設計模式入門：23 種模式分類速查與核心場景
設計模式是軟件開發中經驗的結晶，GoF《設計模式》一書定義了 23 種經典模式，分為創建型、結構型、行為型三大類。本文提供清晰的分類表、核心意圖一句話摘要、典型應用場景，幫助快速建立全局認知框架。
一、創建型模式（5 種）— 封裝對象創建過程
| 模式 | 核心意圖 | 典型場景 |
|---|
| Singleton（單例） | 保證類只有一個實例，提供全局訪問點 | 配置管理器、連接池、日誌器 |
| Abstract Factory（抽象工廠） | 提供創建一系列相關/依賴對象的接口，無需指定具體類 | 跨平台 UI 庫、數據庫驅動適配 |
| Factory Method（工廠方法） | 定義創建對象接口，由子類決定實例化哪個類 | 文檔解析器、插件系統 |
| Builder（建造者） | 將複雜對象構建與表示分離，同一構建過程可創建不同表示 | HTTP 請求構建、複雜配置對象 |
| Prototype（原型） | 用原型實例指定創建對象種類，通過拷貝創建新對象 | 對象池、撤銷/重做、動態加載類 |
二、結構型模式（7 種）— 處理類/對象組合關係
| 模式 | 核心意圖 | 典型場景 |
|---|
| Adapter（適配器） | 將一個類接口轉換為客戶期望的另一接口 | 第三方庫適配、舊系統接口兼容 |
| Bridge（橋接） | 將抽象與實現解耦，使兩者可獨立變化 | 跨平台圖形繪製、驅動程序架構 |
| Composite（組合） | 將對象組合成樹形結構，統一單個/組合對象接口 | 文件系統、GUI 組件樹、菜單系統 |
| Decorator（裝飾器） | 動態給對象添加職責，比繼承更靈活 | IO 流包裝、日誌增強、權限檢查 |
| Facade（外觀） | 為子系統提供統一高層接口，降低耦合 | 編譯器子系統、服務層統一入口 |
| Flyweight（享元） | 共享細粒度對象，減少內存佔用 | 字符渲染、棋子、大量相似對象 |
| Proxy（代理） | 為其他對象提供代理以控制訪問 | 遠程代理、虛擬代理、保護代理、AOP |
三、行為型模式（11 種）— 關注對象間通信與職責分配
| 模式 | 核心意圖 | 典型場景 |
|---|
| Chain of Responsibility（職責鏈） | 多個對象有機會處理請求，避免發送者/接收者耦合 | Servlet Filter、異常處理鏈、審批流程 |
| Command（命令） | 將請求封裝為對象，支持參數化、排隊、日誌、撤銷 | GUI 按鈕、事務管理、宏錄製 |
| Interpreter（解釋器） | 定義語言文法表示及解釋器 | SQL 解析、正則引擎、腳本語言 |
| Iterator（迭代器） | 順序訪問聚合對象元素，不暴露內部結構 | STL 迭代器、集合遍歷 |
| Mediator（中介者） | 用中介對象封裝對象交互，降低耦合 | MVC 控制器、聊天室、航管系統 |
| Memento（備忘錄） | 捕獲對象內部狀態，外部化存儲以便恢復 | 編輯器撤銷、遊戲存檔、事務回滾 |
| Observer（觀察者） | 定義一對多依賴，狀態變更自動通知更新 | 事件總線、Model-View 綁定、消息推送 |
| State（狀態） | 對象內部狀態改變時改變行為，如換類 | 訂單狀態機、TCP 連接狀態、遊戲角色 |
| Strategy（策略） | 定義算法族，封裝並可互換，算法獨立於客戶 | 排序算法切換、支付方式、壓縮策略 |
| Template Method（模板方法） | 定義算法骨架，將步驟延遲到子類 | 數據導出流程、測試框架、解析器框架 |
| Visitor（訪問者） | 在不改變元素類前提下定義新操作 | 編譯器 AST 遍歷、報表生成、類型分發 |
四、高頻必會「核心五模式」
- Singleton：全局唯一實例，線程安全實現（雙重檢查鎖/靜態局部變量）。
- Factory Method / Abstract Factory：解耦創建邏輯，框架擴展點核心。
- Observer：事件驅動架構基石，MVC、消息隊列核心。
- Strategy：算法封裝替換，開閉原則典範。
- Decorator / Proxy：AOP、中間件、攔截器實現基礎。
五、學習建議
- 先理解意圖，再看結構：不要死記類圖，先搞清「解決什麼問題」。
- 結合框架源碼：Spring 用 Factory/Proxy/Template/Observer，Java IO 用 Decorator，Servlet 用 Chain of Responsibility。
- 重構中識別：在代碼異味（大量 if-else、重複代碼、強耦合）中嘗試引入模式。
- 避免過度設計：簡單場景用簡單代碼，模式是為了應對變化，不是炫技。
設計模式不是銀彈，但它是經驗的詞彙表。建立「模式詞彙」後，團隊溝通效率將質變：一句「這裡用 Strategy 替換硬編碼」勝過千言萬語。
