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通俗版23种设计模式解析

news 2025/8/6 10:49:28

通俗版23种设计模式解析

一、创建型模式（造物主的智慧）

单例模式

核心：全局唯一实例（像公司CEO）
场景：配置管理器、数据库连接池

// C# 实现
public class ConfigManager {private static ConfigManager _instance = new ConfigManager();public static ConfigManager Instance => _instance;private ConfigManager() { } // 封锁new操作
}

工厂方法

核心：子类决定创建哪种对象（像汽车4S店）
场景：支付方式选择（支付宝/微信）

// Java 实现
interface Payment { void pay(); }
class Alipay implements Payment { /*...*/ }
class PaymentFactory {public Payment createPayment(String type) {if("alipay".equals(type)) return new Alipay();else throw new IllegalArgumentException();}
}

抽象工厂

核心：创建产品家族（像宜家成套家具）
场景：跨平台UI组件库

// C# 实现
interface IButton { void Render(); }
class WinButton : IButton { public void Render() => Console.WriteLine("Windows按钮"); }
interface IUIFactory { IButton CreateButton(); }
class WinFactory : IUIFactory { public IButton CreateButton() => new WinButton(); }

建造者

核心：分步组装复杂对象（像乐高拼装）
场景：构造HTTP请求

// Java 实现
class HttpRequest {private String method;public static class Builder {private HttpRequest request = new HttpRequest();public Builder setMethod(String m) { request.method = m; return this; }public HttpRequest build() { return request; }}
}
// 使用：new HttpRequest.Builder().setMethod("GET").build();

原型模式

核心：克隆现有对象（像复印机）
场景：游戏敌人复制

// C# 实现
class Enemy : ICloneable {public string Type { get; set; }public object Clone() => this.MemberwiseClone(); // 浅拷贝
}

二、结构型模式（组装的奥秘）

适配器

核心：接口转换器（像电源转接头）
场景：旧日志系统兼容

// Java 实现
interface NewLogger { void log(String msg); }
class LegacyLogger { void writeLog(String s) { /*...*/ } }
class LoggerAdapter implements NewLogger {private LegacyLogger adaptee = new LegacyLogger();public void log(String msg) { adaptee.writeLog(msg); }
}

桥接模式

核心：抽象与实现解耦（像遥控器控制电视）
场景：跨平台图形渲染

// C# 实现
interface IRenderer { void DrawCircle(); }
class VectorRenderer : IRenderer { /*...*/ }
abstract class Shape {protected IRenderer renderer;protected Shape(IRenderer r) => renderer = r;public abstract void Draw();
}
class Circle : Shape {public Circle(IRenderer r) : base(r) { }public override void Draw() => renderer.DrawCircle();
}

组合模式

核心：树形结构处理（像文件系统）
场景：组织架构管理

// Java 实现
interface Component { void display(); }
class Employee implements Component { public void display() { /*...*/ } }
class Department implements Component {private List<Component> children = new ArrayList<>();public void add(Component c) { children.add(c); }public void display() { children.forEach(Component::display); }
}

装饰器

核心：动态添加功能（像给手机贴膜）
场景：数据流加密压缩

// C# 实现
interface IStream { void Write(string data); }
class FileStream : IStream { /*...*/ }
class CryptoStream : IStream {private IStream _inner;public CryptoStream(IStream inner) => _inner = inner;public void Write(string data) {string encrypted = Encrypt(data);_inner.Write(encrypted);}
}

外观模式

核心：复杂系统统一入口（像酒店前台）
场景：一键启动计算机

// Java 实现
class CPU { void start() { /*...*/ } }
class Memory { void load() { /*...*/ } }
class ComputerFacade {private CPU cpu = new CPU();private Memory memory = new Memory();public void boot() { cpu.start(); memory.load(); }
}

三、行为型模式（协作的艺术）

观察者模式

核心：状态变化通知（像微信公众号）
场景：股票价格提醒

// C# 实现
class Stock {private List<IObserver> _observers = new List<IObserver>();public void AddObserver(IObserver o) => _observers.Add(o);public void PriceChanged() {foreach(var o in _observers) o.Update();}
}

策略模式

核心：算法自由切换（像出行导航策略）
场景：排序算法选择

// Java 实现
interface SortStrategy { void sort(int[] arr); }
class QuickSort implements SortStrategy { /*...*/ }
class Context {private SortStrategy strategy;public void setStrategy(SortStrategy s) { strategy = s; }public void executeSort(int[] arr) { strategy.sort(arr); }
}

命令模式

核心：封装操作为对象（像餐厅点菜单）
场景：撤销/重做功能

// C# 实现
interface ICommand { void Execute(); void Undo(); }
class AddTextCommand : ICommand {private Document _doc;private string _text;public void Execute() => _doc.AddText(_text);public void Undo() => _doc.RemoveText(_text.Length);
}

状态模式

核心：行为随状态改变（像红绿灯）
场景：订单状态流转

// Java 实现
interface OrderState { void cancel(); }
class ShippedState implements OrderState {public void cancel() { System.out.println("已发货订单无法取消"); }
}
class Order {private OrderState state;public void setState(OrderState s) { state = s; }public void cancel() { state.cancel(); }
}

四、其他关键模式

责任链：请求传递链（像审批流程）
迭代器：统一遍历方式（像遥控器换台）
中介者：集中调度（像机场控制塔）
备忘录：状态快照（像游戏存档）
访问者：动态添加操作（像税务稽查员）
模板方法：算法骨架（像咖啡制作流程）
解释器：语法解析（像SQL解析器）
享元：对象复用（像字符共享池）
代理：控制访问（像房产中介）

模式选择速查表

问题类型	推荐模式
全局访问点	单例模式
灵活创建对象	工厂方法/抽象工厂
分步构建复杂对象	建造者模式
接口不兼容	适配器模式
多维度扩展	桥接模式
树形结构处理	组合模式
动态添加功能	装饰器模式
简化复杂系统	外观模式
状态驱动行为	状态模式
算法自由切换	策略模式
事件通知机制	观察者模式
操作封装	命令模式