Design Pattern Summary

设计模式概览

1. Singleton（单例模式）

类别：创建型（Creational）
说明：确保一个类只有一个实例，并提供全局访问点。
使用场景：当需要确保只有一个实例时（例如，数据库连接、配置管理）。
独特性：限制实例化为单一对象。
常见用例：日志记录、线程池、缓存、配置设置。
UML图：

2. Factory Method（工厂方法模式）

类别：创建型
说明：提供一个接口用于创建对象，但让子类决定创建对象的具体类型。
使用场景：当对象创建逻辑需要集中管理且动态时。
独特性：将对象创建逻辑封装在一个方法中。
常见用例：框架、库、依赖注入。
UML图：

3. Abstract Factory（抽象工厂模式）

类别：创建型
说明：创建一组相关或依赖对象的接口，而无需指定具体类。
使用场景：当需要动态创建多个相关对象家族时。
独特性：封装多个工厂方法。
常见用例：跨平台UI工具包、插件架构、创建复杂对象（例如文档、UI组件、HTTP请求）。
UML图：

4. Builder（建造者模式）

类别：创建型
说明：将对象的构造过程与其表示分离，允许分步创建。
使用场景：当对象构造逻辑复杂时。
独特性：允许分步构建对象。
常见用例：游戏开发（例如克隆敌人）、对象池。
UML图：

5. Prototype（原型模式）

类别：创建型
说明：通过复制原型实例来创建对象。
使用场景：当对象创建成本高且克隆更高效时。
独特性：通过克隆现有对象创建。
常见用例：游戏开发（例如克隆敌人）、对象池。
UML图：

6. Adapter（适配器模式）

类别：结构型（Structural）
说明：允许不兼容的接口协同工作。
使用场景：当需要整合遗留代码或第三方API时。
独特性：作为不兼容接口之间的桥梁。
常见用例：连接遗留系统、API兼容性。
UML图：

7. Decorator（装饰者模式）

类别：结构型
说明：动态地为对象添加行为，而无需修改其类。
使用场景：当需要动态扩展功能时。
独特性：包装对象以添加行为。
常见用例：日志记录、缓存、权限、安全包装。
UML图：

8. Facade（外观模式）

类别：结构型
说明：为子系统中的一组接口提供统一的接口。
使用场景：当需要简化复杂子系统供客户端使用时。
独特性：隐藏复杂性，提供简单接口。
常见用例：API网关、复杂库、应用程序。
UML图：

9. Proxy（代理模式）

类别：结构型
说明：为另一个对象提供代理或占位符以控制访问。
使用场景：当需要控制对象访问时（例如，延迟初始化、安全、远程访问）。
独特性：作为受控访问的中间人。
常见用例：延迟加载、安全代理、远程代理。
UML图：

10. Bridge（桥接模式）

类别：结构型
说明：将抽象与实现解耦，使两者可以独立变化。
使用场景：当抽象和实现需要独立扩展时。
独特性：分离抽象与实现。
常见用例：跨平台GUI框架、设备驱动。
UML图：

11. Composite（组合模式）

类别：结构型
说明：允许以统一方式处理单个对象和对象组合。
使用场景：当处理树形结构时，组件和组合需要一致处理。
独特性：表示部分-整体层次。
常见用例：文件系统、UI元素。
UML图：

12. Observer（观察者模式）

类别：行为型（Behavioral）
说明：定义对象间一对多的依赖关系，当状态变化时通知所有依赖对象。
使用场景：当多个对象需要对状态变化做出反应时。
独特性：封装事件驱动通信。
常见用例：事件处理、UI框架、发布-订阅系统。
UML图：

13. Strategy（策略模式）

类别：行为型
说明：定义一组算法家族，使其可互换。
使用场景：当需要在运行时选择行为时。
独特性：封装可互换算法。
常见用例：排序算法、验证策略。
UML图：

14. Command（命令模式）

类别：行为型
说明：将请求封装为对象，允许参数化客户端。
使用场景：当需要撤销/重做功能或排队请求时。
独特性：将请求封装为对象。
常见用例：事务系统、撤销/重做、远程操作。
UML图：

15. State（状态模式）

类别：行为型
说明：允许对象在其内部状态改变时改变行为。
使用场景：当对象行为随状态变化时。
独特性：封装状态特定行为。
常见用例：状态机、工作流管理。
UML图：

16. Mediator（中介者模式）

类别：行为型
说明：定义一个对象，封装对象间的交互。
使用场景：当需要减少对象间的直接依赖时。
独特性：集中通信。
常见用例：聊天室、事件处理、消息系统。

17. Chain of Responsibility（责任链模式）

类别：行为型
说明：将请求沿处理者链传递，直到一个处理者处理它。
使用场景：当请求处理者需要动态处理时。
独特性：允许动态处理者委托。
常见用例：日志框架、事件传播。

18. Template Method（模板方法模式）

类别：行为型
说明：定义算法骨架，子类按步骤填充。
使用场景：当需要强制执行一系列步骤但允许灵活性时。
独特性：封装算法结构。
常见用例：框架、算法定制。
UML图：

工厂模式名称和别名的由来

1. 简单工厂（Simple Factory）
   名称由来：被称为“简单”是因为它是最基础的工厂模式，逻辑简单，集中在一个类中。
   别名：有时称为“静态工厂”（Static Factory），因为创建方法通常是静态的。
   原因：它不属于GoF的23种模式，但因其简单性和实用性被广泛使用。
2. 工厂方法（Factory Method）
   名称由来：强调“方法”这一核心概念，工厂方法模式通过定义一个方法（factoryMethod()）来创建对象，具体实现由子类决定。
   别名：有时称为“虚拟构造器”（Virtual Constructor），因为它通过多态性“构造”对象。
   原因：通过方法的多态性实现对象的创建，符合面向对象设计原则。
3. 抽象工厂（Abstract Factory）
   名称由来：被称为“抽象”是因为它定义了一个抽象接口（或抽象类）来创建一组对象，具体工厂实现由子类提供。
   别名：有时称为“工具包”（Kit），因为它提供了一套创建相关对象的工具。
   原因：它抽象了产品家族的创建，适合需要创建一组相关对象的场景。
   总结
   工厂模式对比：
   简单工厂：最简单，但扩展性差，适合小型系统。
   工厂方法：关注单一产品，扩展性好，符合开放-封闭原则。
   抽象工厂：处理产品家族，适合复杂对象创建场景。
   名称由来：工厂模式名称反映了其核心特点（简单性、方法、抽象性），别名则源于其功能或实现方式（如静态工厂、虚拟构造器、工具包）。
   UML图：通过类图展示了每种设计模式的结构和关系，帮助理解其实现方式和适用场景。

总结

创建型模式（Singleton, Factory Method, Abstract Factory, Builder, Prototype）：关注对象创建，解决实例化问题，适合需要动态或复杂对象创建的场景。
结构型模式（Adapter, Decorator, Facade, Proxy, Bridge, Composite）：关注对象和类的组织，简化结构或扩展功能，适合处理复杂系统或接口兼容性。
行为型模式（Observer, Strategy, Command, State, Mediator, Chain of Responsibility, Template Method）：关注对象间的交互和职责分配，适合动态行为或事件驱动系统。