
设计模式
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23种设计模式详解、案例、练习、拓展学习
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【设计模式】(1)单例模式
通过以上内容,你可以全面掌握单例模式的核心思想、实现细节和实际应用场景。如果有具体问题或需要代码调试,欢迎随时提问!的详细教程,包含核心概念、应用场景、代码案例、常见问题和习题练习,帮助你全面掌握这一设计模式。为什么枚举实现的单例模式可以防止反射攻击?如何通过代码验证这一点?以下是单例模式的5种经典实现方式,按线程安全和效率排序。:控制实例化过程,避免重复创建对象,节省资源。用双重检查锁实现一个线程安全的缓存管理器。用饿汉式实现一个全局配置管理器。原创 2025-03-11 00:20:42 · 402 阅读 · 0 评论 -
【设计模式】(2)工厂方法模式
通过以上内容,你可以掌握工厂方法模式的核心设计思想,并灵活应用于实际开发中。的详细教程,包含核心概念、应用场景、代码案例、常见问题和习题练习,帮助你全面掌握这一设计模式。如果在现有支付网关工厂中新增一个“银联支付”,需要修改哪些代码?:日志系统、数据库连接池、UI控件库、支付网关适配器等。:将对象的创建和使用解耦,提高代码的灵活性和可扩展性。假设需要支持两种日志类型:文件日志和数据库日志。假设需要支持多种支付方式(支付宝、微信支付)。,但允许子类决定实例化哪一个类。实现一个“车辆工厂”,支持创建。原创 2025-03-11 00:20:59 · 730 阅读 · 0 评论 -
【设计模式】(3)抽象工厂模式
通过本教程,你可以掌握抽象工厂模式在复杂对象族创建中的核心优势和应用技巧。如果需要代码调试或进一步探讨,欢迎随时交流!的详细教程,涵盖核心概念、实际应用、代码案例、对比分析及习题练习,帮助你深入理解这一复杂但强大的设计模式。假设需要为Windows和macOS分别生成按钮(Button)和文本框(TextField)。:解决“产品族”的创建问题,保证同一族的对象协同工作。(滚动条)组件,抽象工厂模式是否仍然适用?如果需要在现有跨平台UI库中新增一个。的接口,而无需指定它们的具体类。抽象工厂模式提供一个。原创 2025-03-11 00:21:27 · 665 阅读 · 0 评论 -
【设计模式】(4)建造者模式
建造者,支持设置尺寸(size)、添加配料(toppings)和选择酱料(sauce),并确保尺寸是必填项。通过本教程,你可以掌握建造者模式在复杂对象构造中的灵活性和实用性。的详细教程,涵盖核心思想、实际应用、代码案例、常见问题及习题练习,帮助你掌握这一灵活的对象创建模式。:分步构造复杂对象,灵活控制构建过程,解决“构造函数参数过多”的问题。计算机包含CPU、内存、硬盘等可选组件,用户可灵活选择配置。建造者模式能否与工厂模式结合使用?举例说明其应用场景。,使得同样的构建过程可以创建不同的表示。原创 2025-03-11 00:21:49 · 559 阅读 · 0 评论 -
【设计模式】(5)原型模式
的详细教程,涵盖核心思想、应用场景、深浅克隆实现、代码案例及习题练习,帮助你高效管理对象创建过程。通过本教程,你可以掌握原型模式的核心原理及其实践技巧。类,包含书名(String)、作者(String)和出版年份(int),支持深克隆。类,表示树形结构(包含子节点列表),确保克隆后的树节点与原树完全独立。:降低对象创建成本(尤其是复杂对象),支持动态配置对象状态。假设需要快速生成相似简历,仅修改部分字段。统一管理常用原型,通过名称获取克隆对象。解决浅克隆的引用共享问题。设计一个支持深克隆的。原创 2025-03-11 00:22:06 · 741 阅读 · 0 评论 -
【设计模式】(6)适配器模式
