编程模式主要可以分为三大类,分别是创建型、结构型和行为型。以下是关于这些模式的详细解释:

  1. 创建型模式:这类模式主要关注对象的创建过程,将对象的创建与使用分离,从而增加系统的灵活性和复用性。

    • 单例模式(Singleton):确保一个类只有一个实例,并提供一个全局访问点来获取该实例。这种模式常用于数据库连接、配置文件读取等需要控制资源访问的场景。

    • 工厂模式(Factory):定义一个创建对象的接口,但由子类决定要实例化的类是哪一个。这样可以使一个类的实例化延迟到其子类。

    • 抽象工厂模式(Abstract Factory):提供一个接口,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。

    • 建造者模式(Builder):将一个复杂对象的构建与其表示分离,使得同样的构建过程可以创建不同的表示。

    • 原型模式(Prototype):用原型实例指定创建对象的种类,并且通过拷贝这些原型创建新的对象。

  2. 结构型模式:这类模式关注类和对象的组合与结构,通过组合和继承等手段来构建更加灵活和强大的结构。

    • 适配器模式(Adapter):将一个类的接口转换成客户端所期望的另一个接口形式,从而使得原本因接口不兼容而无法一起工作的那些类能够一起工作。

    • 装饰器模式(Decorator):动态地给一个对象添加一些额外的职责,而不需要修改其原有的代码。

    • 代理模式(Proxy):为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。

    • 外观模式(Facade):为子系统中的一组接口提供一个一致的界面,使得子系统更加容易使用。

    • 桥接模式(Bridge):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。

    • 组合模式(Composite):将对象组合成树形结构以表示“部分-整体”的层次结构。客户端可以统一地处理单个对象和组合体对象。

  3. 行为型模式:这类模式关注对象之间的交互和通信,通过定义对象间的消息传递和行为来使系统更加灵活和可扩展。

    • 策略模式(Strategy):定义一系列算法,把它们一个个封装起来,并且使它们可以相互替换。策略模式使得算法可以在不影响客户端的情况下发生变化。

    • 观察者模式(Observer):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。

    • 迭代器模式(Iterator):提供一种方法顺序访问一个聚合对象中各个元素,而又不暴露其内部的表示。

    • 责任链模式(Chain of Responsibility):为解除请求的发送者和接收者之间耦合,而使多个对象都有机会处理这个请求。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。

    • 命令模式(Command):将一个请求封装为一个对象,从而使你可用不同的请求对客户进行参数化。它还支持请求的排队、记录日志以及支持可撤销的操作。

    • 备忘录模式(Memento):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。以后可以恢复对象到这个状态。

    • 状态模式(State):允许一个对象在其内部状态改变时改变它的行为。对象看起来好像修改了它的类。

这些编程模式在软件开发中非常有用,可以帮助开发者解决各种复杂的问题。