《软件设计师》复习笔记（14.3）——设计模式
目录
一、设计模式分类
1. 创建型模式（Creational Patterns）
2. 结构型模式（Structural Patterns）
3. 行为型模式（Behavioral Patterns）
真题示例：
一、设计模式分类
- 架构模式
- 高层设计决策（如C/S结构）。
- 设计模式
- 解决重复发生的问题，提供可复用的解决方案。
- 四要素：模式名称、问题、解决方案、效果。
- 惯用法
- 与编程语言相关的底层模式（如C++的引用计数）。
1. 创建型模式（Creational Patterns）
| 模式名称（中文） | 模式名称（英文） | 定义 | 记忆关键字 |
|---|---|---|---|
| 抽象工厂模式 | Abstract Factory | 提供一个接口，创建一系列相关或相互依赖的对象，无需指定具体类 | 抽象接口 |
| 建造者模式 | Builder | 将复杂类的表示与构造分离，使相同构建过程能得出不同表示 | 类和构造分离 |
| 工厂方法模式 | Factory Method | 定义创建对象的接口，由子类决定实例化哪个类（延迟子类实例化） | 子类决定实例化 |
| 原型模式 | Prototype | 用原型实例指定创建对象的类型，并通过拷贝创建新对象 | 原型实例，拷贝 |
| 单例模式 | Singleton | 保证一个类仅有一个实例，并提供全局访问点 | 唯一实例 |
2. 结构型模式（Structural Patterns）
| 模式名称（中文） | 模式名称（英文） | 定义 | 记忆关键字 |
|---|---|---|---|
| 适配器模式 | Adapter | 将一个类的接口转换成用户希望的另一种接口，使不兼容的接口协同工作 | 转换，兼容接口 |
| 桥接模式 | Bridge | 将抽象部分与实现部分分离，使它们能独立变化 | 抽象和实现分离 |
| 组合模式 | Composite | 将对象组合成树形结构表示“整体-部分”层次，用户可一致使用单个/组合对象 | 整体-部分，树形结构 |
| 装饰模式 | Decorator | 动态地给对象添加额外职责，比继承更灵活 | 附加职责 |
| 外观模式 | Facade | 为子系统提供统一的高层接口，简化使用 | 对外统一接口 |
| 享元模式 | Flyweight | 支持大量细粒度对象的共享 | 细粒度，共享 |
| 代理模式 | Proxy | 为其他对象提供代理以控制访问 | 代理控制 |
3. 行为型模式（Behavioral Patterns）
| 模式名称（中文） | 模式名称（英文） | 定义 | 记忆关键字 |
|---|---|---|---|
| 职责链模式 | Chain of Responsibility | 通过链式传递请求，减少发送者与接收者耦合，直到有对象处理请求 | 职责链，传递请求 |
| 命令模式 | Command | 将请求封装为对象，支持参数化、队列、日志和撤销操作 | 日志记录，可撤销 |
| 解释器模式 | Interpreter | 定义语言的文法表示，并创建解释器来解释句子 | 解释器，虚拟机 |
| 迭代器模式 | Iterator | 提供顺序访问聚合对象元素的方法，无需暴露内部结构 | 顺序访问，不暴露内部 |
| 中介者模式 | Mediator | 封装对象间交互，降低耦合，使交互可独立变化 | 不直接引用 |
| 备忘录模式 | Memento | 在不破坏封装的前提下保存对象状态，后续可恢复 | 保存，恢复 |
| 观察者模式 | Observer | 定义一对多依赖关系，当对象状态变化时自动通知所有依赖对象 | 通知，自动更新 |
| 状态模式 | State | 允许对象在内部状态改变时改变行为 | 状态变成类 |
