程序设计模式，本质是程序员在长期开发实践中，总结出的解决特定问题的“可复用、标准化模板”。它不是语法规则，而是一种编程思路和设计经验，学会运用设计模式，能让我们的代码更简洁、可维护、可扩展，同时降低团队协作的沟通成本。本节课将结合编程基础场景，拆解10大核心程序设计模式，重点讲解其核心思想、适用场景，避免复杂源码，贴合基础学习需求。
一、单例模式（Singleton Pattern）
核心思想：保证一个类在整个程序运行过程中，只创建一个实例对象，且提供一个全局唯一的访问方式，避免重复创建对象造成的内存浪费。
适用场景：程序中某个类的对象无需多个实例，比如数据库连接池、全局配置管理器、日志打印机等。例如，我们开发一个简单的计算器程序，全局只需要一个计算器对象，就可以用单例模式实现。
基础要点：核心是“私有构造方法+全局静态方法”，禁止外部随意创建实例，只允许通过指定方法获取唯一实例。
二、工厂模式（Factory Pattern）
核心思想：将对象的创建逻辑与使用逻辑分离，由“工厂类”统一负责创建对象，调用者无需关心对象的创建细节，只需根据需求向工厂请求即可。
适用场景：需要创建多种同类对象、对象创建过程较复杂（如需要初始化参数、判断条件）时使用。例如，开发一个图形绘制程序，有圆形、矩形、三角形三种图形，我们可以创建一个“图形工厂”，调用者只需告诉工厂“要绘制圆形”，工厂就会返回圆形对象，无需自己编写圆形的创建代码。
基础分类：简单工厂（适合少量同类对象）、工厂方法（适合扩展新对象），本节课重点掌握简单工厂的设计思路。
三、抽象工厂模式（Abstract Factory Pattern）
核心思想：在工厂模式的基础上，支持创建“一组相关联的对象”，无需指定具体类，而是通过抽象接口统一管理，适配更复杂的场景。
适用场景：程序中存在多组“配套对象”，比如电脑的“CPU+主板+内存”，不同品牌的电脑有不同的配套组合，此时可以用抽象工厂模式，创建不同品牌的“电脑组件工厂”，统一生成配套组件。
与工厂模式区别：工厂模式创建“单个对象”，抽象工厂模式创建“一组关联对象”。
四、建造者模式（Builder Pattern）
核心思想：将复杂对象的创建过程拆分成多个步骤，允许按照不同的顺序或配置，逐步构建出不同的对象，重点关注“对象的构建步骤”。
适用场景：复杂对象的创建需要多个步骤，且步骤可灵活调整。例如，开发一个“用户信息注册”功能，用户信息包含姓名、手机号、邮箱、地址等字段，有的用户只填必填项（姓名、手机号），有的用户填完整信息，此时可以用建造者模式，逐步添加字段，构建出不同的用户对象。
与工厂模式区别：工厂模式注重“快速创建对象”，建造者模式注重“按步骤、灵活构建对象”。
五、原型模式（Prototype Pattern）
核心思想：利用已有的对象（原型），通过“复制”的方式创建新对象，无需重新执行创建逻辑，提高对象创建效率，尤其适合创建复杂对象。
适用场景：需要频繁创建与现有对象结构相似、仅部分属性不同的对象。例如，开发一个“商品列表”功能，多个商品的分类、品牌、单价相同，只有名称、库存不同，此时可以创建一个“商品原型”，通过复制原型，修改少量属性，快速生成多个商品对象。
基础要点：核心是“克隆”，分为浅克隆（仅复制对象本身，不复制关联对象）和深克隆（复制对象及所有关联对象），基础阶段重点掌握浅克隆。
六、适配器模式（Adapter Pattern）
核心思想：解决两个现有接口不兼容的问题，通过创建一个“适配器类”，将一个接口转换成另一个接口，让原本无法配合工作的类能够协同工作。
适用场景：项目中引入第三方工具、复用旧代码时，出现接口不匹配的情况。例如，我们有一个旧的“支付接口”，只能接收微信支付请求，现在需要接入支付宝支付，支付宝的接口格式与旧接口不同，此时可以创建一个“支付适配器”，将支付宝接口转换成旧接口的格式，无需修改旧代码。
形象类比：就像手机充电器的“转接头”，解决不同接口的充电需求。
七、装饰器模式（Decorator Pattern）
核心思想：在不修改原有类代码的前提下，动态地给对象添加新的功能，通过“装饰器类”包裹原有对象，层层添加功能，实现功能的灵活扩展。
适用场景：需要给对象添加额外功能，且功能可灵活组合。例如，开发一个“文本编辑”功能，基础功能是“输入文本”，我们可以通过装饰器，给它添加“加粗”“斜体”“下划线”等功能，用户可以根据需求，组合使用这些装饰器（比如既加粗又斜体）。
与继承区别：继承是静态扩展功能（修改类代码），装饰器是动态扩展功能（不修改类代码）。
八、观察者模式（Observer Pattern）
核心思想：定义“一对多”的依赖关系，当一个对象（被观察者）的状态发生变化时，所有依赖它的对象（观察者）都会自动收到通知，并做出相应的响应。
适用场景：需要实现“状态联动”的场景，比如消息通知、数据同步。例如，开发一个“天气预报”功能，被观察者是“天气数据”，观察者是“手机APP、网页端、小程序”，当天气数据更新时，所有观察者都会自动显示最新的天气信息。
核心角色：被观察者（存储观察者、通知观察者）、观察者（接收通知、执行响应逻辑）。
九、策略模式（Strategy Pattern）
核心思想：定义一组算法，将每个算法封装成独立的类，让算法之间可以相互替换，且调用者无需关心算法的具体实现，只需根据场景选择合适的算法。
适用场景：同一个问题有多种解决方法，且方法需要灵活切换。例如，开发一个“排序”功能，有冒泡排序、选择排序、插入排序三种算法，我们可以将每种算法封装成一个“策略类”，调用者可以根据数据量的大小，选择不同的排序策略（数据量小时用插入排序，数据量大时用冒泡排序）。
优势：避免大量的if-else判断（无需判断用哪种算法），算法可独立扩展、复用。
十、模板方法模式（Template Method Pattern）
核心思想：定义一个“算法模板”（抽象类），将算法的核心步骤固定下来，其中部分步骤延迟到子类中实现，子类可以修改具体步骤，但不能改变算法的整体流程。
适用场景：多个类的算法流程一致，仅部分步骤不同。例如，开发一个“考试答题”功能，所有考生的答题流程都是“登录→查看题目→答题→提交试卷”，其中“答题”步骤因人而异（不同考生答案不同），此时可以定义一个“答题模板”，将登录、查看题目、提交试卷步骤固定，答题步骤让子类（每个考生）自行实现。
核心要点：模板类（固定流程）、子类（实现可变步骤），体现“封装不变，扩展可变”的思想。
总结
10大程序设计模式各有侧重，核心都是“复用代码、简化开发、提升可维护性”：
创建型模式（单例、工厂、抽象工厂、建造者、原型）：解决“对象如何创建”的问题；
结构型模式（适配器、装饰器）：解决“类或对象如何组合”的问题；
行为型模式（观察者、策略、模板方法）：解决“对象之间如何交互、算法如何设计”的问题。
基础阶段无需死记硬背源码，重点理解每种模式的核心思想和适用场景，在后续编程练习中，尝试判断“哪种场景用哪种模式”，逐步培养编程思维。
