设计模式是编程语言本身太弱的表现?

重温编程初心:函数式语言初探
本文回顾了作者深夜加班的经历,并分享了对于不熟悉函数式语言(FP)的学习者可能有所启发的内容。文章唤起了作者对于过去出版《软件研发》杂志的记忆。

这个标题是刚才给《程序员》2009年12期所写的一个补白 ,发到我的另一个blog上了。相信不熟悉函数式语言(FP)的同学看了会有些启发。

 

已经3点多了,还在加班中。感觉像是回到了当年,我带一个编辑和一个美工,夜以继日几天,出版《软件研发》的岁月。

<think>好的,我现在需要帮助用户了解软件开发中常用的设计模式及其特点。用户之前提到了三个引用,其中引用[1]和[2]列出了七种和十种设计模式,引用[3]则涉及Android中的观察者模式应用。用户现在明确询问的是常用设计模式及其特点,所以需要综合之前的引用内容,同时结合自己的知识来组织回答。 首先,我应该确定用户的需求。用户可能是一名刚入门的开发者,或者正在准备面试,需要快速了解设计模式的基本概念、常见模式及其特点、应用场景等。引用中提到了单例、工厂、观察者、装饰者等模式,这些都是经典的设计模式,属于GoF的23种设计模式中的一部分。同时,用户提供的引用还提到了设计模式的意义,比如提高代码的可重用性、可读性和可靠性,这些应该在回答中强调。 接下来,我需要整理出主要的设计模式,确保覆盖引用中提到的内容。根据引用[2]的目录,十种模式包括单例、工厂、观察者、装饰者、策略、适配器、代理、命令、组合、迭代器。引用[1]提到了七种,可能部分重叠。引用[3]中的观察者模式在Android中的应用可以作为例子,增强回答的实用性。 然后,每个设计模式的介绍需要包含定义、核心思想、应用场景、优缺点以及可能的代码示例。但用户要求的是主要特点,所以代码示例可能可以简化或省略,除非有必要说明。需要注意的是,用户之前的问题是关于Java实现二叉树,但现在转向设计模式,可能需要确保回答的连贯性,但此处应专注设计模式本身。 另外,用户的问题中要求回答结构清晰,分步骤解决问题,所以需要将内容分门别类,可能按模式分类,每个模式单独一个小节,并附上特点。同时,引用中的信息需要自然地融入,比如引用[3]中的观察者模式在Android中的应用,可以作为实际案例。 还需要注意用户提到的设计模式的意义,所以在开头部分可以简要说明为什么需要设计模式,引用中的内容可以作为支持,比如引用[2]中提到的“软件设计模式是一套被反复使用、多数人知晓的、经过分类编目的、代码设计经验的总结”,这可以作为引言部分。 在组织内容时,可能需要将设计模式分为创建型、结构型、行为型三类,这样更符合常见分类方式,帮助用户理解不同模式的作用。例如,单例和工厂属于创建型,装饰者、适配器属于结构型,观察者、策略属于行为型。但用户提供的引用并没有明确分类,所以需要判断是否添加这样的分类,以增强回答的结构性。 此外,用户可能对某些模式的具体应用场景不太清楚,因此每个模式的应用场景需要具体举例,比如工厂模式在需要解耦对象创建时的使用,或者策略模式在算法替换频繁的情况下的应用。引用中的例子,如观察者模式在Java Swing和Android中的应用,可以增强可信度。 最后,需要生成相关问题,这些问题应该围绕用户可能进一步询问的方向,比如如何选择合适的设计模式设计模式之间的比较,或者在具体语言中的实现差异等。相关问题需要具有引导性,帮助用户深入理解。 在检查回答时,需要确保符合用户之前的格式要求,比如使用中文、正确使用LaTeX格式、引用标识等。同时,确保每个引用在适当的位置被提及,比如在观察者模式中提到Android应用时引用[3],在介绍设计模式意义时引用[1]和[2]。 现在需要开始组织内容,首先概述设计模式的意义和分类,然后逐个介绍常用模式,每个模式包括定义、核心思想、应用场景、优缺点,最后总结并给出相关问题。确保内容条理清晰,信息准确,同时结合引用中的具体例子,使回答更具参考价值。</think>### 软件开发常用设计模式详解 设计模式是解决软件设计问题的经验总结,能提升代码**可重用性**、**可读性**和**扩展性**[^1][^2]。