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🚀前言

🔎1.设计模式概念

设计模式是在软件设计领域中，为解决常见问题而被反复使用、被广泛认可的一种设计思想。它是一种经过实践验证的，被认为是最佳解决方案的经验总结，可以帮助开发人员快速高效地解决软件设计中的一些固有问题。

每一个设计模式描述了一个在我们周围不断重复发生的问题，以及该问题的解决方案的核心。这样，你就能一次又一次地使用该方案而不必做重复劳动。设计模式的核心在于提供了相关问题的解决方案，使得人们可以更加简单方便的复用成功的设计和体系结构。

设计模式具有以下特点：

🔎2.设计模式分类

设计模式的四个基本要素：模式名称、问题(应该在何时使用模式)、解决方案(设计的内容)、效果(模式应用的效果)。

分为三类，创建型模式主要是处理创建对象，结构型模式主要是处理类和对象的组合，行为型模式主要是描述类或者对象的交互行为，具体如下(红色粗体记忆关键字表示常考必须记住的)：

🚀一、设计模式-行为型

行为型设计模式：关注对象之间的通信、职责分配和算法的交互方式。它们帮助我们更好地管理对象之间的关系，使系统更具灵活性和可维护性

🔎1.责任链模式（Chain of Responsibility Pattern）

责任链模式就如同传递请求一样，多个对象按顺序尝试处理请求，直到有一个对象能够处理为止。

生活中的例子：在一个公司中，员工请假申请可能需要经过多个级别的审批，例如部门主管、部门经理和总经理。每个级别的主管都有权决定是否批准员工的请假申请。当员工提交请假申请后，首先会由部门主管进行审批，如果部门主管批准了请假申请，那么流程结束；如果部门主管拒绝了请假申请，那么请假申请会被传递给部门经理进行审批，同样如果部门经理批准了请假申请，流程结束；如果部门经理也拒绝了请假申请，那么请假申请会被传递给总经理进行审批。总经理是最后一个级别的审批者，他的决定是最终决定。这个过程中，如果任何一个级别的主管批准了请假申请，那么就会结束审批流程，否则，请求会一直被传递下去，直到有一个对象能够处理请求为止。

🔎2.命令模式（Command Pattern）

命令模式就像使用遥控器来控制设备。你将命令封装在遥控器按钮中，然后可以随时执行命令。生活中的一个例子是电视遥控器。

通过电视遥控器，你可以执行各种命令，例如打开电视、切换频道或调整音量。当你按下遥控器上的按钮时，电视就会接收到对应的命令，并执行相应的操作。这样，你不需要亲自操作电视机上的按钮或控制面板，只需使用遥控器就可以方便地控制电视。

举个例子，当你想要打开电视时，你可以按下遥控器上的电源按钮。这个按钮上封装了“打开电视”的命令，当你按下按钮时，遥控器会发送这个命令给电视机，电视机就会打开。同样地，如果你想要切换频道，你可以按下对应的频道按钮，这个按钮上封装了相应的“切换频道”的命令，电视就会切换到你想要的频道。

通过命令模式，我们可以将具体的命令与执行命令的对象（比如电视）解耦合，从而实现更灵活的控制。我们可以将各种命令封装在遥控器的按钮中，并在需要时执行这些命令，而无需关心具体是如何执行的。

除了电视遥控器，命令模式还可以应用于其他场景，比如智能家居系统中的遥控器、电梯控制面板等。无论是哪种情况，命令模式都提供了一种方便的方式来控制设备，并将操作命令与具体操作解耦合，提高了系统的可扩展性和灵活性。

🔎3.解释器模式（Interpreter Pattern）

解释器模式用于处理语言解释和编译器等领域。它定义了一种语言的语法表示，并提供了解释器来解释这种语法。在编程中，正则表达式是解释器模式的一个实例，用于匹配和解释字符串模式。

