设计模式是软件开发中针对反复出现的问题所总结的通用解决方案。根据《设计模式：可复用面向对象软件的基础》（四人帮著作），设计模式主要分为三大类：创建型、结构型和行为型。以下是最常用的设计模式及其核心概念：
一、创建型模式（Creational Patterns）
关注点：对象的创建机制，解耦对象的创建和使用。
- 单例模式（Singleton）
- 意图：确保一个类只有一个实例，并提供全局访问点。
- 应用：配置管理器、日志记录器、数据库连接池。
- 工厂模式（Factory Method）
- 意图：定义创建对象的接口，让子类决定实例化哪个类。
- 应用：根据条件创建不同类型的对象（如形状工厂、数据库连接工厂）。
- 抽象工厂模式（Abstract Factory）
- 意图：提供一个创建一系列相关或依赖对象的接口，无需指定具体类。
- 应用：创建跨平台的UI组件（如Windows/Linux的按钮、文本框）。
- 建造者模式（Builder）
- 意图：将复杂对象的构建与表示分离，允许相同构建过程创建不同表示。
- 应用：构建复杂对象（如汽车、HTML文档）。
- 原型模式（Prototype）
- 意图：通过复制现有对象来创建新对象，无需知道创建细节。
- 应用：对象初始化成本高或需要避免构造函数的约束。
二、结构型模式（Structural Patterns）
关注点：如何将类或对象组合成更大的结构。
- 代理模式（Proxy）
- 意图：通过代理对象控制对原对象的访问。
- 应用：远程代理（如RMI）、虚拟代理（延迟加载）、保护代理（权限控制）。
- 装饰器模式（Decorator）
- 意图：动态地给对象添加额外职责，替代继承。
- 应用：Java I/O流（如
BufferedInputStream包装FileInputStream）。
- 适配器模式（Adapter）
- 意图：将一个类的接口转换成客户期望的另一个接口。
- 应用：兼容旧系统接口、第三方库适配。
- 桥接模式（Bridge）
- 意图：将抽象部分与实现部分分离，使它们可以独立变化。
- 应用：跨平台图形绘制、JDBC驱动。
- 组合模式（Composite）
- 意图：将对象组合成树形结构以表示“部分-整体”的层次关系。
- 应用：文件系统、组织架构图。
- 外观模式（Facade）
- 意图：为复杂子系统提供统一的高层接口，简化客户端使用。
- 应用：封装第三方API、Spring MVC的
DispatcherServlet。
- 享元模式（Flyweight）
- 意图：通过共享技术有效支持大量细粒度对象。
- 应用：文本编辑器中的字符对象、游戏中的粒子系统。
三、行为型模式（Behavioral Patterns）
关注点：对象之间的交互和职责分配。
- 观察者模式（Observer）
- 意图：定义对象间的一对多依赖，当一个对象状态改变时，所有依赖者都会收到通知。
- 应用：事件监听（如GUI事件）、消息队列。
- 策略模式（Strategy）
- 意图：定义一系列算法，将每个算法封装起来，并使它们可以互换。
- 应用：排序算法切换、支付方式选择。
- 状态模式（State）
- 意图：允许对象在内部状态改变时改变其行为，看起来像是修改了类。
- 应用：工作流引擎、游戏角色状态切换。
- 责任链模式（Chain of Responsibility）
- 意图：将请求的发送者和接收者解耦，使多个对象都有机会处理请求。
- 应用：Servlet过滤器链、异常处理链。
- 命令模式（Command）
- 意图：将请求封装为对象，使请求的发送者和接收者解耦，并支持请求的排队、记录和撤销。
- 应用：GUI按钮点击处理、数据库事务。
- 模板方法模式（Template Method）
- 意图：定义算法的骨架，将一些步骤延迟到子类实现。
- 应用：HttpServlet的
doGet()/doPost()方法、JUnit测试框架。
- 迭代器模式（Iterator）
- 意图：提供一种方法顺序访问一个聚合对象中的各个元素，而又不暴露该对象的内部表示。
- 应用：Java集合框架中的
Iterator接口。
- 访问者模式（Visitor）
- 意图：将算法与对象结构分离，允许在不改变对象结构的前提下定义作用于这些对象的新操作。
- 应用：编译器的语法树遍历、XML解析器。
- 中介者模式（Mediator）
- 意图：定义一个中介对象来封装一系列对象之间的交互，使各对象不需要显式地相互引用。
- 应用：聊天室、MVC架构中的Controller。
- 备忘录模式（Memento）
- 意图：在不破坏封装性的前提下，捕获并外部化对象的内部状态，以便对象可以恢复到该状态。
- 应用：游戏存档、文本编辑器的撤销功能。
- 解释器模式（Interpreter）
- 意图：给定一个语言，定义它的文法表示，并定义一个解释器来解释该文法。
- 应用：正则表达式解析、SQL查询解释。
四、其他常见模式
- MVC模式（Model-View-Controller）
- 意图：将应用分为模型（数据）、视图（展示）和控制器（逻辑）三部分，解耦交互。
- 应用：Web框架（如Spring MVC、Struts）、桌面应用。
- 委派模式（Delegate）
- 意图：不亲自处理任务，而是委派给其他对象处理。
- 应用：Spring的
DispatcherServlet、JUnit的测试执行。
- 空对象模式（Null Object）
- 意图：用空对象替代空引用，避免空指针异常。
- 应用：
Collections.emptyList()、日志框架的空实现。
- 门面模式（Facade）
- 意图：为子系统中的一组接口提供统一的高层接口，简化客户端使用。
- 应用：封装第三方API、企业服务层。
设计模式的核心原则
- 开闭原则（Open/Closed Principle）：对扩展开放，对修改关闭。
- 依赖倒置原则（Dependency Inversion）：依赖抽象而非具体实现。
- 单一职责原则（Single Responsibility Principle）：一个类只负责一个功能领域。
- 接口隔离原则（Interface Segregation Principle）：客户端不应该依赖它不需要的接口。
- 里氏替换原则（Liskov Substitution Principle）：子类可以替换父类而不影响程序正确性。
- 迪米特法则（Law of Demeter）：一个对象应该对其他对象有最少的了解。
总结
设计模式是经验的总结，而非教条。使用时需结合具体场景，避免过度设计。建议通过阅读经典书籍（如《设计模式》《Effective Java》）和分析开源项目（如Spring、Hibernate）深入学习。