在系统分析师的备考过程中，设计模式是一个非常重要的部分。掌握23种经典设计模式的分类与应用场景，对于提升软件设计能力和解决复杂问题具有重要意义。本文将详细解析设计模式的三种分类：创建型、结构型和行为型，并附上UML类图与代码示例，帮助考生更好地理解和应用这些设计模式。
一、创建型设计模式
创建型设计模式主要关注对象的创建过程，通过抽象和封装对象的创建逻辑，使得系统更加灵活和可扩展。常见的创建型设计模式包括单例模式、工厂方法模式、抽象工厂模式、建造者模式和原型模式。
- 单例模式：确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。常用于日志记录、数据库连接池等场景。
- 工厂方法模式：定义一个创建对象的接口，但由子类决定实例化哪个类。适用于需要灵活切换产品系列的场景。
- 抽象工厂模式：提供一个接口，用于创建相关或依赖对象的家族，而不需要明确指定具体类。适用于需要创建一系列相关对象的场景。
- 建造者模式：将一个复杂对象的构建与它的表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。适用于创建复杂对象的场景。
- 原型模式：通过复制现有对象来创建新对象，减少创建成本。适用于需要避免重复初始化过程的场景。
二、结构型设计模式
结构型设计模式关注类和对象的组合，通过继承、组合和关联等方式将类和对象组合成更大的结构。常见的结构型设计模式包括适配器模式、装饰器模式、代理模式、外观模式、桥接模式、组合模式和享元模式。
- 适配器模式：将一个类的接口转换成客户端期望的另一个接口，使得原本不兼容的类可以一起工作。
- 装饰器模式：动态地给对象添加一些额外的职责，而不破坏原有的结构。
- 代理模式：为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。
- 外观模式：为子系统中的一组接口提供一个一致的界面，使得子系统更加容易使用。
- 桥接模式：将抽象部分与它的实现部分分离，使它们都可以独立地变化。
- 组合模式：将对象组合成树形结构以表示“部分-整体”的层次结构，使得用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性。
- 享元模式：通过共享技术有效地支持大量细粒度的对象。
三、行为型设计模式
行为型设计模式关注对象之间的责任分配和通信，通过定义对象间的消息传递和行为来明确它们的交互方式。常见的行为型设计模式包括模板方法模式、策略模式、状态模式、观察者模式、中介者模式、备忘录模式、解释器模式、迭代器模式、责任链模式和命令模式。
- 模板方法模式：定义一个操作中的算法的骨架，而将一些步骤延迟到子类中。
- 策略模式：定义一系列算法，把它们一个个封装起来，并且使它们可相互替换。
- 状态模式：允许一个对象在其内部状态改变时改变它的行为。
- 观察者模式：定义对象间的一种一对多的依赖关系，当一个对象的状态发生改变时，所有依赖于它的对象都得到通知并被自动更新。
- 中介者模式：用一个中介对象来封装一系列的对象交互。
- 备忘录模式：在不破坏封装性的前提下，捕获一个对象的内部状态，并在该对象之外保存这个状态。
- 解释器模式：给定一个语言，定义它的文法的一种表示，并定义一个解释器，这个解释器使用该表示来解释语言中的句子。
- 迭代器模式：提供一种方法顺序访问一个聚合对象中各个元素，而又不需暴露该对象的内部表示。
- 责任链模式：使多个对象都有机会处理请求，从而避免请求的发送者和接收者之间的耦合关系。
- 命令模式：将一个请求封装为一个对象，从而使你可用不同的请求把客户端参数化，对请求排队或记录请求日志，以及支持可撤销的操作。
为了更好地理解和应用这些设计模式，建议考生结合UML类图和代码示例进行学习。通过绘制UML类图，可以清晰地看到各个设计模式的类之间的关系和交互方式；通过编写代码示例，可以加深对设计模式实现细节的理解。
总之，掌握23种经典设计模式的分类与应用场景，对于系统分析师备考具有重要意义。希望本文能够帮助考生更好地理解和应用这些设计模式，提升软件设计能力和解决问题的能力。
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