一到五、设计模式概览讲解

一、什么是设计模式

设计模式是解决软件设计中常见问题的经过实践验证的最佳解决方案。它是一种在特定环境中解决特定问题的模板或者说是一种思维方式。设计模式不是一段可以直接复制粘贴到代码中的代码，而是用于解决特定问题的一种设计。

二、为什么会诞生设计模式

设计模式的诞生是为了提高软件开发的效率，提升软件质量和可维护性。在软件开发过程中，一些设计问题会反复出现，开发人员发现有一些通用的方法或模板可以用来解决这些反复出现的问题，这就是设计模式的由来。

三、设计模式是为了解决什么问题

设计模式的主要目的是提供一种方法，使得软件设计可以更加灵活，代码可以更容易地进行重用，系统可以更好地应对变化。设计模式的另一个目的是使得软件开发者之间有共享的语言，可以使得复杂的设计问题和解决方案更加易于描述和理解。

四、诞生的背景故事

Erich Gamma, Richard Helm, Ralph Johnson, 和 John Vlissides 四位作者在他们的著作 "Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software" 中详细描述了设计模式。这四位作者因此被尊称为 "四人帮（Gang of Four）"，他们的书对软件工程的影响非常深远，至今仍然被视为面向对象设计模式的经典参考书。

这本书出版于1994年，其中描述了23种设计模式，包括创建型、结构型和行为型的设计模式。单例模式是其中的一种创建型设计模式。这些模式并不是四人帮首创，而是他们总结了很多优秀软件设计者在实践中发现和使用的模式，并且加以系统化和形式化的描述。

五、常见的设计模式以及应用例子

1. 创建型模式：

   • 单例模式（Singleton）：Java 的 Runtime 类，Spring 框架的 Bean 是单例模式的实现。
   • 工厂方法模式（Factory Method）：Java 的 Calendar.getInstance()， NumberFormat.getInstance() 等方法。
   • 抽象工厂模式（Abstract Factory）：javax.xml.parsers.DocumentBuilderFactory#newInstance()。
   • 建造者模式（Builder）：Java 的 StringBuilder，AlertDialog.Builder 类是建造者模式的典型应用。
   • 原型模式（Prototype）：Java 的 clone() 方法。

2. 结构型模式：

   • 适配器模式（Adapter）：Java 的 streams，以及 java.util.Arrays#asList() 方法。
   • 桥接模式（Bridge）：JDBC 驱动程序到数据库的连接就是一个例子。
   • 组合模式（Composite）：Java AWT 和 Swing 的组件，如 Container 和 Component。
   • 装饰模式（Decorator）：Java I/O 中的各种 Stream，如 BufferedInputStream 和 LineNumberInputStream。
   • 门面模式（Facade）：javax.faces.context.ExternalContext 是 Java 服务器面板 API 中的一个例子。
   • 享元模式（Flyweight）：Java 的 String，Integer 和 Boolean。
   • 代理模式（Proxy）：Java RMI，Spring AOP。

3. 行为型模式：

   • 责任链模式（Chain of Responsibility）：Java 的 logging framework，Servlet Filter。
   • 命令模式（Command）：Java 中的 Runnable 和 Swing 中的 Action。
   • 解释器模式（Interpreter）：Java 中的 Pattern 和 Matcher 类。
   • 迭代器模式（Iterator）：Java 的 Iterator 接口和实现类。
   • 中介者模式（Mediator）：Java 的 Timer 类，聊天室。
   • 备忘录模式（Memento）：Java 中的 java.io.Serializable 接口。
   • 观察者模式（Observer）：Java 的 Event listener。
   • 状态模式（State）：JSF (Java Server Faces) 中的生命周期，或者电商网站的订单状态。
   • 策略模式（Strategy）：Java 的 Comparator 接口，Spring Security 中的认证策略。
   • 模板方法模式（Template Method）：Spring 中的 JdbcTemplate, HibernateTemplate 等。
   • 访问者模式（Visitor）：Java 的 Visitor 接口。

这只是个例子列表，并不能覆盖所有情况。设计模式在软件设计中被广泛使用，以提高代码的重用性、模块性和可维护性。