设计模式学习线路

[ 2025.4.1更新 ]

第一部分：设计模式基础

1. 设计模式概述

• 什么是设计模式？
• 设计模式的分类（创建型、结构型、行为型）
• 设计模式的六大原则：
  • 单一职责原则（SRP）
  • 开放封闭原则（OCP）
  • 里氏替换原则（LSP）
  • 依赖倒置原则（DIP）
  • 接口隔离原则（ISP）
  • 合成复用原则（CRP）

2. 设计模式的应用场景

• 什么时候应该使用设计模式？
• 设计模式如何提高代码的可维护性、可复用性和扩展性？

第二部分：创建型模式（Creational Patterns）

创建型模式用于对象的创建，确保对象的创建过程更加灵活、可复用。

1. 单例模式（Singleton Pattern） 学习单例模式

• 作用：保证一个类仅有一个实例，并提供一个全局访问点
• 实现方式：
  • 饿汉式单例
  • 懒汉式单例
  • 双重检查锁单例
  • 静态内部类单例
  • 枚举单例
• 应用场景：
  • 线程池
  • 数据库连接池
  • 配置管理类

2. 工厂方法模式（Factory Method Pattern） 学习简单工厂

• 作用：定义一个创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类
• 实现方式：
  • 普通工厂模式
  • 静态工厂模式
• 应用场景：
  • 日志系统
  • 连接数据库驱动

3. 抽象工厂模式（Abstract Factory Pattern） 学习抽象工厂

• 作用：提供一个创建一系列相关对象的接口，而无需指定具体的类
• 应用场景：
  • GUI 库（不同操作系统的 UI 组件）
  • 数据库访问（支持多种数据库）

4. 建造者模式（Builder Pattern） 学习建造者模式

• 作用：将一个复杂对象的创建过程与其表示分离
• 应用场景：
  • 构建 SQL 语句
  • 创建复杂的 Java 对象（如 StringBuilder）

5. 原型模式（Prototype Pattern） 学习原型模式

• 作用：通过复制已有实例创建新的对象
• 应用场景：
  • 需要避免创建大量相似对象
  • 需要高效地创建对象

第三部分：结构型模式（Structural Patterns）

结构型模式关注类和对象的组合，以形成更大的结构。

1. 适配器模式（Adapter Pattern） 学习适配器模式

• 作用：将一个类的接口转换成用户期望的另一个接口
• 应用场景：
  • Java I/O 适配器
  • JDBC 驱动适配

2. 桥接模式（Bridge Pattern） 学习桥接模式

• 作用：将抽象部分与实现部分分离，使二者可以独立变化
• 应用场景：
  • 数据库驱动与数据库类型的解耦

3. 组合模式（Composite Pattern） 学习组合模式

• 作用：将对象组合成树形结构，以表示“部分-整体”层次结构
• 应用场景：
  • 组织架构树
  • 文件系统

4. 装饰器模式（Decorator Pattern） 学习装饰模式

• 作用：动态地给对象增加新的功能
• 应用场景：
  • Java I/O 流
  • 过滤器设计

5. 外观模式（Facade Pattern） 学习外观模式

• 作用：为子系统提供一个统一的接口
• 应用场景：
  • Spring MVC Controller
  • 统一异常处理

6. 享元模式（Flyweight Pattern） 学习享元模式

• 作用：减少对象的创建，提高性能
• 应用场景：
  • 线程池
  • 数据库连接池

7. 代理模式（Proxy Pattern） 学习代理模式

• 作用：为对象提供一个代理，以控制对该对象的访问
• 应用场景：
  • 动态代理（Spring AOP）
  • 静态代理（RPC 远程调用）

第四部分：行为型模式（Behavioral Patterns）

行为型模式关注对象之间的通信和交互方式。

1. 责任链模式（Chain of Responsibility Pattern） 学习责任链模式

• 作用：将请求沿着处理者链传递，直到某个处理者能够处理
• 应用场景：
  • Java 过滤器链
  • 日志处理系统

2. 命令模式（Command Pattern） 学习命令模式

• 作用：将请求封装为对象，从而实现请求的参数化
• 应用场景：
  • 事务管理
  • 按钮点击事件

3. 解释器模式（Interpreter Pattern） 学习解释器模式

• 作用：定义一种语言的语法并解析表达式
• 应用场景：
  • SQL 解析器
  • 正则表达式解析

4. 迭代器模式（Iterator Pattern） 学习迭代器模式

• 作用：提供一种顺序访问集合对象的方法，而不暴露内部结构
• 应用场景：
  • Java Iterator
  • 数据库游标

5. 中介者模式（Mediator Pattern） 学习中介者模式

• 作用：用一个中介者对象封装一系列对象的交互
• 应用场景：
  • MVC 控制器
  • 线程调度

6. 备忘录模式（Memento Pattern） 学习备忘录模式

• 作用：保存对象的状态，以便恢复
• 应用场景：
  • 历史记录功能
  • 游戏存档

7. 观察者模式（Observer Pattern） 学习观察者模式

• 作用：定义对象间的一对多依赖关系
• 应用场景：
  • 事件监听机制（GUI 按钮）
  • 发布订阅系统

8. 状态模式（State Pattern） 学习状态模式

• 作用：允许对象在状态改变时改变行为
• 应用场景：
  • 流程控制
  • 订单状态管理

9. 策略模式（Strategy Pattern） 学习策略模式

• 作用：定义一组算法，将每个算法封装起来，使它们可以互换
• 应用场景：
  • 支付方式（支付宝、微信）
  • 负载均衡策略

10. 模板方法模式（Template Method Pattern） 学习模版方法

• 作用：定义算法框架，并让子类实现某些步骤
• 应用场景：
  • Spring JdbcTemplate
  • 代码生成器

11. 访问者模式（Visitor Pattern） 学习访问者模式

• 作用：分离算法与对象结构
• 应用场景：
  • 编译器解析
  • XML/JSON 解析

第五部分：设计模式学习路线

1. 初学者：学习单例、工厂、策略等基础模式。
2. 进阶者：掌握适配器、装饰器、代理等结构型模式，提升代码复用性。
3. 高级开发者：深入研究责任链、观察者、状态、命令模式，优化系统设计。
4. 架构师：综合运用多种模式，优化企业级应用架构，提高可扩展性与维护性。