设计模式是软件开发中常见问题的经典解决方案 。它们是经过验证的、可重用的设计经验 ，可以帮助程序员构建可维护、可扩展和可靠的对象导向软件。
设计模式通常分为三大类：创建型 、结构型 和行为型。以下是每种类型中一些常见的设计模式，以及它们的基本概念和用途。
创建型模式
创建型模式主要关注对象的创建过程，确保代码的灵活性和可重用性。
单例模式（Singleton）
目的：确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。
应用：数据库连接、线程池、配置对象。
工厂方法模式（Factory Method）
目的：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：日志记录器、数据库访问。
抽象工厂模式（Abstract Factory）
目的：提供一个接口，用于创建相关或依赖对象的家族，而不需要明确指定具体类。
应用：跨平台UI组件。
建造者模式（Builder）
目的：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：复杂对象的创建，如SQL查询语句。
原型模式（Prototype）
目的：用原型实例指定创建对象的种类，并且通过拷贝这些原型创建新的对象。
应用：对象的复制，如深拷贝。
结构型模式
结构型模式主要关注类和对象之间的组合，以形成更大的结构。
适配器模式（Adapter）
目的：将一个类的接口转换成客户期望的另一个接口。
应用：兼容不同接口的类。
装饰器模式（Decorator）
目的：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：扩展对象功能，如Java I/O流。
代理模式（Proxy）
目的：为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。
应用：远程代理、安全代理、虚拟代理。
外观模式（Facade）
目的：提供了一个统一的接口，用来访问子系统中的一群接口。
应用：简化复杂系统的接口。
桥接模式（Bridge）
目的：将抽象部分与实现部分分离，使它们都可以独立地变化。
应用：跨平台图形界面。
组合模式（Composite）
目的：将对象组合成树形结构以表示"部分-整体"的层次结构。
应用：树形菜单、文件系统。
享元模式（Flyweight）
目的：运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象。
应用：字符和字体显示。
行为型模式
行为型模式主要关注对象之间的通信，以及如何分配职责。
策略模式（Strategy）
目的：定义一系列的算法,把它们一个个封装起来,并且使它们可以相互替换。
应用：排序算法、支付方式。
模板方法模式（Template Method）
目的：定义一个操作中的算法的骨架，而将一些步骤延迟到子类中。
应用：算法框架。
观察者模式（Observer）
目的：当一个对象的状态发生改变时，自动通知所有依赖于它的对象。
应用：事件处理、模型-视图-控制器。
状态模式（State）
目的：允许一个对象在其内部状态改变时改变它的行为。
应用：状态机。
命令模式（Command）
目的：将一个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。
应用：请求队列、撤销操作。
责任链模式（Chain of Responsibility）
目的：使多个对象都有机会处理请求，从而避免了请求的发送者和接收者之间的耦合关系。
应用：异常处理、请求过滤。
中介者模式（Mediator）
目的：用一个中介对象来封装一系列的对象交互。
应用：聊天室、事件调度器。
迭代器模式（Iterator）
目的：提供一种方法顺序访问一个聚合对象中各个元素, 而又不暴露该对象的内部表示。
应用：遍历集合。
访问者模式（Visitor）
目的：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：对象结构的遍历，如解析XML文档。
备忘录模式（Memento）
目的：捕获一个对象的内部状态，并在该对象之外保存这个状态，以便稍后恢复它。
应用：撤销操作、保存和恢复对象状态。
设计模式的六大原则
在学习和应用设计模式时，以下六大原则是重要的指导方针：
开闭原则（Open/Closed Principle）
软件实体（类、模块、函数等）应该对扩展开放，对修改关闭。
里氏替换原则（Liskov Substitution Principle）
子类型必须能够替换它们的基类型。
依赖倒置原则（Dependency Inversion Principle）
高层模块不应该依赖低层模块，二者都应该依赖抽象。抽象不应该依赖细节，细节应该依赖抽象。
接口隔离原则（Interface Segregation Principle）
客户端不应该依赖它不需要的接口；一个类对另一个类的依赖应该建立在最小的接口上。
迪米特法则（Law of Demeter）
一个对象应该对其他对象有最少的了解。
合成复用原则（Composite Reuse Principle）
尽量使用对象组合，而不是继承来达到复用的目的。
如何学习设计模式
理解概念：首先，理解每种设计模式的基本概念和它们解决的问题。
识别场景：在实际编程中，尝试识别哪些场景可以使用设计模式来改进。
实践应用：通过编写代码来实践设计模式，加深理解。
阅读源码：阅读开源项目的源码，观察设计模式是如何在实际项目中应用的。
持续学习：设计模式不是一成不变的，随着技术的发展，新的模式可能出现，旧的模式可能被淘汰。
设计模式的局限性
虽然设计模式是强大的工具，但它们也有局限性：
过度设计：在不需要的情况下使用设计模式可能会导致代码复杂度增加。
学习成本：理解和应用设计模式需要时间和经验。
性能考虑：某些设计模式可能会引入额外的性能开销。
总之，设计模式是软件开发中非常有用的工具，但它们应该根据具体情况谨慎使用。理解设计模式背后的原则和意图，比简单地记忆模式的结构更为重要。