簡述23種軟件設計模式
一、設計模式分類
總體來說設計模式分為三大類：
五種創建型模式：工廠方法模式、抽象工廠模式、單例模式、建造者模式、原型模式。
七種結構型模式：適配器模式、裝飾器模式、代理模式、外觀模式、橋接模式、組合模式、享元模式。
十一種行為型模式：策略模式、模板方法模式、觀察者模式、迭代子模式、責任鏈模式、命令模式、備忘錄模式、狀態模式、訪問者模式、中介者模式、解釋器模式。
二、設計模式概述
創建型模式
1.工廠方法模式
工廠方法模式的創建是因為簡單工廠模式有一個問題，在簡單工廠模式中類的創建依賴工廠類，如果想要拓展程序，必須對工廠類進行修改，這違背了開閉原則，所以就出現了工廠方法模式，只需要創建一個工廠接口和多個工廠實現類，子類可以自己決定實例化哪一個工廠類，client類針對抽象接口進行編程，如果需要增加新的功能，繼承工廠接口，直接增加新的工廠類就可以了，創建過程延遲到子類中進行，不需要修改之前的代碼，滿足了開閉原則，達到靈活地生產多種對象。
2.抽象工廠模式
抽象工廠模式是提供一個創建一系列相關或相互依賴對象的接口，而無需指定它們具體的類。區別於工廠方法模式的地方，工廠方法模式是創建一個工廠，可以實現多種對象；而抽象工廠模式是提供一個抽象工廠接口，里面定義多種工廠，每個工廠可以生產多種對象。前者的重點在於"怎么生產"，后者的重點在於"生產哪些"；前者是一個抽象產品類，可以派生出多個具體產品類，后者是多個抽象產品類，每個抽象產品類可以派生出多個具體產品類；前者的每個具體工廠類只能創建一個具體產品類的實例，后者的每個具體工廠類可以創建多個具體產品類的實例。
3.單例模式
單例模式能保證一個類僅有一個實例，並提供一個訪問它的全局訪問點，同時在類內部創造單一對象，通過設置權限，使類外部無法再創造對象。單例對象能保證在一個JVM中，該對象只有一個實例存在，這樣做的好處就在於如果某些類創建比較頻繁，特別是對於一些大型的對象，這是一筆很大的系統開銷。在創建的時候，省去了new操作符，降低了系統內存的使用頻率，減輕了系統的壓力。同時單例模式保證在一個jvm中僅存在一個實例的好處就在於好比一個軍隊當中只會存在一個最高級別的軍官來指揮整個軍隊，這樣才能保證獨立控制整個過程，否則如果出現多個，肯定會雜亂無序。
4.建造者模式
建造者模式是將一個復雜的構建與其表示相分離，使得同樣的構建過程可以創建不同的表示，就好比是每個飯店或者每家都會做西紅柿炒雞蛋，最后雖然都是西紅柿炒雞蛋的外觀，但是由於當中的做飯過程存在差別，所以味道會不同。在程序當中就是將一些不會變的基本組件，通過builder來進行組合，構建復雜對象，實現分離。這樣做的好處就在於客戶端不必知道產品內部組成的細節；同時具體的建造者類之間是相互獨立的，對系統的擴展非常有利，滿足開閉原則；由於具體的建造者類是獨立的，因此可以對建造過程逐步細化，而不對其他的模塊產生任何影響。
5.原型模式
原型模式是用原型實例指定創建對象的種類，並且通過拷貝這些原型創建新的對象。其實就是將對象復制了一份並返還給調用者，對象需繼承Cloneable並重寫clone()方法。原型模式的思想就是將一個對象作為原型，對其進行復制、克隆，產生一個和原對象類似的新對象。分為淺復制和深復制，前者是將一個對象復制后，基本數據類型的變量都會重新創建，而引用類型，指向的還是原對象所指向的；后者是將一個對象復制后，不論是基本數據類型還有引用類型，都是重新創建的。
結構型模式
6.適配器模式