通过本教程,你可以掌握适配器模式在接口兼容性设计中的核心技巧。,将一个类的接口转换成客户端期望的另一个接口,使得原本因接口不兼容而无法协同工作的类能够协同工作。如果一个适配器需要同时适配多个不兼容的接口,应如何设计?适配器,使其能够播放MP4格式文件(假设原播放器仅支持AVI格式)。,理解其如何适配不同类型的Controller。:解决接口不兼容问题,实现代码复用和系统扩展。将老式文件日志接口适配到新日志框架。设计一个支付网关适配器,将支付宝((依赖抽象接口而非具体实现)。,动态创建适配器对象。原创 2025-03-11 00:22:50 · 752 阅读 · 0 评论 -
【设计模式】(7)桥接模式
通过本教程,你可以深入理解桥接模式在多维度扩展中的优势,并掌握其在实际开发中的应用技巧。),实现层为不同操作系统(Windows、Linux)的具体实现,要求支持动态切换平台。假设需要绘制不同形状(圆形、方形)和颜色(红色、蓝色)的组合,避免为每种组合创建子类。,支持不同咖啡类型(美式、拿铁)和不同杯型(大杯、中杯),使用桥接模式避免类爆炸。:通过组合代替继承,解决多维度的类爆炸问题,提升系统的灵活性和可维护性。支付方式(微信、支付宝)和支付渠道(国内、国际)独立变化。分离,使它们可以独立变化。原创 2025-03-11 00:23:27 · 745 阅读 · 0 评论 -
【设计模式】(8)组合模式
通过本教程,你可以掌握组合模式在层次化数据管理中的核心思想与应用技巧。以表示“部分-整体”的层次结构,使得用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性。在组合模式中,如何实现“透明模式”和“安全模式”?:通过统一接口处理树形结构中的叶子节点和容器节点,简化客户端代码。实现文件和文件夹的树形结构,支持统一操作(如显示路径、计算大小)。,包含员工(叶子节点)和部门(容器节点),支持统计部门总人数。管理商品和商品类别的层次结构,支持统一价格计算。,支持组合模式表示表达式(如。),并实现表达式求值功能。原创 2025-03-11 00:24:37 · 616 阅读 · 0 评论 -
【设计模式】(9)装饰器模式
通过本教程,你可以掌握装饰器模式在动态功能扩展中的核心技巧,并灵活应用于实际开发场景。若有疑问或需要代码调试,欢迎随时交流!,支持基础文本输出,并通过装饰器动态添加“首字母大写”和“追加感叹号”功能。如果需要在装饰器中访问被装饰对象的私有方法,应如何实现?:避免通过继承导致子类膨胀,实现功能的组合扩展(即插即用)。支持为咖啡动态添加牛奶、糖等配料,并计算总价。的方式,在不修改原有代码的前提下,为对象。原创 2025-03-11 00:24:12 · 661 阅读 · 0 评论 -
【设计模式】(10)外观模式
通过本教程,你可以掌握外观模式在复杂系统封装中的核心价值,并能够灵活应用于实际项目。:降低系统耦合度,提升易用性,为复杂功能提供“一站式”调用入口。,封装以下流程:验证库存 → 创建订单 → 支付 → 发送通知。在微服务架构中,API网关是否可以视为外观模式的应用?,简化客户端与复杂子系统之间的交互,隐藏子系统的内部复杂性。,允许用户通过参数选择是否启用加密或压缩(如。用户通过一个统一接口控制灯光、空调和音响。封装文件压缩、加密和上传的复杂流程。设计一个支持可配置流程的。外观模式通过提供一个。原创 2025-03-11 00:24:56 · 694 阅读 · 0 评论 -
【设计模式】(11)享元模式
通过本教程,你可以掌握享元模式在资源优化中的核心技巧,并能够灵活应对高并发、高内存消耗场景。,棋子的颜色(黑/白)和纹理作为内部状态,位置作为外部状态。要求支持棋盘上最多361个棋子,但实际对象只有2个。,支持通过RGB值获取颜色对象,确保相同RGB值的颜色对象只创建一次。游戏中需要渲染大量子弹,子弹的纹理、颜色相同,但位置和方向不同。享元模式是否适用于需要频繁修改外部状态的场景?每个字符的字体和大小相同,但位置不同。的共同部分,减少内存占用和对象数量。,通过复用共享对象提升系统性能。原创 2025-03-11 00:25:34 · 429 阅读 · 0 评论 -
【设计模式】(12)代理模式
