设计模式优缺点及应用场景

设计模式的优缺点设计模式是一种被广泛应用于软件设计领域的解决问题的思维方式，它包括了一系列的解决方案，帮助开发人员快速地解决一些常见的软件设计问题。

然而，在使用设计模式时，我们也需要认清它的优点和缺点。

优点1. 可维护性提高设计模式将软件拆分成多个独立的组件，这些组件之间具有低耦合性和高内聚性，这使得维护变得更加容易。

在软件需求发生变化时，只需要修改一个组件而不影响其他组件，同时也使得代码重用变得更加容易，大大提高了软件的可维护性。

2. 可扩展性提高当软件需求发生变化，我们可以很方便地往软件中加入新的组件，修改现有的组件，使得软件的功能得到扩展。

设计模式将组件之间的关系更加清晰，使得扩展变得更加容易。

3. 代码重用性提高设计模式将模块划分为不同的组件，每个组件都有自己的职责和功能，这使得组件可以在不同的软件中进行复用，避免了代码重复的情况出现，提高了软件的编写效率。

4. 提高代码可读性设计模式的使用有助于提高代码的可读性。

由于每个组件职责单一而明确，所以代码的逻辑结构变得更加清晰，使得代码更加易于维护和理解。

5. 软件质量提高通过设计模式，软件稳定性更高、可靠性更强，避免了出现一些常见的错误，同时，设计模式的使用也使得软件的架构更加合理，功能更加完善，从而提高了软件的质量。

缺点1. 学习和使用门槛较高设计模式是一种高级的软件设计思维方式，学习和使用门槛较高，需要有一定的编程经验和对软件设计的理解。

同时，在实际使用中，需要将其应用到实际场景中，设计合理的组件结构，这也需要一定的技术经验和实践经验。

2. 可能会影响软件性能设计模式在增加软件的灵活性和可扩展性的同时，可能也会增加代码的复杂性，导致软件性能的下降。

因此，在使用设计模式时，需要在可维护性和性能之间做出平衡，根据实际情况选择合适的方案。

3. 可能会导致过度工程化由于设计模式有助于提高软件可维护性、可扩展性和代码可读性，因此在使用过度的情况下，可能会导致代码变得过于复杂和冗长，增加开发人员的工作量，同时也可能会对软件的开发周期和成本造成影响。

单例设计模式优缺点及使⽤场景单利模式的优缺点和使⽤场景⾸先介绍⼀下单例模式：单例模式（Singleton），也叫单⼦模式，是⼀种常⽤的软件设计模式。

在应⽤这个模式时，单例对象的类必须保证只有⼀个实例存在。

许多时候整个系统只需要拥有⼀个的全局对象，这样有利于我们协调系统整体的⾏为。

⽐如在某个服务器程序中，该服务器的配置信息存放在⼀个⽂件中，这些配置数据由⼀个单例对象统⼀读取，然后服务进程中的其他对象再通过这个单例对象获取这些配置信息。

这种⽅式简化了在复杂环境下的配置管理。

实现单例模式的思路是：⼀个类能返回对象⼀个引⽤(永远是同⼀个)和⼀个获得该实例的⽅法（必须是静态⽅法，通常使⽤getInstance这个名称）；当我们调⽤这个⽅法时，如果类持有的引⽤不为空就返回这个引⽤，如果类保持的引⽤为空就创建该类的实例并将实例的引⽤赋予该类保持的引⽤；同时我们还将该类的构造函数定义为私有⽅法，这样其他处的代码就⽆法通过调⽤该类的构造函数来实例化该类的对象，只有通过该类提供的静态⽅法来得到该类的唯⼀实例。

需要注意的地⽅：单例模式在多线程的应⽤场合下必须⼩⼼使⽤。

如果当唯⼀实例尚未创建时，有两个线程同时调⽤创建⽅法，那么它们同时没有检测到唯⼀实例的存在，从⽽同时各⾃创建了⼀个实例，这样就有两个实例被构造出来，从⽽违反了单例模式中实例唯⼀的原则。