以下是10种核心模式的分类解析: --- #### 一、创建型模式(对象创建机制) 1. **单例模式 (Singleton Pattern)** - **核心思想**:确保类只有一个实例,全局共享 - **应用场景**:数据库连接池、日志处理器 - **代码示例**: ```java public class Singleton { private static Singleton instance; private Singleton() {} public static synchronized Singleton getInstance() { if (instance == null) { instance = new Singleton(); } return instance; } } ``` - **缺点**:多线程需同步锁,可能影响性能 2. **工厂模式 (Factory Pattern)** - **核心思想**:通过工厂类解耦对象创建逻辑 - **类型**:简单工厂、抽象工厂 - **应用场景**:JDBC驱动加载、Spring BeanFactory --- #### 二、结构型模式(对象组合方式) 3. **装饰者模式 (Decorator Pattern)** - **核心思想**:动态添加职责,避免继承爆炸 - **典型应用**:Java I/O流(如`BufferedInputStream`包装`FileInputStream`) 4. **适配器模式 (Adapter Pattern)** - **核心思想**:转换接口使不兼容类协同工作 - **类型**:类适配器(继承)、对象适配器(组合) - **应用场景**:旧系统接口改造 --- #### 三、行为型模式(对象交互方式) 5. **观察者模式 (Observer Pattern)** - **核心思想**:定义对象间一对多依赖,状态变化自动通知 - **应用案例**: - Android事件监听(按钮点击通知多个组件)[^3] - Java Swing的`ActionListener`机制 6. **策略模式 (Strategy Pattern)** - **核心思想**:封装算法族,支持运行时切换 - **应用场景**:支付方式选择(支付宝/微信/银联) - **代码结构**: ```java interface PaymentStrategy { void pay(int amount); } class Alipay implements PaymentStrategy { ... } class WechatPay implements PaymentStrategy { ... } ``` 7. **迭代器模式 (Iterator Pattern)** - **核心思想**:提供统一接口遍历集合元素 - **典型实现**:Java的`Iterator`接口(`hasNext()`, `next()`) --- #### 四、其他关键模式 8. **代理模式 (Proxy Pattern)** - **类型**:静态代理、动态代理(如Java的`Proxy`类) - **应用场景**:远程方法调用(RPC)、AOP切面编程 9. **组合模式 (Composite Pattern)** - **核心思想**:树形结构处理整体-部分关系 - **典型应用**:文件系统目录管理 10. **命令模式 (Command Pattern)** - **核心思想**:将请求封装为对象,支持撤销/重做 - **应用场景**:GUI操作日志、事务回滚 --- ### 设计模式对比与选择原则 | 模式类型 | 典型场景 | 复杂度 | |------------|-----------------------------------|--------| | 单例模式 | 全局资源配置 | ★☆☆☆☆ | | 观察者模式 | 事件驱动系统 | ★★☆☆☆ | | 策略模式 | 多算法动态切换 | ★★☆☆☆ | **选择原则**: 1. **优先组合而非继承**(装饰者/策略模式) 2. **识别变化点**(将易变部分抽象为模式) 3. **避免过度设计**(模式引入需权衡维护成本)[^1] --- ### 扩展思考 1. **如何避免单例模式的内存泄漏?**(使用弱引用或依赖注入框架) 2. **观察者模式与发布-订阅模式有何区别?**(解耦程度不同,后者通过中间件通信) 3. **Spring框架中哪些地方用到了代理模式?**(AOP切面、事务管理) : 设计模式核心价值在于提升系统可维护性 : Go语言实现设计模式时需注意接口特性 [^3]: Android中观察者模式常用于LiveData组件
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