適配器模式是使得原本由於接口不兼容而不能一起工作的那些類可以一起工作，銜接兩個不兼容、獨立的接口的功能，使得它們能夠一起工作，適配器起到中介的作用。
7.裝飾模式
裝飾器模式是動態地給一個對象添加一些額外的職責，給一個對象增加一些新的功能，要求裝飾對象和被裝飾對象實現同一個接口，裝飾對象持有被裝飾對象的實例。除了動態的增加，也可以動態的撤銷，要做到動態的形式，不可以用繼承實現，因為繼承是靜態的。
8.代理模式
代理模式是為其他對象提供一種代理以控制對這個對象的訪問，也就是創建類的代理類，間接訪問被代理類的過程中，對其功能加以控制。它和裝飾器模式的區別在於，裝飾器模式為了增強功能，而代理模式是為了加以控制。代理模式就是多一個代理類出來，替原對象進行一些操作，例如買火車票不一定在火車站買，也可以去代售點。再比如打官司需要請律師，因為律師在法律方面有專長，可以替我們進行操作。
9.外觀模式
外觀模式是為子系統中的一組接口提供一個一致的界面，外觀模式定義了一個高層接口，這個接口使得這一子系統更加容易使用。在客戶端和復雜系統之間再加一層，提供一個容易使用的外觀層。外觀模式是為了解決類與類之家的依賴關系的，外觀模式就是將他們的關系放在一個Facade類中，降低了類類之間的耦合度，比如搜狐門戶網站，就利用了外觀模式。
10.橋接模式
橋接模式是將抽象部分與實現部分分離，使它們都可以獨立的變化。橋接模式就是把事物和其具體實現分開，使他們可以各自獨立的變化（突然聯想到了mvc模式）。將抽象化與實現化解耦，使得二者可以獨立變化，就好比現在常說的mvc模式，view和model之間通過control來控制，達到高內聚低耦合來解耦的目的。
11.組合模式
組合模式是將對象組合成樹形結構以表示"部分-整體"的層次結構，組合模式使得用戶對單個對象和組合對象的使用具有一致性。創建了一個包含自己對象組的類，並提供修改對象組的方法。在系統的文件和文件夾的問題上就使用了組合模式，文件下不可以有對象，而文件夾下可以有文件對象或者文件夾對象。
12.享元模式
享元模式是運用共享技術有效地支持大量細粒度的對象。享元模式的主要目的是實現對象的共享，即共享池，當系統中對象多的時候可以減少內存的開銷，重用現有的同類對象，若未找到匹配的對象，則創建新對象，這樣可以減少對象的創建，降低系統內存，提高效率。
行為型模式
13.策略模式
策略模式是定義一系列的算法,把它們一個個封裝起來, 並且使它們可相互替換，且算法的變化不會影響到使用算法的客戶。。是為了統一接口下的一系列算法類（也就是多種策略），用一個類將其封裝起來，使這些策略可動態切換。策略模式屬於行為型模式，是為了使這些策略可以相互切換，是為了選擇不同的行為。
14.模版方法模式
模板方法模式是定義一個操作中的算法的骨架，而將一些步驟延遲到子類中。該模式就是在一個抽象類中，有一個主方法，再定義1...n個方法，可以是抽象的，也可以是實際的方法，定義一個類，繼承該抽象類，重寫抽象方法，通過調用抽象類，實現對子類的調用。模板方法使得子類可以不改變一個算法的結構即可重定義該算法的某些特定步驟，將一些固定步驟、固定邏輯的方法封裝成模板方法。調用模板方法即可完成那些特定的步驟。
15.觀察者模式
觀察者模式是定義對象間的一種一對多的依賴關系，當一個對象的狀態發生改變時，所有依賴於它的對象都得到通知並被自動更新。也就是當被觀察者狀態變化時，通知所有觀察者，這種依賴方式具有雙向性，在QQ郵箱中的郵件訂閱和RSS訂閱，當我們瀏覽一些博客時，經常會看到RSS圖標，意思就是，當你訂閱了該文章，如果后續有更新，會及時通知你。這種現象即是典型的觀察者模式。
