24个设计模式与6大设计原则

根据给定的信息，本文将对24种设计模式与6大设计原则进行详细的解析，并针对部分内容提供具体的示例。这不仅适用于初级开发人员学习如何编写更优雅、更易维护的代码，也适合高级程序员和系统分析师深入了解设计模式的精髓及其在实际项目中的应用。 ### 设计模式概览 #### 1. 策略模式（Strategy Pattern） 策略模式定义了一系列的算法，并将每一个算法封装起来，使它们可以相互替换。该模式让算法的变化独立于使用算法的客户。例如，在“三国”场景中，诸葛亮给赵云提供了三个锦囊妙计，这些妙计可以根据实际情况来选择使用，体现了策略模式的应用。 **类图**: - `IStrategy` 接口：定义了策略算法的签名。 - `BackDoor` 类：实现了 `IStrategy` 接口，代表其中一种策略。 **示例代码**: ```java public interface IStrategy { void operate(); } public class BackDoor implements IStrategy { public void operate() { System.out.println("找乔国老帮忙，使孙权不能杀刘备"); } } ``` #### 2. 代理模式（Proxy Pattern） 代理模式为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。通常在客户端和目标对象之间增加一层，以便添加额外的操作或逻辑。 #### 3. 单例模式（Singleton Pattern） 确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。 #### 4. 多例模式（Multition Pattern） 类似于单例模式，但是允许多个实例，这些实例的状态完全相同。 #### 5. 工厂方法模式（Factory Method Pattern） 定义了一个创建对象的接口，但允许子类决定实例化哪一个类。工厂方法让类的实例化延迟到子类。 #### 6. 抽象工厂模式（Abstract Factory Pattern） 提供一个接口，用于创建相关或依赖对象的族，而无需指定它们的具体类。 #### 7. 门面模式（Facade Pattern） 为子系统中的一组接口提供一个一致的界面，定义了一个高层接口，这个接口使得这一子系统更加容易使用。 #### 8. 适配器模式（Adapter Pattern） 将一个类的接口转换成客户希望的另一个接口。适配器模式使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的那些类可以一起工作。 #### 9. 模板方法模式（Template Method Pattern） 定义了一个操作中的算法骨架，而将一些步骤延迟到子类中。使得子类可以不改变一个算法的结构即可重定义该算法的某些特定步骤。 #### 10. 建造者模式（Builder Pattern） 将一个复杂对象的构建与它的表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。 #### 11. 桥梁模式（Bridge Pattern） 将抽象部分与它的实现部分分离，使它们都可以独立地变化。 #### 12. 命令模式（Command Pattern） 将一个请求封装为一个对象，从而使用户可用不同的请求对客户进行参数化；对请求排队或记录请求日志，以及支持可撤销的操作。 #### 13. 装饰模式（Decorator Pattern） 动态地给一个对象添加一些额外的职责。就增加功能来说，装饰模式相比生成子类更为灵活。 #### 14. 迭代器模式（Iterator Pattern） 提供一种方法顺序访问一个聚合对象中各个元素，而又不暴露该对象的内部表示。 #### 15. 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。组合模式使得用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性。 #### 16. 观察者模式（Observer Pattern） 定义对象间的一种一对多的依赖关系,当一个对象的状态发生改变时,所有依赖于它的对象都得到通知并被自动更新。 #### 17. 责任链模式（Chain of Responsibility Pattern） 使多个对象都有机会处理请求，从而避免请求的发送者和接收者之间的耦合关系。将这些对象连成一条链，并沿着这条链传递该请求，直到有一个对象处理它为止。 #### 18. 访问者模式（Visitor Pattern） 表示一个作用于某对象结构中的各元素的操作。它使你可以在不改变各元素的类的前提下定义作用于这些元素的新操作。 #### 19. 状态模式（State Pattern） 允许一个对象在其内部状态改变时改变它的行为。对象看起来似乎修改了它的类。 #### 20. 原型模式（Prototype Pattern） 用原型实例指定创建对象的种类，并且通过复制这些原型创建新的对象。 #### 21. 中介者模式（Mediator Pattern） 用一个中介对象来封装一系列的对象交互，中介者使各对象不需要显式地相互引用，从而使其耦合松散，而且可以独立地改变它们之间的交互。 #### 22. 解释器模式（Interpreter Pattern） 给定一个语言，定义它的文法的一种表示，并定义一个解释器，这个解释器使用该表示来解释语言中的句子。 #### 23. 享元模式（Flyweight Pattern） 运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象。 #### 24. 备忘录模式（Memento Pattern） 在不破坏封装性的前提下，捕获一个对象的内部状态，并在该对象之外保存这个状态。这样以后就可将该对象恢复到原先保存的状态。 ### 设计原则 #### 26.1 单一职责原则（Single Responsibility Principle） 一个类应该只负责一项职责。如果一个类承担了多个职责，则这些职责应该被分离到不同的类中。 #### 26.2 里氏替换原则（Liskov Substitution Principle） 子类型必须能够替换它们的基类型。也就是说，如果一个程序使用的是父类的话，那么用子类去替换它之后，程序的行为不应该有任何改变。 #### 26.3 依赖倒置原则（Dependence Inversion Principle） 高层模块不应该依赖于低层模块，二者都应该依赖其抽象；抽象不应该依赖细节，细节应该依赖抽象。 #### 26.4 接口隔离原则（Interface Segregation Principle） 使用多个专门的接口比使用单一的总接口要好。也就是说，一个接口应该是单一职责的，当一个接口太大时，需要将它分割成一些更细小的接口，使用该接口的客户端仅需知道与之相关的方法即可。 #### 26.5 迪米特法则（Law of Demeter） 一个对象应该对其他对象有尽可能少的了解。即一个软件实体应当尽可能少地与其他实体发生相互作用，这样当一个模块修改时，就会尽量少地影响其他模块，扩展和维护也相对容易。 #### 26.6 开闭原则（Open-Closed Principle） 软件实体如类、模块、函数等应该对扩展开放，对修改关闭。即软件实体应尽量在不修改原有代码的情况下进行扩展。 以上是对24种设计模式和6大设计原则的概述，每一种模式和原则都有其特定的应用场景和目的，理解并掌握它们可以帮助开发者写出更高质量、更易于维护的代码。