设计模式总览：解析常见的五种设计模式及其应用
在软件工程领域，设计模式是解决特定问题的可重用解决方案。它们旨在提高代码的可维护性、可扩展性和性能。以下将介绍五种常见的设计模式，并探讨它们在实际开发中的应用。
单例模式（Singleton）
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。这种模式常用于配置类、工具类等。例如，数据库连接池、日志管理器等，都是单例模式的应用。
```html
单例模式的特点
- 确保全局只有一个实例。
- 提供全局访问点。
- 防止多次创建实例，节省资源。
```
工厂模式（Factory Method）
工厂模式是一种创建型模式，它通过定义一个接口，让子类决定实例化哪个类。这种模式有助于降低系统的复杂度，提高代码的可扩展性。工厂模式在框架设计中应用广泛，如Spring框架中的Bean工厂。
```html
工厂模式的特点
- 降低系统复杂度。
- 提高代码的可扩展性。
- 定义接口，子类决定实例化哪个类。
```
观察者模式（Observer）
观察者模式是一种行为型模式，它定义了对象之间的一对多依赖关系。当一个对象的状态发生变化时，所有依赖于它的对象都会收到通知。这种模式在事件驱动程序中应用广泛，如GUI事件处理。
```html
观察者模式的特点
- 实现对象之间的解耦。
- 降低系统的复杂度。
- 易于扩展。
```
装饰者模式（Decorator）
装饰者模式是一种结构型模式，它动态地给一个对象添加一些额外的职责，而不改变其接口。这种模式在Java中的IO操作中应用广泛，如FileInputStream和BufferedInputStream。
```html
装饰者模式的特点
- 动态地给对象添加额外职责。
- 不改变对象的接口。
- 易于扩展。
```
策略模式（Strategy）
策略模式是一种行为型模式，它定义了一系列算法，并将每个算法封装起来，使它们可以互相替换。这种模式在Java中的排序算法实现中应用广泛，如Collections.sort()方法。
```html
策略模式的特点
- 定义一系列算法，使它们可以互相替换。
- 提高代码的可扩展性和复用性。
- 降低算法与使用算法的代码之间的耦合度。
```
以上五种设计模式是软件工程中常见的模式，掌握它们有助于提高代码质量，提升开发效率。在实际项目中，可以根据需求选择合适的设计模式，以提高系统的可维护性和可扩展性。
