设计模式分类介绍

一、设计模式

设计模式是描述了一个一段重复发生的问题，以及改问题的解决方案的核心。这样，就可以一次又一次的使用该方案而不必做重复劳动。设计模式的核心在于提供了相关问题的解决方案，是的人们可以更简单方便的服用成功的设计和体系结构。

设计模式的四个基本要素：模式名称，问题（应该在何时使用），解决方案（设计内容），效果（模式应用的效果）

设计模式分三类，创建型模式主要是处理创建对象；结构型模式主要是处理类和对象的组合；行为型模式主要是描述类或者对象的交互行为。

二，创建型模式

创建型设计模式是一种用于创建对象的设计模式，它旨在提供一种创建对象的灵活和可重用的方法。这些模式将对象的创建与其使用客户端代码的分离，并通过共享复杂对象的创建过程来提高性能和代码复用性。

抽象工程模式

抽象工厂模式是一种创建型设计模式，它提供了一个接口，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。

下面是一个使用Java语言实现抽象工厂模式的案例：

首先，我们定义一个抽象工厂接口AbstractFactory，用于创建产品对象的方法：

public interface AbstractFactory { ProductA createProductA(); ProductB createProductB(); }

然后，我们定义两个产品接口ProductA和ProductB：

public interface ProductA { void operationA(); } public interface ProductB { void operationB(); }

接下来，我们定义两个具体工厂类，实现AbstractFactory接口，并实现对应的产品创建方法：

public class ConcreteFactory1 implements AbstractFactory { @Override public ProductA createProductA() { return new ConcreteProductA1(); } @Override public ProductB createProductB() { return new ConcreteProductB1(); } } public class ConcreteFactory2 implements AbstractFactory { @Override public ProductA createProductA() { return new ConcreteProductA2(); } @Override public ProductB createProductB() { return new ConcreteProductB2(); } }

最后，我们实现具体产品类，分别实现ProductA和ProductB接口：

public class ConcreteProductA1 implements ProductA { @Override public void operationA() { System.out.println("ConcreteProductA1 operationA"); } } public class ConcreteProductA2 implements ProductA { @Override public void operationA() { System.out.println("ConcreteProductA2 operationA"); } } public class ConcreteProductB1 implements ProductB { @Override public void operationB() { System.out.println("ConcreteProductB1 operationB"); } } public class ConcreteProductB2 implements ProductB { @Override public void operationB() { System.out.println("ConcreteProductB2 operationB"); } }

使用抽象工厂模式的场景是在需要创建一组相关或依赖的对象时。例如，假设我们有一个图形界面库，它支持多种操作系统（如Windows、MacOS），并且每种操作系统都有自己的一套界面组件（如按钮、文本框）。我们可以使用抽象工厂模式来创建不同操作系统下的界面组件。具体代码如下：

public interface Button { void render(); void onClick(); } public interface TextField { void render(); void onInput(); } public interface GUIFactory { Button createButton(); TextField createTextField(); } public class WindowsButton implements Button { @Override public void render() { System.out.println("WindowsButton render"); } @Override public void onClick() { System.out.println("WindowsButton onClick"); } } public class WindowsTextField implements TextField { @Override public void render() { System.out.println("WindowsTextField render"); } @Override public void onInput() { System.out.println("WindowsTextField onInput"); } } public class MacOSButton implements Button { @Override public void render() { System.out.println("MacOSButton render"); } @Override public void onClick() { System.out.println("MacOSButton onClick"); } } public class MacOSTextField implements TextField { @Override public void render() { System.out.println("MacOSTextField render"); } @Override public void onInput() { System.out.println("MacOSTextField onInput"); } } public class WindowsGUIFactory implements GUIFactory { @Override public Button createButton() { return new WindowsButton(); } @Override public TextField createTextField() { return new WindowsTextField(); } } public class MacOSGUIFactory implements GUIFactory { @Override public Button createButton() { return new MacOSButton(); } @Override public TextField createTextField() { return new MacOSTextField(); } } public class Application { public static void main(String[] args) { // 创建Windows风格的GUI组件 GUIFactory windowsFactory = new WindowsGUIFactory(); Button windowsButton = windowsFactory.createButton(); windowsButton.render(); // 创建MacOS风格的GUI组件 GUIFactory macOSFactory = new MacOSGUIFactory(); TextField macOSTextField = macOSFactory.createTextField(); macOSTextField.render(); } }

在上述示例中，WindowsGUIFactory和MacOSGUIFactory分别实现了GUIFactory接口，用于创建Windows和MacOS风格的GUI组件。通过调用对应工厂的createButton()和createTextField()方法，可以实例化对应的Button和TextField对象，并调用其方法。

抽象工厂模式适用于以下场景：

• 当希望为一组相关或依赖的对象提供一个统一的接口时，可以使用抽象工厂模式。
• 当一个系统要独立于其产品的创建、组合和表示时，可以使用抽象工厂模式。
• 当一个系统需要多个系列的产品，并且客户端只使用其中的一系列产品时，可以使用抽象工厂模式。

构建器模式

将一个复杂类的表示与构造相关分离，使得相同的构建过程能够得出不同的表示

工厂方法模式

定义一个创建对象的接口，但有子类决定需要实例化哪一个类，使得子类实例化过程推迟

原型模式

用原型实例指定创建对象的类型，并且通过拷贝这个原型来创建新的对象

单例模式

保证一个类只有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点

三，结构型模式

结构性设计模型是一种软件设计模型，用于描述软件系统的组织结构和各个组成部分之间的关系。它关注的是系统的静态结构，包括系统的组件、模块、类和它们之间的关系。结构性设计模型帮助开发人员和设计师理解系统的组织结构和各个组成部分之间的关系，从而更好地进行系统设计和开发工作。

四，行为型模式

行为型设计模式是一种设计模式，用于处理对象之间的通信和协作。它们关注的是对象的责任和行为，以及如何将这些行为分配给不同的对象。