举例来说，假设我们要编写一个程序来验证一个邮箱地址是否合法。我们可以使用正则表达式作为解释器来解释邮箱地址的语法规则。我们可以定义邮箱地址的语法规则，例如：一个合法的邮箱地址应该包含一个@符号和一个域名，而域名又由一个或多个单词组成，每个单词之间用点号(.)分隔。通过编写一个解释器来解释这个语法规则，我们可以对任意的邮箱地址进行验证，判断其是否合法。

例如，我们使用正则表达式解释器来解释邮箱地址的规则：

• 规则1：一个合法的邮箱地址应该包含一个@符号
• 规则2：@符号之前可以有一个或多个字符
• 规则3：@符号之后应该是一个或多个单词，每个单词之间用点号(.)分隔

通过使用解释器模式和正则表达式，我们可以创建一个邮箱地址验证器，输入一个邮箱地址，程序会根据定义的规则进行解释和验证，返回是否合法的结果。

🔎4.迭代器模式（Iterator Pattern）

迭代器模式是一种类似于遍历集合的设计模式。它提供了一种按顺序访问集合元素的方法，而无需直接暴露集合的内部结构。

举个生活中的例子来说明，假设你想要看电视节目表上的所有节目。你可以选择按照时间顺序一个一个地查看节目，这就是使用迭代器模式的一种示例。你无需知道节目表的内部结构，只需按照顺序逐一访问节目即可。

在编程中，迭代器模式同样适用。假设你有一个存储各种数据的集合，例如数组、列表或集合。使用迭代器模式，你可以通过创建一个迭代器对象来遍历集合中的元素，而无需了解底层数据结构。迭代器会按照一定的顺序返回集合中的每个元素，你可以根据需要对每个元素执行特定的操作。这样，你就可以方便地处理集合中的数据，而不用关心具体的数据结构。

🔎5.中介者模式（Mediator Pattern）

中介者模式就像是一个中间人，在多个对象之间协调交互。通过使用中介者模式，可以减少对象之间的直接通信，从而降低耦合度。

一个生活中的例子是在一个团队中，项目经理可以充当中介者的角色。项目经理负责协调团队成员之间的合作和沟通，以确保项目的顺利进行。项目经理作为中介者，可以处理团队成员之间的冲突和协调不同的需求和意见。通过项目经理的介入，团队成员可以专注于自己的任务，而不必直接与其他成员沟通和协调。这样，中介者模式帮助提高了团队的效率和协作能力。

🔎6.备忘录模式（Memento Pattern）

备忘录模式是一种保存和还原状态的设计模式。它允许你保存对象的状态，以便将来可以还原到先前的状态。

生活中的例子可以是在文本编辑器中使用撤销和重做功能。当我们在编辑文本时，可以通过撤销操作回到之前的状态，然后再次使用重做操作恢复到之前的修改。这就是备忘录模式的应用。

🔎7.观察者模式（Observer Pattern）

观察者模式类似于订阅通知。多个观察者（订阅者）订阅主题（发布者），当主题有新信息时，观察者会自动接收通知。

这种模式在生活中有许多例子，比如社交媒体平台。当你关注某个用户或主题时，系统会将他们的更新信息发送给你。举个例子，假设你在Twitter上关注了某个名人，每当这个名人发布新推文时，你会在你的主页上看到他的推文。在这里，你就是观察者，名人是主题，Twitter系统负责将新推文通知给你。

🔎8.状态模式（State Pattern）

状态模式类似于人的不同情绪状态。就像一个人可以处于高兴、生气或伤心等不同的状态一样，每种状态下的行为可能不同。

举个生活中的例子：在自动售货机中，售货机可能有不同的状态，如待机、售卖中、缺货等。每种状态下，售货机的行为都不同。例如，在待机状态下，售货机可能会显示一个欢迎界面，并等待用户选择商品；在售卖中状态下，售货机会接受用户的投币或刷卡，并出货商品；而在缺货状态下，售货机可能会显示一个提示信息，告诉用户该商品暂时缺货。