通过本教程,你可以掌握代理模式在访问控制和功能增强中的核心技巧,并能够灵活应用于实际开发场景。,控制对原始对象的访问,并在访问前后添加额外逻辑(如权限校验、延迟加载、日志记录)。在哪些场景下,代理模式会导致系统复杂度增加?:在不修改原始对象的前提下,增强其功能或控制其访问。使用Java动态代理为服务接口自动添加日志功能。,对耗时方法(如数据库查询)的结果进行缓存。延迟加载大图,直到真正需要显示时才加载。,要求只有管理员用户才能删除文件。使用动态代理实现一个。代理模式通过引入一个。原创 2025-03-12 00:01:02 · 485 阅读 · 0 评论 -
【设计模式】(13)责任链模式
通过本教程,你可以掌握责任链模式在多级处理场景中的灵活应用,并能够根据需求设计高效的处理流程。若有疑问或需要代码调试,欢迎随时交流!责任链模式将多个处理对象(Handler)连接成一条链,请求沿链传递直到被处理或结束。员工请假需经审批链:组长(可批1天)→ 经理(可批3天)→ HR(可批7天)。责任链模式中,若某个处理器需要修改请求参数并传递给下一节点,应如何实现?:解耦请求发送者与接收者,动态调整处理流程,支持多级处理或过滤。模拟HTTP请求处理:认证 → 日志 → 数据压缩。原创 2025-03-12 00:01:19 · 648 阅读 · 0 评论 -
【设计模式】(14)命令模式
通过本教程,你可以掌握命令模式在解耦请求与操作、支持撤销/重做中的核心技巧,并能够灵活应用于实际开发场景。,从而允许用户使用不同的请求参数化其他对象,并支持请求的排队、记录、撤销和重做操作。,支持批量执行多个命令(如“一键关闭所有家电”),并实现宏命令的撤销。在分布式系统中,如何扩展命令模式以实现分布式事务的补偿(回滚)机制?:解耦请求发送者与接收者,提高系统灵活性和可扩展性。实现文本编辑操作(插入、删除)的撤销功能。通过命令模式控制灯光和风扇的开关。,支持加减操作的执行和撤销。原创 2025-03-12 00:02:06 · 876 阅读 · 0 评论 -
【设计模式】(15)解释器模式
通过本教程,你可以掌握解释器模式在特定领域语言解析中的核心思想,并能够应用于简单语法场景。对于复杂需求,建议结合专业工具提升效率。若有疑问或需要代码调试,欢迎随时交流!:将特定领域的问题转换为语法规则,并通过解释器执行这些规则(如SQL解析、正则表达式、数学公式计算)。在解释器模式中,如何处理语法错误(如非法符号或括号不匹配)?实现一个支持变量的数学表达式解析器,允许表达式如。扩展数学表达式案例,支持乘法运算,并解析计算。,并提供一个解释器来解释该语法。的表达式(仅支持加减)。解释器模式定义了一种。原创 2025-03-12 00:02:48 · 672 阅读 · 0 评论 -
【设计模式】(16)迭代器模式
通过本教程,你可以掌握迭代器模式在解耦遍历与集合中的核心技巧,并能够灵活应对多种数据结构的遍历需求。若有疑问或需要代码调试,欢迎随时交流!:解耦集合结构与遍历逻辑,支持多种遍历方式,提升代码复用性和灵活性。在分布式系统中,如何扩展迭代器模式以遍历跨多个节点的数据集合?遍历集合时仅返回满足条件的元素(如偶数)。,遍历指定范围内的整数(如从5到10)。实现数组和链表两种集合的迭代器。,而无需暴露其底层表示。迭代器模式提供一种方法。原创 2025-03-12 00:03:07 · 646 阅读 · 0 评论 -
【设计模式】(17)中介者模式
通过本教程,你可以掌握中介者模式在复杂交互场景中的核心应用技巧,并能够设计出高内聚、低耦合的系统架构。,将多个对象之间的复杂交互封装在中介者中,从而减少对象间的直接依赖,降低系统耦合度。实现一个登录表单,用户名和密码输入框的校验状态影响登录按钮的可用性。在微服务架构中,如何利用中介者模式实现服务间的通信协调?:将网状的对象交互结构转化为星型结构,提升系统的可维护性和扩展性。用户发送消息不直接发给其他用户,而是通过聊天室中介者转发。,协调多架飞机的起飞和降落请求,避免跑道冲突。中介者模式通过引入一个。原创 2025-03-12 00:03:19 · 705 阅读 · 0 评论 -
【设计模式】(18)备忘录模式
