第八章：设计模式

8.1 设计模式简介

什么是设计模式？

设计模式（Design Pattern）是软件开发人员在长期实践中总结出的、针对特定问题的通用解决方案。它们不是具体的代码实现，而是描述了一种可重用的设计思想，帮助开发者构建更灵活、可维护的软件系统。

设计模式的起源

设计模式的概念最早由建筑师克里斯托弗·亚历山大（Christopher Alexander）提出，后来被计算机科学家引入软件开发领域。1994年，Erich Gamma、Richard Helm、Ralph Johnson和John Vlissides（合称“四人帮”，GoF）在《设计模式：可复用面向对象软件的基础》一书中系统化地提出了23种经典设计模式。

设计模式的分类

根据目的和范围，设计模式通常分为以下三类：

1. 创建型模式（Creational Patterns）
   关注对象的创建机制，提供灵活的对象创建方式，降低系统耦合度。
   例如：单例模式、工厂模式、建造者模式等。

2. 结构型模式（Structural Patterns）
   关注类和对象的组合方式，形成更大的结构。
   例如：适配器模式、装饰器模式、代理模式等。

3. 行为型模式（Behavioral Patterns）
   关注对象之间的通信和职责分配。
   例如：观察者模式、策略模式、命令模式等。

为什么需要设计模式？

1. 提高代码复用性：避免重复解决相同问题。
2. 增强可维护性：代码结构清晰，易于理解和扩展。
3. 促进团队协作：提供通用的设计语言，减少沟通成本。
4. 优化系统架构：避免过度设计，平衡灵活性与复杂性。

设计模式的核心原则

1. 开闭原则（OCP）：对扩展开放，对修改关闭。
2. 单一职责原则（SRP）：一个类只负责一个功能。
3. 依赖倒置原则（DIP）：依赖抽象而非具体实现。
4. 里氏替换原则（LSP）：子类必须能替换父类。
5. 接口隔离原则（ISP）：客户端不应依赖不需要的接口。

学习设计模式的建议

• 从实际需求出发，避免生搬硬套。
• 结合具体编程语言特性（如Java的接口、继承等）理解模式实现。
• 通过重构现有代码逐步应用模式，而非过度设计。

名言：
“设计模式是针对特定上下文的特定问题的解决方案。” —— GoF《设计模式》

在接下来的章节中，我们将深入探讨常用设计模式的实现及其在Java中的应用场景。