通过状态模式，售货机可以根据当前的状态灵活地执行不同的行为，使操作更加简便和智能。

🔎9.策略模式（Strategy Pattern）

策略模式类似于根据不同情况选择不同解决方案来解决同一个问题。通过选择不同的策略，我们可以实现相同的目标。

生活中的例子是在旅行规划中。在旅行规划中，我们希望到达一个目的地。然而，我们可以选择使用不同的交通工具作为我们的策略来达到目的地。例如，我们可以选择开车、乘坐火车或乘坐飞机。这些交通工具都是解决相同问题的不同策略。根据不同的情况，我们可以选择适合我们需要的策略来实现我们的目标。

举个例子，假设我们想去一个离我们家很远的城市旅行。如果我们有自己的汽车，那么我们可以选择开车去这个城市。这个策略可以使我们自由地掌控旅行的时间和路线。另一方面，如果我们没有汽车，但是有高速铁路可以直接到达目的地，那么我们可以选择乘坐火车作为我们的策略。如果我们非常着急，希望快速到达目的地，可能会选择乘坐飞机，这样可以更快地到达。无论我们选择哪种交通工具作为策略，我们的目标都是到达目的地，只是选择了不同的策略来实现相同的目标。

这个例子展示了策略模式的思想，通过选择不同的策略来解决相同的问题，我们可以根据不同的情况选择最适合的策略来实现我们的目标。

🔎10.模板方法模式（Template Method Pattern）

模板方法模式就像是定义了一个算法的框架，但允许子类实现其中的一些步骤。在生活中的例子中，烹饪可以是一个使用模板方法模式的场景。假设我们有一个烹饪系统，其中有一个抽象的Cook类，它定义了一个烹饪方法cooking()。这个烹饪方法包含了一些固定的步骤，如准备、烹饪和装盘。

具体的烹饪步骤和材料可能因每道菜而异。因此，我们可以创建具体的子类，如SteakCook和PastaCook，来实现这些具体的步骤。子类可以重写cooking()方法中的一些步骤，以符合它们具体的烹饪需求。

举个例子，假设我们有一个SteakCook子类。在它的cooking()方法中，它可以重写准备步骤，使用牛排所需的材料和方法。然后，它可以继续使用Cook类的烹饪和装盘步骤，因为这些步骤在制作任何菜肴时都是相同的。

另一方面，如果我们有一个PastaCook子类，它可以重写烹饪步骤，使用面条和调味料。然后，它可以继续使用Cook类的准备和装盘步骤。

通过使用模板方法模式，我们可以在一个抽象类中定义共享的算法框架，但允许子类根据自己的需要实现和定制其中的一些步骤。这样，我们可以避免重复的代码，并提供灵活性和可扩展性。

🔎11.访问者模式（Visitor Pattern）

访问者模式类似于访问不同类型的元素。你可以定义不同的访问者来执行不同类型元素的操作。

举一个生活中的例子来说明：在一个图书馆里，可能有各种不同类型的书籍，比如小说、科普书和艺术书。不同类型的书籍可能需要不同类型的读者来浏览和理解。

在这个例子中，访问者可以是不同类型的读者，例如一个文学爱好者可以是访问者，他对小说感兴趣并懂得如何欣赏文学作品。另外，一个科学爱好者也可以是访问者，他对科普书感兴趣并能够理解科学知识。还有一个艺术爱好者，他可以是访问者，他喜欢欣赏艺术书中的绘画和设计。

通过定义不同类型的访问者，我们可以针对不同类型的书籍执行不同的操作。比如，文学爱好者可以读取小说中的故事情节和对话，并欣赏其中的文学技巧。科学爱好者可以阅读科普书中的科学原理和实验，并从中获取科学知识。艺术爱好者可以欣赏艺术书中的绘画作品，并了解艺术家的创作思想和技巧。

通过访问者模式，我们可以让不同类型的访问者来访问不同类型的书籍，从而实现对元素的不同操作。这样，每个访问者可以专注于自己擅长的领域，并且可以灵活地添加新的访问者和元素，以适应不断变化的需求。

🚀二、二十三种设计模式习题集

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