设计模式中的行为模式
行为型设计模式主要关注对象间的职责分配和算法抽象，以下是11种经典行为模式及其典型应用场景的详细解析：
1. 责任链模式（Chain of Responsibility）
核心思想：将请求沿处理链传递，直到有对象处理它
应用场景：
多级审批系统（如费用报销流程）
事件冒泡机制（浏览器DOM事件）
日志过滤器链（Log4j的Appender过滤）
典型案例：
public interface Handler {void setNext(Handler h);boolean handle(Request req);
}
// 构建链：spamHandler -> fanHandler -> complaintHandler2. 命令模式（Command）
核心思想：将请求封装为独立对象，支持撤销/重做
应用场景：
图形编辑器撤销栈（Photoshop历史记录）
智能家居遥控器（同一按钮绑定不同设备）
事务型系统（数据库回滚操作）
实现要点：
class Command:def execute(self): passdef undo(self): passclass LightOnCommand(Command):def __init__(self, light):self._light = lightdef execute(self):self._light.turn_on()3. 解释器模式（Interpreter）
核心思想：定义语言的文法表示，并解释执行
应用场景：
正则表达式引擎
SQL语法解析（MySQL的WHERE子句处理）
金融规则引
4. 迭代器模式（Iterator）
核心思想：提供统一的集合遍历接口
应用场景：
数据库查询结果集遍历（JDBC ResultSet）
树形结构遍历（文件系统目录导航）
自定义集合类（C++ STL迭代器实现）
现代演进：
// ES6迭代器协议
const myIterable = {[Symbol.iterator]() {let step = 0;return {next() {return step <= 3 ? {value: step++, done: false} : {done: true};}};}
};5. 中介者模式（Mediator）
核心思想：通过中介对象集中管理对象间交互
应用场景：
航空管制系统（协调多架飞机起降）
GUI组件通信（Qt的信号槽机制）
微服务编排（Kubernetes Pod调度）
优势对比：
直接通信 中介者模式
N*(N-1)连接复杂度 线性复杂度
对象强耦合 对象仅依赖中介
6. 备忘录模式（Memento）
核心思想：捕获对象内部状态并在需要时恢复
应用场景：
游戏存档系统（保存角色状态）
文本编辑器撤销操作（VSCode的CTRL+Z）
虚拟机快照（VMware snapshot）
实现注意：
// 严格封装备忘录
class Originator {private string _state;public Memento Save() => new Memento(_state);internal void Restore(Memento m) => _state = m.GetState();
}// 备忘录类不公开构造函数
public sealed class Memento {private readonly string _state;internal Memento(string s) => _state = s;internal string GetState() => _state;
}7. 观察者模式（Observer）
核心思想：定义对象间的一对多依赖关系
应用场景：
股票价格变动通知（Bloomberg终端）
React/Vue响应式数据绑定
传感器数据监控（IoT设备群）
现代实现：
// RxJS观察者模式变体
const stockTicker$ = new Subject<number>();
stockTicker$.subscribe(price => {console.log(`当前股价: ${price}`);
});
stockTicker$.next(156.78);8. 状态模式（State）
核心思想：将对象行为委托给状态对象
应用场景：
电梯控制系统（运行/停止/维护状态）
TCP连接状态机（SYN_SENT/ESTABLISHED）
游戏AI角色行为（巡逻/追击/逃跑）
模式优化：
// 使用状态机生成器避免条件分支
type State interface {Handle(ctx *Context)
}type Context struct {state State
}
func (c *Context) Request() {c.state.Handle(c)
}9. 策略模式（Strategy）
核心思想：定义算法族并使其可互换
应用场景：
支付方式选择（支付宝/微信/信用卡）
导航路径计算（最短路径/最少收费）
数据压缩算法（ZIP/LZ77/Snappy）
Lambda演进：
// 传统实现
interface SortStrategy {void sort(List<?> items);
}// Java8+函数式表达
Collections.sort(list, (a,b) -> b.compareTo(a));10. 模板方法模式（Template Method）
核心思想：定义算法骨架，允许子步骤重写
应用场景：
自动化测试框架（setUp/test/tearDown）
银行交易流程（验证/执行/记录）
编译器设计（词法分析→语法分析→代码生成）
钩子方法：
class DatabaseTemplate:def connect(self): raise NotImplementedErrordef query(self): pass # 默认实现def close(self): print("Default close")def execute(self): # 模板方法self.connect()self.query()self.close()11. 访问者模式（Visitor）
核心思想：将操作与对象结构分离
应用场景：
编译器AST遍历（类型检查/代码优化）
文档格式转换（Markdown→HTML/PDF）
医疗影像处理（CT/MRI不同分析算法）
双重分发：
class Element {
public:virtual void accept(Visitor& v) = 0;
};class Visitor {
public:void visit(ElementA& e);void visit(ElementB& e);
};行为模式选择矩阵
问题特征 推荐模式
需要撤销/重做操作 命令模式
对象状态决定行为 状态模式
跨组件通信复杂 中介者模式
多种算法灵活切换 策略模式
遍历异构集合 迭代器模式
解耦事件发布订阅 观察者模式
行为模式通过将行为抽象化和通信规范化，有效解决了面向对象设计中高频出现的职责分配问题。现代框架如Spring、React等大量融合这些模式思想，理解其本质比记忆实现更重要。