系统的设计模式是软件工程中经过验证的解决方案模板，用于解决特定设计问题。它们是开发者在长期实践中总结出来的经验结晶，旨在提高代码的可维护性、可扩展性和复用性。以下是设计模式的核心要点：

一、设计模式的定义与作用

核心目标

通过封装通用解决方案，减少重复开发，简化代码结构。

主要作用

代码复用：

避免重复造轮子，快速实现常见功能。

可维护性：模块化设计，便于修改和扩展。

可扩展性：通过模板或策略模式轻松适配变化。

解耦：降低模块间的依赖关系，提升系统灵活性。

二、设计模式的分类

根据功能不同，设计模式分为三大类：

创建型模式

单例模式：

确保一个类只有一个实例，提供全局访问点（如硬件驱动管理）。

工厂方法模式：定义创建对象接口，子类决定实例化具体类（如硬件抽象层）。

抽象工厂模式：提供一组相关或依赖对象的创建接口。

结构型模式

适配器模式：

将一个类的接口转换为客户期望的另一个接口形式。

装饰模式：动态扩展对象功能，比继承更灵活。

代理模式：控制对对象访问，如懒加载或权限控制。

行为型模式

观察者模式：

定义对象间一对多依赖关系，实现事件驱动通信。

策略模式：封装算法族，允许动态切换行为。

命令模式：将请求封装为对象，支持撤销和扩展。

三、设计模式的核心原则

单一职责原则：

每个类应只负责一项职责，降低复杂度。

开闭原则：

系统应能扩展新功能而不修改原有代码。

依赖倒置原则：

高层模块依赖抽象接口而非具体实现。

四、典型应用场景

嵌入式系统：使用工厂方法模式管理硬件资源，单例模式统一配置。

人机界面：适配器模式集成第三方控件，观察者模式处理事件通知。

数据库访问：策略模式动态选择数据库操作策略。

五、总结

设计模式是软件工程的基石，通过模板化解决方案提升开发效率。选择合适的设计模式需结合具体场景，权衡灵活性与可维护性。