軟件設計模式

軟件設計模式（英文：design pattern）係一種喺軟件工程入面嘅重用解決方案，用嚟解決喺軟件設計過程中經常遇到嘅問題。設計模式唔係直接嘅代碼，而係一啲可重用嘅設計理念同結構，方便程序員喺編寫代碼時跟住使用，從而提升代碼嘅可讀性、可維護性同擴展性。設計模式係軟件開發中一種強大嘅工具，佢唔單止幫助程序員解決常見問題，仲提供咗一種標準化嘅溝通方法。不過，設計模式唔係萬能，應該根據實際需求合理使用，避免過度設計。

歷史

設計模式呢個概念最早係由建築學家 Christopher Alexander 喺佢嘅書《A Pattern Language》中提出嘅，後來被軟件工程領域引用。1994年，由 Erich Gamma、Richard Helm、Ralph Johnson 同 John Vlissides（合稱「四人幫」）出版嘅經典著作《Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software》，正式將設計模式推廣至軟件開發界。

設計模式分類

設計模式一般分為三大類，每類針對唔同嘅問題而設計：

創建型模式（Creational Patterns）

創建型模式主要處理對象嘅創建問題，確保喺唔同嘅創建過程中保持對象嘅一致性同靈活性。

單例模式（Singleton）：確保一個類只會有一個實例，並提供全局訪問點。
工廠模式（Factory Method）：定義一個接口，讓子類決定實例化邊個類。
抽象工廠模式（Abstract Factory）：提供創建相關對象家族嘅接口，無需指定具體類別。
建造者模式（Builder）：將一個複雜對象嘅構建過程與其表示分離。
原型模式（Prototype）：用現有嘅對象作為模版，通過複製來創建新對象。

結構型模式（Structural Patterns）

結構型模式處理類同埋對象之間嘅組合，確保系統嘅結構清晰。

適配器模式（Adapter）：將一個類嘅接口轉換成客戶期望嘅另一個接口。
裝飾者模式（Decorator）：動態為對象添加新功能，而唔改變其結構。
代理模式（Proxy）：為其他對象提供一個代理，以控制對象嘅訪問。
橋接模式（Bridge）：分離抽象部分同埋實現部分，令兩者可以獨立變化。
組合模式（Composite）：將對象組合成樹形結構，表示「部分-整體」嘅層次結構。
外觀模式（Facade）：為子系統提供一個統一嘅接口，簡化系統使用。

行為型模式（Behavioral Patterns）

行為型模式關注類同埋對象之間嘅協作同通信。

策略模式（Strategy）：定義一系列算法，並將每個算法封裝起來，讓佢哋可以互相替換。
觀察者模式（Observer）：定義一對多嘅依賴關係，當一個對象改變時通知所有依賴對象。
命令模式（Command）：將請求封裝成對象，從而可以參數化其他對象。
責任鏈模式（Chain of Responsibility）：將請求沿著責任鏈傳遞，直到有對象處理佢。
狀態模式（State）：當對象內部狀態改變時，改變其行為。
模板方法模式（Template Method）：定義算法嘅骨架，將某啲步驟延遲到子類實現。
迭代器模式（Iterator）：提供一種方法順序訪問集合對象，而唔需要暴露其內部結構。

優勢

提高代碼重用性：設計模式提供可重用嘅解決方案，減少重複編寫代碼。
促進代碼可維護性：通過清晰嘅結構，同一團隊嘅程序員更易理解同修改代碼。
提升可擴展性：設計模式令系統更容易適應需求變化。
標準化設計語言：程序員可以用設計模式作為溝通嘅共同語言。

應用場景

單例模式：例如應用配置管理器、日誌系統等需要全局唯一嘅對象。
工廠模式：涉及大量對象創建時，例如數據庫連接對象。
觀察者模式：用喺事件驅動系統，例如 GUI 程序或訊息推送系統。