23种设计模式 你学废了嘛 (23种设计模式)
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23种设计模式，你学废了嘛？
作者王争，前 Google 工程师，本文摘自《设计模式之美》专栏23种经典设计模式分为3种类型，包括创建型、结构型和行为型。
本文将把这3种类型分为3个小模块，逐一介绍每种设计模式的原理、实现、设计意图和应用场景。
通过阅读，如果你对每种模式都有印象，说明你学得不错；如果在脑子里能形成知识架构，闭上眼睛都能回忆起来，说明你学得很好；如果能有自己的理解，并在项目开发中运用，那说明你已经掌握了精髓。
一、创建型设计模式创建型设计模式主要解决对象的创建问题，包括单例模式、工厂模式、建造者模式和原型模式。
1.单例模式单例模式用于创建全局唯一的对象，一个类只允许创建一个对象，这个类就是单例类。
尽管单例很常用，但也有人认为它是一种反模式，不推荐使用。
2.工厂模式工厂模式用来创建不同但相关的对象，由给定的参数决定创建哪种类型的对象。
当创建逻辑复杂时，使用工厂模式封装对象的创建过程。
3.建造者模式建造者模式用于创建复杂对象，可以通过设置不同的参数创建不同的对象。
4.原型模式原型模式利用已有对象复制的方式创建新对象，节省创建时间。
二、结构型设计模式结构型模式主要解决类或对象组合的经典结构，包括代理模式、桥接模式、装饰器模式、适配器模式、门面模式、组合模式、享元模式。
1.代理模式代理模式为原始类定义一个代理类，主要目的是控制访问。
静态代理需要为每个类创建一个代理类，增加了维护成本。
2.桥接模式桥接模式将抽象和实现解耦，让它们能独立开发。
3.装饰器模式装饰器模式通过组合来替代继承，给原始类添加增强功能。
4.适配器模式适配器模式将不兼容的接口转换为可兼容的接口，让原本不能一起工作的类可以一起工作。
5.门面模式门面模式通过封装细粒度接口，提供组合接口，提高接口的易用性。
6.组合模式组合模式将一组对象组织成树形结构，将单个对象和组合对象都看作树中的节点。
7.享元模式享元模式的意图是复用对象，节省内存，前提是享元对象是不可变对象。
三、行为型设计模式行为型模式主要解决类或对象之间的交互问题，包括观察者模式、模板模式、策略模式、职责链模式、迭代器模式、状态模式、访问者模式、备忘录模式、命令模式、解释器模式、中介模式。
1.观察者模式观察者模式将观察者和被观察者代码解耦，应用场景广泛。
2.模板模式模板方法模式在一个方法中定义一个算法骨架，将某些步骤推迟到子类中实现。
3.策略模式策略模式定义一组算法类，将每个算法分别封装起来，让它们可以互相替换。
4.职责链模式职责链模式中，多个处理器依次处理同一个请求。
5.迭代器模式迭代器模式用来遍历集合对象，解耦容器代码和遍历代码。
6.状态模式状态模式一般用来实现状态机，常用在游戏、工作流引擎等系统开发中。
7.访问者模式访问者模式允许一个或多个操作应用到一组对象上，设计意图是解耦操作和对象本身。
8.备忘录模式备忘录模式也叫快照模式，在对象之外保存对象的状态，以便之后恢复对象为先前的状态。
9.命令模式命令模式将函数封装成对象，实现把函数像对象一样使用。
10.解释器模式解释器模式为某个语言定义它的语法表示，并定义一个解释器用来处理这个语法。
11.中介模式中介模式通过引入中介这个中间层，将一组对象之间的交互关系从多对多（网状关系）转换为一对多（星状关系）。
JAVA+项目流程中状态多,如何设计便于维护？
在Java项目流程中，状态多确实会增加项目的维护难度。为了便于维护，可以考虑以下设计方案：
综上所述，设计Java项目时需要考虑到状态多的情况，通过统一状态管理、使用状态机模式、使用设计模式、划分模块、统一命名规范等方案来处理多状态的问题，可以降低维护难度，提高代码质量。
（有限）状态机
状态机是最基本的设计模式。
而我们常常说的状态机指有限状态机，缩写是FSM（Finite State Machine）。
无限状态机仅仅是理论上存在的概念，比如，把1/3变成一个状态机的话，那这个状态就是无限循环了，实际上没啥实际的应用意义。
我们常说的状态机指有限状态机。
不夸张的说，状态机模型是世界运行的基础，大脑做的决策推演，在火星上运行的祝融号，计算机软件的底层设计，游戏中的沙雕AI，其底层逻辑都是状态机。
有限状态机的定义： 有限个状态 及在这些状态之间的转移和动作等行为的数学模型；在计算机科学中，状态机的关键要素是状态和状态的转移。
按照输入输出关系，状态机模型有2个，分别是Moore模型（发明者：Edward Moore 1956）和Mealy模型（发明者：George H. Mealy 1955），看到这俩名字，莫名的就想到了《Rick and Morty》...
这两个模型的特点可以用如下公式概括：
一句话：
Moore的设计仅仅与状态有关，Mealy的设计与状态和输入有关系。
Mealy的状态比Moore的状态要少。
它们的设计和表示方法如下所示：
moore和mealy本质上并没有什么差别，设计上可以互相转化。
上图中的A Mealy 转为 Morre 如下所示：
上图中的B Moore 转为 Mealy 如下所示：
推导过程可以参考：回到程序设计的话题，要设计一个通用的状态机程序，只用switch，case肯定是不够的；
当然，不管是用哪种语言，只要把握住状态机的三个核心要素即可，即：
画成一张图如下（手动 @陈振）：
把它转换成一个数据结构，即：
通用的设计思路是把所有的状态和状态转换表达成一个表，通过查表的形式驱动状态机运转起来。
状态转移表，示例是一个输入4个数字密码（9527）的状态转移表：
状态机的查询和运转：
运行结果展示：
在python里面有一个transitions状态机库，感兴趣的同学可以自己学习一把。
运行结果：
掌握了核心思想，设计一个状态机的通用程序并不是很复杂的事情。
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