解决这个问题的办法是为指⽰类是否已经实例化的变量提供⼀个互斥锁(虽然这样会降低效率)。

优点：1.在单例模式中，活动的单例只有⼀个实例，对单例类的所有实例化得到的都是相同的⼀个实例。

这样就防⽌其它对象对⾃⼰的实例化，确保所有的对象都访问⼀个实例2.单例模式具有⼀定的伸缩性，类⾃⼰来控制实例化进程，类就在改变实例化进程上有相应的伸缩性。

3.提供了对唯⼀实例的受控访问。

4.由于在系统内存中只存在⼀个对象，因此可以节约系统资源，当需要频繁创建和销毁的对象时单例模式⽆疑可以提⾼系统的性能。

软件设计模式及应用场景分析随着计算机技术的不断发展和应用范围的扩大，软件开发变得越来越复杂、庞大，软件设计的可靠性和可维护性也随之变得更加重要。

为了解决这些问题，软件设计模式应运而生。

软件设计模式被定义为一组可用于解决特定问题的重复性方案。

它们旨在提高软件开发的效率和可重用性，并增加代码的可读性和可维护性。

设计模式是编程中的一种有力工具，它们提供了一种有效的方法，用于解决复杂问题和设计灵活的、可扩展的解决方案。

常见的设计模式以下是一些常见的软件设计模式：1. 工厂模式：一种创建对象的方式，它隐藏了对象的创建细节，使得代码更加灵活和可扩展。

2. 单例模式：一种确保一个类只有一个实例并提供全局访问的方式。

3. 观察者模式：一种在对象之间建立一种订阅和发布关系的方式，当一个对象状态发生改变时，其他对象都会被通知并执行相应的操作。

4. 策略模式：一种在 runtime 时选择执行哪种算法的方式。

5. 适配器模式：一种将一个接口转换为另一个接口的方式，从而让原来不兼容的对象能够协同工作。

6. 模板方法模式：一种通过定义算法骨架来提供代码复用的方式，允许子类在不改变算法基本框架的情况下重新定义算法的某些步骤。

7. 装饰者模式：一种在运行时动态扩展一个对象的功能的方式，通过将一个装饰类包装在一个现有对象的外部来实现对该对象的扩展。

8. 迭代器模式：允许客户端遍历容器中的元素，而无需了解容器的内部实现，从而提供更好的代码抽象。

应用场景以下是几个适合使用设计模式的场景：1. 软件系统需要大量的复杂对象。

2. 软件系统需要扩展性高，可维护性好。

3. 软件系统需要在运行时动态改变算法。

4. 软件系统需要隐藏对象的创建细节。

总结软件设计模式是一种帮助开发人员提高软件开发效率和代码可读性的重要工具。

它们不仅提供了一种解决特定问题的方法，还提供了一种通用解决方案，能够帮助开发人员更好地组织和管理代码。

在选择使用设计模式时，需要考虑到软件系统的需求以及其未来的发展方向。

10种常见的软件体系架构模式分析以及它们的用法、优缺点有没有想过要设计多大的企业规模系统？在主要的软件开发开始之前，我们必须选择一个合适的体系结构，它将为我们提供所需的功能和质量属性。

因此，在将它们应用到我们的设计之前，我们应该了解不同的体系结构。

根据维基百科中的定义：
架构模式是一个通用的、可重用的解决方案，用于在给定上下文中的软件体系结构中经常出现的问题。

架构模式与软件设计模式类似，但具有更广泛的范围。

在本文中，将简要地解释以下10种常见的体系架构模式，以及它们的用法、优缺点。

一. 分层模式
这种模式也称为多层体系架构模式。

它可以用来构造可以分解为子任务组的程序，每个子任务都处于一个特定的抽象级别。

每个层都为下一个提供更高层次服务。

一般信息系统中最常见的是如下所列的4层。

•表示层(也称为UI层)•应用层(也称为服务层)•业务逻辑层(也称为领域层)•数据访问层(也称为持久化层)
使用场景：•一般的桌面应用程序•电子商务Web应用程序
二. 客户端-服务器模式
这种模式由两部分组成：一个服务器和多个客户端。