通过本教程,你可以掌握备忘录模式在状态管理中的核心技巧,并能够灵活应用于需要撤销、存档等功能的场景。若有疑问或需要代码调试,欢迎随时交流!:提供状态回滚能力(如撤销操作、游戏存档),同时保持对象内部状态的私有性。的绘图软件,每次绘制操作(画线、画圆)均可撤销。实现游戏角色的生命值和位置存档/读档功能。备忘录模式在不破坏对象封装性的前提下,,以便在需要时恢复到之前的状态。实现文本编辑器的输入和撤销功能。,支持保存和恢复计数器的数值。实现更强大的撤销/重做功能?如何结合备忘录模式与。原创 2025-03-12 00:03:32 · 595 阅读 · 0 评论 -
【设计模式】(19)观察者模式
通过本教程,你可以掌握观察者模式在解耦和动态通知中的核心技巧,并能够灵活应用于事件驱动架构和实时系统。,当某只股票价格变化时,通知所有持有该股票的投资者,并支持按投资者类型(机构/个人)过滤通知。,当一个对象(主题)的状态发生改变时,所有依赖它的对象(观察者)都会自动收到通知并更新。在分布式系统中,如何扩展观察者模式以支持百万级观察者的高效通知?气象站(主题)更新温度时,通知多个显示设备(观察者)。:解耦主题与观察者,实现松耦合的动态通信机制。,允许记者发布新闻,订阅者接收实时推送。观察者模式定义了一种。原创 2025-03-12 00:04:08 · 622 阅读 · 0 评论 -
【设计模式】(20)状态模式
通过本教程,你可以掌握状态模式在复杂状态管理中的核心技巧,并能够灵活应用于需要动态行为切换的场景。:将状态相关的行为封装到独立的状态类中,消除庞大的条件判断语句,提升代码可维护性和扩展性。,根据用户登录状态(未登录、普通用户、管理员)控制保存、删除等操作的权限。,状态流转:红 → 绿 → 黄 → 红,每个状态持续指定时间后自动切换。电梯有四种状态:停止、运行、开门、故障,不同状态下按钮行为不同。在微服务架构中,如何结合状态模式实现分布式事务的状态管理?,使得对象的行为看起来像是其类发生了变化。原创 2025-03-12 00:04:28 · 484 阅读 · 0 评论 -
【设计模式】(21)策略模式
通过本教程,你可以掌握策略模式在算法管理和动态切换中的核心技巧,并能够灵活应用于需要多方案选择的业务场景。若有疑问或需要代码调试,欢迎随时交流!在微服务架构中,如何结合策略模式实现不同服务间的容错机制(如重试、熔断、降级)?:解耦算法的定义与使用,使算法能独立于客户端变化,消除复杂的条件判断。,支持根据网络状况动态切换上传策略(普通上传、分块上传、断点续传)。动态选择压缩算法(ZIP、RAR、7z)。,将每个算法封装成独立类,并使它们可以。根据用户选择调用不同的支付方式。,支持加减乘除策略的动态切换。原创 2025-03-12 00:04:47 · 806 阅读 · 0 评论 -
【设计模式】(22)模板方法模式
通过本教程,你可以掌握模板方法模式在算法复用和流程控制中的核心技巧,并能够灵活应用于需要统一框架但支持扩展的场景。在微服务架构中,如何利用模板方法模式统一服务调用流程(如鉴权 → 参数校验 → 执行逻辑 → 记录日志)?,流程:加载资源 → 布局 → 绘制。咖啡和茶的制作流程相同(烧水 → 冲泡 → 倒杯 → 加调料),但冲泡和加调料步骤不同。:复用公共流程,差异化实现细节,确保算法步骤的稳定性和扩展性。,允许子类在不改变算法结构的前提下重写某些特定步骤。,流程:打开文件 → 写入数据 → 关闭文件。原创 2025-03-12 00:05:00 · 1098 阅读 · 0 评论 -
【设计模式】(23)访问者模式
通过本教程,你可以掌握访问者模式在复杂数据操作中的核心技巧,并能够灵活应用于需要动态扩展功能的场景。若有疑问或需要代码调试,欢迎随时交流!:解耦算法与对象结构,支持在运行时动态添加新操作,避免污染元素类。遍历AST节点(变量声明、赋值语句),执行类型检查和代码生成。,允许在不修改数据结构的前提下定义作用于其元素的新操作。在访问者模式中,如何实现对元素树的递归遍历?,支持通过访问者生成JSON和HTML两种格式的输出。遍历订单中的商品和服务,计算总价和折扣。,统计文件夹中文件和子文件夹的数量。原创 2025-03-12 00:05:15 · 848 阅读 · 0 评论