設計模式之路 | GoF 的 23 種設計模式的分類和功能

1. 根據目的來分

根據模式是用來完成什麼工作來劃分，這種方式可分為建立型模式、結構型模式和行為型模式 3 種。

1. 建立型模式：用于描述“怎樣建立對象”，它的主要特點是“将對象的建立與使用分離”。GoF 中提供了單例、原型、工廠方法、抽象工廠、建造者等 5 種建立型模式。
2. 結構型模式：用于描述如何将類或對象按某種布局組成更大的結構，GoF 中提供了代理、擴充卡、橋接、裝飾、外觀、享元、組合等 7 種結構型模式。
3. 行為型模式：用于描述類或對象之間怎樣互相協作共同完成單個對象都無法單獨完成的任務，以及怎樣配置設定職責。GoF 中提供了模闆方法、政策、指令、職責鍊、狀态、觀察者、中介者、疊代器、通路者、備忘錄、解釋器等 11 種行為型模式。

2. 根據作用範圍來分

根據模式是主要用于類上還是主要用于對象上來分，這種方式可分為類模式和對象模式兩種。

1. 類模式：用于處理類與子類之間的關系，這些關系通過繼承來建立，是靜态的，在編譯時刻便确定下來了。GoF中的工廠方法、（類）擴充卡、模闆方法、解釋器屬于該模式。
2. 對象模式：用于處理對象之間的關系，這些關系可以通過組合或聚合來實作，在運作時刻是可以變化的，更具動态性。GoF 中除了以上 4 種，其他的都是對象模式。

表 1 介紹了這 23 種設計模式的分類。

表1GoF 的 23 種設計模式的分類表

範圍\目的	建立型模式	結構型模式	行為型模式
類模式	工廠方法	(類）擴充卡	模闆方法、解釋器
對象模式	單例 原型 抽象工廠 建造者	代理 (對象）擴充卡 橋接 裝飾 外觀 享元 組合	政策 指令 職責鍊 狀态 觀察者 中介者 疊代器 通路者 備忘錄

3. GoF的23種設計模式的功能

前面說明了 GoF 的 23 種設計模式的分類，現在對各個模式的功能進行介紹。

1. 單例（Singleton）模式：某個類隻能生成一個執行個體，該類提供了一個全局通路點供外部擷取該執行個體，其拓展是有限多例模式。
2. 原型（Prototype）模式：将一個對象作為原型，通過對其進行複制而克隆出多個和原型類似的新執行個體。
3. 工廠方法（Factory Method）模式：定義一個用于建立産品的接口，由子類決定生産什麼産品。
4. 抽象工廠（AbstractFactory）模式：提供一個建立産品族的接口，其每個子類可以生産一系列相關的産品。
5. 建造者（Builder）模式：将一個複雜對象分解成多個相對簡單的部分，然後根據不同需要分别建立它們，最後建構成該複雜對象。
6. 代理（Proxy）模式：為某對象提供一種代理以控制對該對象的通路。即用戶端通過代理間接地通路該對象，進而限制、增強或修改該對象的一些特性。
7. 擴充卡（Adapter）模式：将一個類的接口轉換成客戶希望的另外一個接口，使得原本由于接口不相容而不能一起工作的那些類能一起工作。
8. 橋接（Bridge）模式：将抽象與實作分離，使它們可以獨立變化。它是用組合關系代替繼承關系來實作，進而降低了抽象和實作這兩個可變次元的耦合度。
9. 裝飾（Decorator）模式：動态的給對象增加一些職責，即增加其額外的功能。
10. 外觀（Facade）模式：為多個複雜的子系統提供一個一緻的接口，使這些子系統更加容易被通路。
11. 享元（Flyweight）模式：運用共享技術來有效地支援大量細粒度對象的複用。
12. 組合（Composite）模式：将對象組合成樹狀層次結構，使使用者對單個對象群組合對象具有一緻的通路性。
13. 模闆方法（TemplateMethod）模式：定義一個操作中的算法骨架，而将算法的一些步驟延遲到子類中，使得子類可以不改變該算法結構的情況下重定義該算法的某些特定步驟。
14. 政策（Strategy）模式：定義了一系列算法，并将每個算法封裝起來，使它們可以互相替換，且算法的改變不會影響使用算法的客戶。
15. 指令（Command）模式：将一個請求封裝為一個對象，使送出請求的責任和執行請求的責任分割開。
16. 職責鍊（Chain of Responsibility）模式：把請求從鍊中的一個對象傳到下一個對象，直到請求被響應為止。通過這種方式去除對象之間的耦合。
17. 狀态（State）模式：允許一個對象在其内部狀态發生改變時改變其行為能力。
18. 觀察者（Observer）模式：多個對象間存在一對多關系，當一個對象發生改變時，把這種改變通知給其他多個對象，進而影響其他對象的行為。
19. 中介者（Mediator）模式：定義一個中介對象來簡化原有對象之間的互動關系，降低系統中對象間的耦合度，使原有對象之間不必互相了解。
20. 疊代器（Iterator）模式：提供一種方法來順序通路聚合對象中的一系列資料，而不暴露聚合對象的内部表示。
21. 通路者（Visitor）模式：在不改變集合元素的前提下，為一個集合中的每個元素提供多種通路方式，即每個元素有多個通路者對象通路。
22. 備忘錄（Memento）模式：在不破壞封裝性的前提下，擷取并儲存一個對象的内部狀态，以便以後恢複它。
23. 解釋器（Interpreter）模式：提供如何定義語言的文法，以及對語言句子的解釋方法，即解釋器。

4. 設計模式目的

編寫軟體過程中，程式員面臨來自耦合性，内聚性以及可維護性，可擴充性，重用性，靈活性等多方面的挑戰，設計模式是為了讓程式具有：

1. 代碼重用性（相同功能的代碼，不用多次編寫）

2. 可讀性（變成規範，便于他人的閱讀和了解）

3. 可擴充性（當需要增加新的功能時，非常的友善）