16.迭代器模式
迭代器模式是提供一種方法順序訪問一個聚合對象中各個元素, 而又無須暴露該對象的內部表示。在Java當中，將聚合類中遍歷各個元素的行為分離出來，封裝成迭代器，讓迭代器來處理遍歷的任務；使簡化聚合類，同時又不暴露聚合類的內部，在我們經常使用的JDK中各個類也都是這些基本的東西。
17.責任鏈模式
責任鏈模式是避免請求發送者與接收者耦合在一起，讓多個對象都有可能接收請求，將這些對象連接成一條鏈，並且沿着這條鏈傳遞請求，直到有對象處理它為止。有多個對象，每個對象持有對下一個對象的引用，這樣就會形成一條鏈，請求在這條鏈上傳遞，直到某一對象決定處理該請求。但是發出者並不清楚到底最終那個對象會處理該請求。在生活中學生進行請假的過程中，會涉及到，學生請假會一級一級往上批，最終處理，具體由誰批准可能不清楚。在程序當中，現在使用的struts攔截器即用到了責任鏈模式。
18.命令模式
命令模式是將一個請求封裝成一個對象，從而使發出者可以用不同的請求對客戶進行參數化。模式當中存在調用者、接收者、命令三個對象，實現請求和執行分開；調用者選擇命令發布，命令指定接收者。舉個例子，司令員下令讓士兵去干件事情，司令員的作用是發出口令，口令經過傳遞，傳到了士兵耳朵里，士兵去執行。司令士兵命令三者相互解耦，任何一方都不用去依賴其他人。其實struts框架也涉及到命令模式的思想。
19.備忘錄模式
備忘錄模式是在不破壞封裝性的前提下，捕獲一個對象的內部狀態，並在該對象之外保存這個狀態。創建一個備忘錄類，用來存儲原始類的信息；同時創建備忘錄倉庫類，用來存儲備忘錄類，主要目的是保存一個對象的某個狀態，以便在適當的時候恢復對象，也就是做個備份。在系統當中使用的撤銷操作，即是使用了備忘錄模式，系統可以保存有限次數的文件狀態，用戶可以進行上幾個狀態的恢復，也就是用到了備忘錄模式。
20.狀態模式
狀態模式是允許對象在內部狀態發生改變時改變它的行為。對象具有多種狀態，且每種狀態具有特定的行為。在網站的積分系統中，用戶具有不同的積分，也就對應了不同的狀態；還有QQ的用戶狀態有幾種狀態，在線、隱身、忙碌等，每個狀態對應不同的操作，而且你的好友也能看到你的狀態。
21.訪問者模式
訪問者模式主要是將數據結構與數據操作分離。在被訪問的類里面加一個對外提供接待訪問者的接口，訪問者封裝了對被訪問者結構的一些雜亂操作，解耦結構與算法，同時具有優秀的擴展性。通俗來講就是一種分離對象數據結構與行為的方法，通過這種分離，可達到為一個被訪問者動態添加新的操作而無需做其它的修改的效果。訪問者模式的優點是增加操作很容易，因為增加操作意味着增加新的訪問者。訪問者模式將有關行為集中到一個訪問者對象中，其改變不影響系統數據結構。
22.中介者模式
中介者模式是用一個中介對象來封裝一系列的對象交互，中介者使各對象不需要顯式地相互引用，從而使其耦合松散，而且可以獨立地改變它們之間的交互。例如，MVC模式中control就是model和view的中介者。與適配器區別在於，適配器是為了兼容不同的接口，而中介者是為了將顯示和操作分離。
23.解釋器模式
解釋器模式是給定一個語言，定義它的文法表示，並定義一個解釋器，這個解釋器使用該標識來解釋語言中的句子，基本也就用在這個范圍內，適用面較窄，例如：正則表達式的解釋等。