| 策略模式 | Strategy | 封装一系列算法，使其可互相替换，独立于用户变化 | 算法替换 |
| 模板方法模式 | Template Method | 定义算法骨架，将某些步骤延迟到子类实现 | 子类重定义步骤 |
| 访问者模式 | Visitor | 在不改变元素类的前提下定义作用于元素的新操作 | 数据和操作分离 |
真题示例：
设计模式描述了一个出现在特定设计语境中的设计再现问题，并为它的解决方案提供了一个经过充分验证的通用方案，不同的设计模式关注解决不同的问题。例如，抽象工厂模式提供一个接口，可以创建一系列相关或相互依赖的对象，而无需指定它们具体的类，它是一种（54）模式；（55）模式将类的抽象部分和它的实现部分分离出来，使它们可以独立变化，它属于（56）模式；（57）模式将一个请求封装为一个对象，从而可用不同的请求对客户进行参数化，将请求排队或记录请求日志，支持可撤销的操作。
（54）A.组合型 B.结构型 C.行为型 D.创建型
（55）A.Bridge B.Proxy C.Prototype D.Adapter
（56）A.组合型 B.结构型 C.行为型 D.创建型
（57）A.Command B.Facade C.Memento D.Visitor
- 创建型模式主要用于创建对象，抽象工厂模式提供一个接口来创建一系列相关或相互依赖的对象，属于创建型模式。创建型模式关注点在于对象的创建过程和方式，比如单例模式保证一个类仅有一个实例等。
- Bridge（桥接）模式将类的抽象部分和它的实现部分分离，使它们可以独立变化 。例如在图形绘制系统中，抽象的图形（如圆形、矩形等）和具体的绘制实现（如基于不同绘图库的绘制）可以分别进行扩展和修改。
- 桥接模式属于结构型模式。结构型模式主要用于处理类或对象的组合，研究如何将类或者对象结合在一起形成更大的结构，比如代理模式、组合模式等也都是结构型模式。
- Command（命令）模式将一个请求封装为一个对象，这样可以用不同的请求对客户进行参数化，还能将请求排队或记录请求日志，支持可撤销的操作。比如在文本编辑器中，“撤销”操作就可以用命令模式实现，将每次的编辑操作封装成命令对象。
欲开发一个绘图软件，要求使用不同的绘图程序绘制不同的图形，该绘图软件的扩展性要求将不断扩充新的图形和新的绘图程序，以绘制直线和图形为例，得到如下图所示的类图，该设计采用（ ）模式将抽象部分与其实现部分分离，使它们都可以独立的变化。其中（ ）定义了实现类接口，该模式适用于（ ）的情况，该模式属于（ ）模式。
A、适配器（adapter） B、装饰（Decorator） C、桥接（Bridge） D、组合（composite）
A、Shape B、Circle和Rectangle C、V1Drawing和V2Drawing D、Drawing
A、不希望在抽象和它的实现部分之间有一个固定判定关系
B、想表示对象的部分 - 整体层次结构.
C、想使用一个已经存在的类，而它的接口不符合要求
D、在不影响其他对象的情况下，以动态透明的方式给单个对象添加职责
A、创建型对象 B、结构型对象 C、行为型对象 D、结构型类
- 从类图中可以看出，Shape类代表图形的抽象部分，Drawing类及其子类（V1Drawing、V2Drawing）代表绘制的实现部分，通过将两者分离，使得图形和绘制方式都可以独立变化，符合桥接模式的特点。
- Drawing类中定义了tdrawLine()和tdrawCircle()等方法，为具体的绘制实现类（V1Drawing、V2Drawing）提供了接口规范，这些具体类需要实现这些方法来完成实际的绘制操作。
- 桥接模式适用于抽象和实现可以独立发展变化的场景，绘图软件中图形种类和绘图程序都可能不断扩充，即不希望图形抽象和绘制实现之间有固定的绑定关系。
- 桥接模式是结构型模式，它主要处理对象之间的结构关系，属于结构型对象模式，通过将对象的抽象和实现分离来构建灵活的软件结构。