规律或他们的开发经验，其实与设计模式提到的内容几乎⼀一致，同样会要求高内聚、低耦合、可扩展、可复用。类似的经历，可以想想在学习一些框架的源码时，发现它里面的某些设计和你在做开发时⼀一样。

设计模式的定义

设计模式是软件开发中一些经过验证的、可重复使用的解决方案，它们帮助程序员解决常见的编程问题。其实在了解了它的来历后，对涉及模式就有一定理解了，顾名思义，就是模式，什么模式，开发设计的模式。

可以把设计模式想象成在烹饪中的食谱：

它提供了一种做菜的方式，虽然你可以想怎么做就怎么做，但使用经典的食谱可以让你更快地做出美味的菜肴。

设计模式遵循的六大原则

单一职责：一个类和方法只做一件事
里氏替换：多态，子类可扩展父类
依赖倒置：细节依赖抽象，下层依赖上层
接口隔离：建立单一接口
迪米特原则：最少知道，降低耦合
开闭原则：抽象架构，扩展实现

设计模式的分类

为了好理解，我没有细讲模式，这里只讲是设计模式是按什么来分的

创建型模式

创建型模式关注对象的创建过程，旨在将对象的创建与使用分离。主要的创建型模式有：

单例模式（Singleton Pattern）：确保一个类只有一个实例，并提供全局访问点。适用于需要唯一实例的场景，例如配置管理器、数据库连接池等。
工厂方法模式（Factory Method Pattern）：定义一个创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类。适用于需要创建多种类型对象但不希望具体实现细节暴露的场景。
抽象工厂模式（Abstract Factory Pattern）：提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口，而无需指定它们的具体类。适用于需要创建多个相关对象的情况，例如图形界面工具中的各种控件。
建造者模式（Builder Pattern）：使用多个简单的对象一步步构建一个复杂的对象。适用于需要构建复杂对象的场景，如构建一个复杂的文档或者产品。
原型模式（Prototype Pattern）：通过复制现有的对象来创建新对象，而不是通过构造函数。适用于需要复制对象的场景，如对象的克隆和拷贝。

结构型模式

结构型模式关注对象和类的组合，旨在帮助处理对象之间的关系，使其更加灵活。主要的结构型模式有：

适配器模式（Adapter Pattern）：将一个类的接口转换成客户端希望的另一个接口。适用于需要兼容旧代码或不同接口的情况，例如在旧系统中引入新的接口。
桥接模式（Bridge Pattern）：将抽象部分与实现部分分离，使它们可以独立变化。适用于需要在多个维度上变化的场景，例如图形绘制系统中的形状和颜色。
装饰器模式（Decorator Pattern）：动态地给对象添加一些额外的职责。适用于需要在运行时增加功能的场景，如为窗口添加滚动条或边框。
组合模式（Composite Pattern）：将对象组合成树形结构以表示“部分-整体”的层次结构。适用于需要处理树形结构的场景，如文件系统中的目录和文件。
享元模式（Flyweight Pattern）：通过共享对象来减少内存使用。适用于大量重复对象的场景，如文本编辑器中的字符。
代理模式（Proxy Pattern）：为其他对象提供一种代理以控制对该对象的访问。适用于需要控制对象访问的场景，如远程代理和虚拟代理。

行为模式

行为型模式关注对象之间的交互和职责分配，旨在提高对象之间的灵活性和可扩展性。主要的行为型模式有：

观察者模式（Observer Pattern）：定义一种一对多的依赖关系，让多个观察者对象同时监听某一主题对象。当主题对象发生变化时，所有依赖于它的观察者都会收到通知。适用于需要实现发布-订阅机制的场景，如事件处理系统。
策略模式（Strategy Pattern）：定义一系列算法，将每一个算法封装起来，并使它们可以互换。适用于需要选择不同算法或策略的场景，如支付系统中的支付方式选择。
命令模式（Command Pattern）：将请求封装为对象，从而使你能够使用不同的请求、队列请求以及日志请求。适用于需要请求排队或撤销操作的场景，如图形编辑器中的操作历史。
状态模式（State Pattern）：允许对象在其内部状态改变时改变其行为。适用于对象行为依赖于其状态的场景，如状态机和工作流管理。
责任链模式（Chain of Responsibility Pattern）：将请求沿着处理链传递，直到有对象处理它。适用于需要动态处理请求的场景，如日志处理系统中的日志记录。
备忘录模式（Memento Pattern）：在不暴露对象内部结构的情况下，捕获对象的内部状态，以便稍后恢复。适用于需要撤销和恢复操作的场景，如编辑器中的撤销功能。
解释器模式（Interpreter Pattern）：为语言定义文法，并提供解释执行的方式。适用于需要处理和解释语言或表达式的场景，如表达式解析器。
迭代器模式（Iterator Pattern）：提供一种方法访问一个集合对象中的元素，而无需暴露集合对象的内部表示。适用于需要遍历集合对象的场景，如集合类库中的迭代器。
模板方法模式（Template Method Pattern）：定义一个算法的框架，而将一些步骤延迟到子类中。适用于需要固定算法步骤，但允许子类修改某些步骤的场景，如数据处理和文档生成。
访问者模式（Visitor Pattern）：允许在不改变对象的前提下定义新的操作。适用于需要对对象结构执行不同操作的场景，如对象的检验和分析。

总结

看到这应该就更能理解了为什么要有设计模式这么个东西，它的模式和分类也不能说复杂，其实，学习设计模式，跟我说的老程序员一样，是一个“对症下药”的过程，吃“熟练度”的，死学反而效果不好，希望大家能向架构师更进一步（什么？我成架构师了？拜托，你都知道框架怎么设计了好吧~）

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