推荐一个学习设计模式的网站：https://refactoring.guru/design-patterns

参考视频：https://www.bilibili.com/video/BV1Np4y1z7BU

设计模式概述

1、设计模式的产生背景

”设计模式“是谁发明的？

设计模式的概念最早由 克里斯托弗·亚历山大（Christopher Alexander） 在 《建筑模式语言：城镇、建筑、构造》描述。这本书描述了一种设计城市环境的“语言”。这种语言的单位是模式。他们可能会描述窗户应该有多高、建筑物应该有多少层、社区应该有多大的绿地等等。

这个想法被四位作者采纳：Erich Gamma、John Vlissides、Ralph Johnson 和 Richard Helm （Gang of Four，四人帮）。1994 年，他们出版了《设计模式：可服用面向对象软件的基础》，此书收录了23种设计模式。这是设计模式领域里程碑的事件，导致了软件设计模式的突破，人人称[GoF设计模式]

2、什么是设计模式？

**设计模式（Design Pattern）**是软件设计中常见问题的典型解决方案。它们就像预制的蓝图，您可以对其进行自定义以解决代码中反复出现的设计问题。（设计模式是前辈们对代码开发经验的总结，是解决特定问题的一系列套路。它不是语法规定，而是一套用来提高代码可复用性、可维护性、可读行、稳健性以及安全性的解决方案。）

您不能像使用现成的函数或库那样，仅仅找到一个模式并将其复制到您的程序中。模式不是一段特定的代码，而是用于解决特定问题的一般概念。您可以遵循模式细节并实施适合您自己程序实际情况的解决方案。

模式经常与算法混淆，因为这两个概念都描述了一些已知问题的典型解决方案。虽然算法总是定义一组可以实现某个目标的明确动作，但模式是对解决方案的更高级的描述。相同模式应用于两个不同程序的代码可能不同。

算法的类比是烹饪食谱：两者都有实现目标的明确步骤。另一方面，模式更像是一个蓝图：您可以看到结果及其特征，但具体的实现顺序取决于您。

3、学习设计模式的意义

我为什么要学习模式？

事实是，您可能会在不了解单一模式的情况下从事多年的程序员工作。很多人就是这样做的。但是，即使在这种情况下，您也可能在不知情的情况下实现了一些模式。那么你为什么要花时间学习它们呢？

设计模式的本质是面向对象设计原则的实际运用，是对类的封装性、继承性和多态性以及类的关联关系和组合关系的充分理解。

正确使用设计模式具有以下优点:

• 可以提高程序员的思维能力、编程能力和设计能力。
• 使程序设计更加标准化、代码编制更加工程化，使软件开发效率大大提高，从而缩短软件的开发周期。
• 使设计的代码可重用性高、可读性强、可靠性高、灵活性好、可维护性强。

4、设计模式的分类

创建型模式：

这些设计模式提供了一种在创建对象的同时隐藏创建逻辑的方式，而不是使用 new 运算符直接实例化对象。这使得程序在判断针对某个给定实例需要创建哪些对象时更加灵活。

• 单例模式（Singleton Pattern）
• 工厂模式（Factory Pattern）
• 抽象工厂模式（Abstract Factory Pattern）
• 建造者模式（Builder Pattern）
• 原型模式（Prototype Pattern）

结构型模式：

这些模式解释了如何将对象和类组装成更大的结构，同时保持这些结构的灵活性和效率。

• 适配器模式（Adapter Pattern）
• 桥接模式（Bridge Pattern）
• 组合模式（Composite Pattern）
• 装饰器模式（Decorator Pattern）
• 外观模式（Facade Pattern）
• 享元模式（Flyweight Pattern）
• 代理模式（Proxy Pattern）

行为型模式：

这些设计模式特别关注对象之间的通信。

• 责任链模式（Chain of Responsibility Pattern）
• 命令模式（Command Pattern）
• 解释器模式（Interpreter Pattern）
• 迭代器模式（Iterator Pattern）
• 中介者模式（Mediator Pattern）
• 备忘录模式（Memento Pattern）
• 观察者模式（Observer Pattern）
• 状态模式（State Pattern）
• 策略模式（Strategy Pattern）
• 模板模式（Template Pattern）
• 访问者模式（Visitor Pattern）

下面用一个图片来整体描述一下设计模式之间的关系：

5、设计模式的七大原则

1、开闭原则（Open Close Principle）

开闭原则的意思是：对扩展开放，对修改关闭。在程序需要进行拓展的时候，不能去修改原有的代码，实现一个热插拔的效果。简言之，是为了使程序的扩展性好，易于维护和升级。想要达到这样的效果，我们需要使用接口和抽象类，后面的具体设计中我们会提到这点。

2、单一职责原则（Single Responsibility Principle）

一个类只负责一个功能领域中的相应职责，或者可以定义为：就一个类而言，应该只有一个引起它变化的原因。

控制类的粒度大小、将对象解耦、提高其内聚性。

3、里氏代换原则（Liskov Substitution Principle）

里氏代换原则是面向对象设计的基本原则之一。 里氏代换原则中说，任何基类可以出现的地方，子类一定可以出现。LSP 是继承复用的基石，只有当派生类可以替换掉基类，且软件单位的功能不受到影响时，基类才能真正被复用，而派生类也能够在基类的基础上增加新的行为。里氏代换原则是对开闭原则的补充。实现开闭原则的关键步骤就是抽象化，而基类与子类的继承关系就是抽象化的具体实现，所以里氏代换原则是对实现抽象化的具体步骤的规范。（继承必须确保超类所拥有的性质在子类中仍然成立）

4、依赖倒转原则（Dependence Inversion Principle）

这个原则是开闭原则的基础，具体内容：面向接口编程，依赖于抽象而不依赖于具体（不要面向实现编程）。

5、接口隔离原则（Interface Segregation Principle）

这个原则的意思是：使用多个隔离的接口，比使用单个接口要好。（要为各个类建立他们需要的专用接口）它还有另外一个意思是：降低类之间的耦合度。由此可见，其实设计模式就是从大型软件架构出发、便于升级和维护的软件设计思想，它强调降低依赖，降低耦合。

6、迪米特法则，又称最少知道原则（Demeter Principle）

最少知道原则是指：一个实体应当尽量少地与其他实体之间发生相互作用，使得系统功能模块相对独立。

7、合成复用原则（Composite Reuse Principle）

合成复用原则是指：尽量先使用合成/聚合的方式，其次才考虑使用继承。