什么是设计模式？

设计模式是软件工程中的一种概念，指的是在软件设计中常见问题的典型解决方案。设计模式不是可以直接转化成代码的模板，而是在特定情况下可以被重用的解决方案框架。这些模式通常反映了一些最佳实践，可以帮助软件开发者避免重复造轮子，并使得代码更加易于理解和维护。

设计模式主要用于面向对象编程（OOP），由四位作者（Erich Gamma、Richard Helm、Ralph Johnson和John Vlissides，合称为“四人帮”）在1994年出版的《设计模式：可复用面向对象软件的基础》一书中首次详细介绍。设计模式被分类为三种主要类型：

1. 创建型模式：这类模式关注对象的创建机制，帮助使系统独立于如何创建、组合和表示对象。创建型模式经常用于系统需要独立于其组件的创建和组合时。例如：

   • 单例（Singleton）：确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。
   • 原型（Prototype）：通过复制现有的实例来创建新的实例，而不是通过新建类。
   • 工厂方法（Factory Method）：在父类中提供一个创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类。
   • 抽象工厂（Abstract Factory）：创建一系列相关或依赖对象的接口，而无需指定它们具体的类。
   • 建造者（Builder）：将一个复杂对象的构建与其表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。

2. 结构型模式：这类模式处理对象之间的组织和组合。它们帮助确保如果一个系统的一部分改变，整个系统的结构不需要做大的修改。例如：

   • 适配器（Adapter）：允许接口不兼容的对象能够相互合作。
   • 装饰者（Decorator）：动态地给一个对象添加额外的职责。比增加子类更为灵活。
   • 代理（Proxy）：为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。
   • 外观（Facade）：提供一个统一的接口，用来访问子系统中的一群接口，从而使子系统更容易使用。
   • 桥接（Bridge）：将抽象部分与实现部分分离，使它们可以独立变化。

3. 行为型模式：这类模式专注于对象之间的通信。它们帮助定义对象间的通信模式，以确保如果一个对象的行为改变，不需要改变与其交亚的其他对象。例如：

   • 观察者（Observer）：当一个对象状态发生变化时，所有依赖于它的对象都得到通知并被自动更新。
   • 策略（Strategy）：定义一系列的算法，把它们一个个封装起来，并使它们可相互替换。
   • 命令（Command）：将一个请求封装为一个对象，从而让你使用不同的请求、队列或者请求的日志来参数化其他对象。
   • 状态（State）：当一个对象的内在状态改变时允许其改变行为，这个对象看起来好像修改了它的类。

使用设计模式的主要优势是它们可以提高代码的复用性、可读性和可维护性，并且可以减少代码的复杂性。在面对特定的问题时，设计模式提供了一种检验过的、高效的解冖方案，避免了在软件开发过程中的常见陷阱。