服务器组件将为多个客户端组件提供服务。

客户端从服务器请求服务，服务器为这些客户端提供相关服务。

此外，服务器持续侦听客户机请求。

使用场景：•电子邮件，文件共享和银行等在线应用程序
三. 主从设备模式
这种模式由两方组成;主设备和从设备。

主设备组件在相同的从设备组件中分配工作，并计算最终结果，这些结果是由从设备返回的结果。

使用场景：•在数据库复制中，主数据库被认为是权威的来源，并且要与之同步•在计算。

一、表述三个及以上的设计模型，并比较其各自优缺点1、瀑布模型：瀑布模型（Waterfall Model）是一个项目开发架构，开发过程是通过设计一系列阶段顺序展开的，从系统需求分析开始直到产品发布和维护，每个阶段都会产生循环反馈，因此，如果有信息未被覆盖或者发现了问题，那么最好“返回”上一个阶段并进行适当的修改，项目开发进程从一个阶段“流动”到下一个阶段，这也是瀑布模型名称的由来。

包括软件工程开发、企业项目开发、产品生产以及市场销售等构造瀑布模型。

瀑布模型的优点：（1）为项目提供了按阶段划分的检查点（2）当前一阶段完成后，您只需要去关注后续阶段（3）可在迭代模型中应用瀑布模型瀑布模型的缺点：（1）开发过程一般不能逆转，否则代价太大；（2）实际的项目开发很难严格按该模型进行；（3）客户往往很难清楚地给出所有的需求，而该模瀑布模型的使用范围：型却要求如此。

（4）软件的实际情况必须到项目开发的后期客户才能看到，这要求客户有足够的耐心。

2、快速原型模型快速原型模型需要迅速建造一个可以运行的软件原型，以便理解和澄清问题，使开发人员与用户达成共识，最终在确定的客户需求基础上开发客户满意的软件产品。

快速原型模型允许在需求分析阶段对软件的需求进行初步而非完全的分析和定义，快速设计开发出软件系统的原型，该原型向用户展示待开发软件的全部或部分功能和性能；用户对该原型进行测试评定，给出具体改进意见以丰富细化软件需求；开发人员据此对软件进行修改完善，直至用户满意认可之后，进行软件的完整实现及测试、维护。

优点：（1）可以得到比较良好的需求定义，容易适应需求的变化；（2）有利于开发与培训的同步；（3）开发费用低、开发周期短且对用户更友好。

缺点：（1）客户与开发者对原型理解不同；（2）准确的原型设计比较困难；（3）不利于开发人员的创新。

3、增量模型增量模型是把待开发的软件系统模块化，将每个模块作为一个增量组件，从而分批次地分析、设计、编码和测试这些增量组件。

设计模式理解与应用设计模式是指在软件开发中，经常遇到的一些具有普遍重用价值的问题的解决方案，是对软件设计中普遍存在（反复出现）的各种问题，所提出的解决方案。

设计模式是一种高级软件解决方案，它将软件开发中的各种可重用的问题进行了通用化的抽象和描述，从而形成了一种通用的模式，可以被开发人员按照一定的规则和原则应用于具体的软件设计中。

第一章：理解设计模式设计模式的概念最早由 Erich Gamma、Richard Helm、Ralph Johnson 和 John Vlissides 四个人在 1995 年提出，他们在《设计模式：可复用面向对象软件的基础》一书中介绍了 23 种常用的设计模式。

设计模式是一种经过长期验证，具有一定普遍性的解决方案，它并不把所有的问题都囊括进去，因此我们在使用时要根据实际情况去选择适合的模式。

设计模式通常分为 3 大类：创建型模式、结构型模式和行为型模式。

创建型模式主要解决对象的创建问题，包括单例模式、工厂模式、抽象工厂模式、建造者模式、原型模式。

结构型模式主要解决组合对象和对象之间的关系问题，包括适配器模式、桥接模式、装饰器模式、组合模式、外观模式、享元模式、代理模式。

行为型模式主要针对对象之间的通信问题，包括责任链模式、命令模式、解释器模式、迭代器模式、中介者模式、备忘录模式、观察者模式、状态模式、策略模式、模板方法模式、访问者模式。

第二章：应用设计模式设计模式的使用，可以大大提高软件的开发效率和质量，但在使用之前，必须先对设计模式进行深入的学习和理解。

在实际应用中，我们要充分评估自己的开发需求，并根据实际情况，在设计阶段中使用其中一些设计模式。

例如，当我们需要使用一个日志库来记录系统运行过程中产生的各种日志信息时，可以采用单例模式来保证系统中只有一个日志实例，这样可以避免资源的浪费，提高系统效率。

再如，当我们需要使用一个网络连接库，在不同的平台中都能够正确地实现网络连接时，可以使用抽象工厂模式，通过工厂方法来创建各种不同类型的网络连接，从而在不同平台中实现连接的正确性和可靠性。

