精简版《设计模式》UML类图精粹分享

### 知识点一：设计模式的概述 设计模式是软件工程中对软件设计中反复出现的问题的典型解决方案。它们是被经验丰富的开发者所公认的最佳实践，能够帮助设计更加灵活、可维护和可重用的软件。设计模式不是直接的代码实现，而是一种设计经验的抽象表达。 ### 知识点二：UML类图的简介 UML（统一建模语言）是一种标准的方式，用来可视化软件系统的设计。UML类图是UML中的静态结构图，它展现了系统中类的属性、方法以及不同类之间的关系，如继承、关联、依赖和聚合等。通过UML类图，开发者可以更清晰地理解系统的结构，并在设计阶段沟通设计思想。 ### 知识点三：23种经典设计模式概述 23种经典设计模式通常被分为三大类：创建型模式、结构型模式和行为型模式。下面将对这三类进行简要介绍，并对每种模式进行概述。 #### 创建型模式 创建型模式涉及对象实例化的过程，它们提供了一种在不直接指定具体类的情况下创建对象的方法。 1. 单例模式（Singleton） - 目标：确保一个类只有一个实例，并提供全局访问点。 - 应用场景：配置文件的管理、数据库连接池等。 2. 工厂方法模式（Factory Method） - 目标：定义一个用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类。 - 应用场景：框架设计、抽象工厂实现等。 3. 抽象工厂模式（Abstract Factory） - 目标：提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口，无需指定它们具体的类。 - 应用场景：跨平台GUI、数据库访问等。 4. 建造者模式（Builder） - 目标：将一个复杂对象的构建与它的表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。 - 应用场景：复杂对象的构建、分步骤创建对象等。 5. 原型模式（Prototype） - 目标：用原型实例指定创建对象的种类，并且通过复制这些原型创建新的对象。 - 应用场景：对象的复制、避免重复的初始化操作等。 #### 结构型模式 结构型模式涉及如何组合类和对象以获得更大的结构。 1. 适配器模式（Adapter） - 目标：将一个类的接口转换成客户期望的另一个接口，使得原本接口不兼容的类可以一起工作。 - 应用场景：不同接口的服务整合、系统升级时的兼容处理等。 2. 桥接模式（Bridge） - 目标：将抽象部分与它的实现部分分离，使它们都可以独立地变化。 - 应用场景：多个维度上的功能扩展、避免继承层次的过度膨胀等。 3. 组合模式（Composite） - 目标：将对象组合成树形结构以表示“部分-整体”的层次结构，使得客户端对单个对象和组合对象的使用具有一致性。 - 应用场景：文件系统、图形用户界面组件等。 4. 装饰器模式（Decorator） - 目标：动态地给一个对象添加一些额外的职责，就增加功能来说，装饰器模式比生成子类更为灵活。 - 应用场景：图形用户界面组件的扩展、增加日志功能、事务处理等。 5. 外观模式（Facade） - 目标：为子系统中的一组接口提供一个一致的界面，外观定义了一个高层接口，让子系统更容易使用。 - 应用场景：复杂系统的简化、第三方库的封装等。 6. 享元模式（Flyweight） - 目标：运用共享技术来支持大量细粒度的对象，以减少创建的对象的数量。 - 应用场景：文本编辑器的字符处理、数据库连接池等。 7. 代理模式（Proxy） - 目标：为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。 - 应用场景：远程代理、虚拟代理、保护代理等。 #### 行为型模式 行为型模式涉及对象之间的职责分配，它们关注对象间的通信。 1. 责任链模式（Chain of Responsibility） - 目标：使多个对象都有机会处理请求，从而避免请求的发送者和接收者之间的耦合关系。 - 应用场景：事件处理、日志记录、工作流等。 2. 命令模式（Command） - 目标：将请求封装为一个对象，从而使你可用不同的请求对客户进行参数化；对请求排队或记录请求日志，以及支持可撤销的操作。 - 应用场景：GUI事件处理、操作撤销、宏命令等。 3. 解释器模式（Interpreter） - 目标：给定一个语言，定义它的文法的一种表示，并定义一个解释器，这个解释器使用该表示来解释语言中的句子。 - 应用场景：特定类型的问题解析、编程语言解释器等。 4. 迭代器模式（Iterator） - 目标：提供一种方法顺序访问一个聚合对象中的各个元素，而又不需要暴露该对象的内部表示。 - 应用场景：集合对象遍历、数据库查询结果遍历等。 5. 中介者模式（Mediator） - 目标：用一个中介对象来封装一系列的对象交互，中介者使各对象不需要显式地相互引用，从而使其耦合松散，而且可以独立地改变它们之间的交互。 - 应用场景：聊天室、中介服务等。 6. 备忘录模式（Memento） - 目标：在不破坏封装的前提下，捕获一个对象的内部状态，并在该对象之外保存这个状态，这样可以在以后将对象恢复到原先保存的状态。 - 应用场景：文本编辑器、游戏状态恢复等。 7. 观察者模式（Observer） - 目标：定义对象间的一种一对多的依赖关系，当一个对象的状态发生改变时，所有依赖于它的对象都得到通知并被自动更新。 - 应用场景：GUI事件通知、发布订阅系统、数据更新等。 8. 状态模式（State） - 目标：允许一个对象在其内部状态改变时改变它的行为，对象看起来似乎修改了它的类。 - 应用场景：有限状态机、工作流状态管理等。 9. 策略模式（Strategy） - 目标：定义一系列的算法，把它们一个个封装起来，并且使它们可相互替换。此模式使得算法可独立于使用它的客户而变化。 - 应用场景：排序算法的更换、支付方式选择等。 10. 模板方法模式（Template Method） - 目标：在一个方法中定义一个算法的骨架，而将一些步骤延迟到子类中，模板方法使得子类可以在不改变算法结构的情况下，重新定义算法中的某些特定步骤。 - 应用场景：框架设计、中间件设计等。 11. 访问者模式（Visitor） - 目标：表示一个作用于某对象结构中的各元素的操作，它使你可以在不改变各元素的类的前提下定义作用于这些元素的新操作。 - 应用场景：对象结构的遍历、数据的转换等。 以上是23种设计模式的简要概述，每种模式都旨在解决特定的设计问题，提高软件系统的灵活性、可维护性和可扩展性。通过阅读精简版的《设计模式》和参考UML类图，开发者可以更好地理解和应用这些模式，从而提升软件开发的效率和质量。