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设计模式

按意图（创建型、结构型、行为型）组织的 26 种设计模式参考，包含 PHP、Python、Java、C++ 等语言的实现、UML 指南和实用案例。

模式索引

创建型模式

• Abstract Factory - 创建一系列相关对象，而无需指定其具体类 → 参考
• Builder - 通过逐步构建的过程组装复杂对象 → 参考
• Factory Method - 声明一个用于创建对象的接口，让子类决定具体类型 → 参考
• Prototype - 复制现有对象，而不与其具体类耦合 → 参考
• Singleton - 确保一个类只有一个实例 → 参考
• Object Pool - 回收创建成本高的对象，以便重复使用 → 参考

结构型模式

• Adapter - 将一种接口转换为客户端所需的另一种接口 → 参考
• Bridge - 将抽象与其实现分离，使两者可以独立演进 → 参考
• Composite - 将对象组织成树形结构，以便统一处理 → 参考
• Decorator - 通过包装动态地为对象添加新行为 → 参考
• Facade - 为复杂子系统提供简单接口 → 参考
• Flyweight - 通过在多个对象间共享公共状态来减少内存占用 → 参考
• Proxy - 通过替代对象管理对对象的访问 → 参考
• Private Class Data - 限制对类属性的访问 → 参考

行为型模式

• Chain of Responsibility - 通过处理器链路由请求 → 参考
• Command - 将请求表示为独立对象 → 参考
• Interpreter - 建立语法表示及其解释器 → 参考
• Iterator - 遍历元素，同时不暴露底层结构 → 参考
• Mediator - 通过中央协调器理清依赖关系 → 参考
• Memento - 在不破坏封装的前提下保存并恢复对象状态 → 参考
• Null Object - 提供一个无操作的默认对象，以消除空值检查 → 参考
• Observer - 状态变化时自动通知依赖对象 → 参考
• State - 在内部状态转换时改变行为 → 参考
• Strategy - 使算法可以在运行时互换 → 参考
• Template Method - 定义算法骨架，并由子类实现具体步骤 → 参考
• Visitor - 在不修改对象类的情况下为对象添加操作 → 参考

何时使用哪种模式

问题	模式
需要创建一组相关对象	抽象工厂
构建选项繁多的复杂对象	建造者
希望将实例化延迟到子类	工厂方法
需要复制复杂对象	原型
需要确保全局只有一个实例	单例
需要让不兼容的接口协同工作	适配器
希望独立改变抽象和实现	桥接
需要统一处理树形结构	组合
无需创建子类即可动态添加职责	装饰器
简化复杂子系统的接口	外观
许多相似对象消耗过多内存	享元
控制访问、添加延迟加载或记录访问日志	代理
需要为请求设置多个处理程序，但不确定由哪个处理	责任链
需要对操作进行排队、记录或撤销	命令
需要解释简单的语言或语法	解释器
遍历集合，同时不暴露其内部结构	迭代器
需要降低多个通信对象之间的耦合	中介者
需要撤销或快照功能	备忘录
一对多事件通知	观察者
对象行为取决于其状态	状态
需要在运行时切换算法	策略
可自定义步骤的算法骨架	模板方法
无需修改对象结构即可添加操作	访问者

最佳实践

• 优先选择组合而非继承：在构建深层类层次结构之前，先考虑装饰器、策略或桥接模式
• 将模式用于实际问题，而非假设的问题
• 在适用时使用语言的现代特性：用枚举表示状态，用不可变值类型表示值对象，用一等函数实现策略
• 在合适时组合使用模式（例如，建造者 + 流畅接口、策略 + 工厂方法）
• 尽量精简模式实现。如果模式带来的复杂性超过其消除的复杂性，请重新考虑是否使用