23种设计模式范文设计模式是软件开发中常用的解决方案模式，它们代表了在面对特定问题时的最佳实践和经验总结。

设计模式可以帮助我们更好地组织和设计代码，提高代码的可读性、可维护性和可扩展性。

在本文中，我们将介绍23种常用的设计模式，并分别讨论它们的实现原理和在实际开发中的应用场景。

1. 单例模式（Singleton Pattern）单例模式是最简单的设计模式之一，它确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。

在实现上，可以通过将构造函数私有化，然后提供一个静态方法返回实例来实现单例。

应用场景：在需要实现全局唯一访问点的场景下，比如线程池、配置管理器等。

2. 工厂模式（Factory Pattern）工厂模式是用来创建对象的一种模式，它将对象的创建和实现分离，使得代码更易于维护和扩展。

工厂模式有简单工厂模式、工厂方法模式和抽象工厂模式等几种不同的变体。

应用场景：在需要根据不同条件创建不同对象的场景下，比如数据库连接、日志记录等。

3. 抽象工厂模式（Abstract Factory Pattern）抽象工厂模式是工厂模式的一种扩展，它提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口，而无需指定实际的类。

抽象工厂模式将一组工厂类封装起来，使其可以交换或者替换。

应用场景：在需要创建一组相关对象（如界面主题、操作系统等）并且需要保持一致性的场景下。

4. 建造者模式（Builder Pattern）建造者模式是用来生成复杂对象的一种模式，它将对象的构建与其表现分离，采用逐步构建的方式生成对象，可以让客户端不需要知道具体的构建细节。

应用场景：在构造过程比较复杂，需要多个组件协同工作的场景下，比如构建复杂的UI界面。

5. 原型模式（Prototype Pattern）原型模式是用来克隆对象的一种模式，它通过复制已有对象的原型来创建新的对象，避免了通过构造函数创建对象和初始化成员变量的重复过程。

应用场景：在需要创建大量相似对象或者初始化成本较高的对象时，可以使用原型模式。

23种设计模式（Design Patterns）设计模式（Design pattern）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。

使用设计模式是为了可重用代码、让代码更容易被他人理解、保证代码可靠性。

项目中合理的运用设计模式可以完美的解决很多问题，每种模式在现在中都有相应的原理来与之对应，每一个模式描述了一个在我们周围不断重复发生的问题，以及该问题的核心解决方案，这也是它能被广泛应用的原因。

一、总体来说设计模式分为三大类：创建型模式，共五种：工厂方法模式、抽象工厂模式、单例模式、建造者模式、原型模式。

结构型模式，共七种：适配器模式、装饰器模式、代理模式、外观模式、桥接模式、组合模式、享元模式。

行为型模式，共十一种：策略模式、模板方法模式、观察者模式、迭代子模式、责任链模式、命令模式、备忘录模式、状态模式、访问者模式、中介者模式、解释器模式。

还用两类模式：并发型模式和线程池模式。

二、设计模式六大原则:总原则：开闭原则开闭原则就是说对扩展开放，对修改关闭。

在程序需要进行拓展的时候，不能去修改原有的代码，而是要扩展原有代码，实现一个热插拔的效果。

所以一句话概括就是：为了使程序的扩展性好，易于维护和升级。

想要达到这样的效果，我们需要使用接口和抽象类等。

1、单一职责原则不要存在多于一个导致类变更的原因，也就是说每个类应该实现单一的职责，如若不然，就应该把类拆分。

2、里氏替换原则（Liskov Substitution Principle）里氏代换原则(Liskov Substitution Principle LSP)是面向对象设计的基本原则之一。

里氏代换原则中说，任何基类可以出现的地方，子类一定可以出现。

LSP是继承复用的基石，只有当衍生类可以替换掉基类，软件单位的功能不受到影响时，基类才能真正被复用，而衍生类也能够在基类的基础上增加新的行为。

里氏代换原则是对“开-闭”原则的补充。