GOF设计模式中各模式支持的可变方面（封装变化）

GOF（Gang of Four）设计模式中，每种模式都旨在解决特定类型的问题，并通过封装变化来提高代码的可维护性和灵活性。以下是各模式支持的可变方面（封装变化）的详细说明：

1. 创建型模式（Creational Patterns）

这类模式关注对象的创建机制，试图封装对象创建过程中的变化。

1.1 单例模式（Singleton Pattern）

• 封装变化：确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。
• 应用场景：全局配置、日志记录、数据库连接池等。

1.2 工厂方法模式（Factory Method Pattern）

• 封装变化：将对象的创建延迟到子类中实现。
• 应用场景：不同产品类型的创建，如图形界面中的按钮、对话框。

1.3 抽象工厂模式（Abstract Factory Pattern）

• 封装变化：提供一个接口，用于创建一系列相关或依赖的对象，而不指定具体的类。
• 应用场景：多个产品系列（如不同操作系统下的UI组件）的创建。

1.4 建造者模式（Builder Pattern）

• 封装变化：将复杂对象的构建过程与其表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。
• 应用场景：复杂对象的创建过程，如文档生成、画图算法。

1.5 原型模式（Prototype Pattern）

• 封装变化：通过克隆现有对象来创建新对象，而不是通过标准构造函数。
• 应用场景：对象创建成本高、需要避免构造函数调用的情况。

2. 结构型模式（Structural Patterns）

这类模式关注类和对象的组合，通过封装对象之间的组合关系来提高灵活性。

2.1 适配器模式（Adapter Pattern）

• 封装变化：将一个类的接口转换成客户端期望的另一个接口。
• 应用场景：使不兼容的接口可以一起工作。

2.2 桥接模式（Bridge Pattern）

• 封装变化：将抽象部分与实现部分分离，使它们可以独立变化。
• 应用场景：有两个独立变化维度的系统，如图形编辑器中的形状和颜色。

2.3 组合模式（Composite Pattern）

• 封装变化：将对象组合成树形结构以表示“部分-整体”的层次结构。
• 应用场景：处理递归结构的数据，如文件系统、组织结构。

2.4 装饰器模式（Decorator Pattern）

• 封装变化：动态地给对象添加职责，而不修改其代码。
• 应用场景：需要在不改变对象结构的情况下扩展其功能。

2.5 外观模式（Facade Pattern）

• 封装变化：为子系统中的一组接口提供一个统一的接口，简化其使用。
• 应用场景：简化复杂子系统的使用，如操作系统的API。

2.6 享元模式（Flyweight Pattern）

• 封装变化：通过共享技术有效地支持大量细粒度的对象。
• 应用场景：需要大量相似对象，如文本编辑器中的字符渲染。

2.7 代理模式（Proxy Pattern）

• 封装变化：为其他对象提供一个代理以控制对这个对象的访问。
• 应用场景：控制对象的访问，如远程代理、虚拟代理。

3. 行为型模式（Behavioral Patterns）

这类模式关注对象之间的职责分配，通过封装对象之间的交互和通信来提高灵活性。

3.1 责任链模式（Chain of Responsibility Pattern）

• 封装变化：将请求的发送者和接收者解耦，允许多个对象都有机会处理该请求。
• 应用场景：处理请求的多个处理器，如日志记录、权限检查。

3.2 命令模式（Command Pattern）

• 封装变化：将请求封装为对象，从而使请求的发送者和接收者解耦。
• 应用场景：实现撤销、重做、事务处理，如图形界面中的菜单项。

3.3 解释器模式（Interpreter Pattern）

• 封装变化：定义语言的文法，并提供解释器来解释该语言。
• 应用场景：解析和执行特定语言的表达式，如SQL查询。

3.4 迭代器模式（Iterator Pattern）

• 封装变化：提供一种方法顺序访问一个聚合对象中的各个元素，而不暴露其内部表示。
• 应用场景：集合类的遍历，如列表、树等。

3.5 中介者模式（Mediator Pattern）

• 封装变化：用一个中介对象来封装一系列的对象交互，使对象之间不直接相互作用。
• 应用场景：复杂的对象交互，如聊天室、GUI组件交互。

3.6 备忘录模式（Memento Pattern）

• 封装变化：在不破坏封装性的前提下，捕获并恢复一个对象的内部状态。
• 应用场景：实现撤销、重做功能，如文本编辑器的撤销操作。

3.7 观察者模式（Observer Pattern）

• 封装变化：定义对象间的一对多依赖关系，当一个对象状态改变时，所有依赖它的对象都得到通知并自动更新。
• 应用场景：事件处理系统、数据绑定、发布-订阅系统。

3.8 状态模式（State Pattern）

• 封装变化：允许对象在其内部状态改变时改变其行为。
• 应用场景：状态驱动的系统，如有限状态机、工作流系统。

3.9 策略模式（Strategy Pattern）

• 封装变化：定义一系列算法，并将每个算法封装起来，使它们可以互换。
• 应用场景：算法选择，如排序、支付方式选择。

3.10 模板方法模式（Template Method Pattern）

• 封装变化：定义算法的骨架，将某些步骤延迟到子类中实现。
• 应用场景：算法的固定结构和可变部分，如文档生成、游戏引擎。

3.11 访问者模式（Visitor Pattern）

• 封装变化：在不改变元素类的前提下定义新的操作。
• 应用场景：扩展元素类的操作，如编译器中的语法树遍历。

总结

GOF设计模式通过封装变化来提高代码的灵活性和可维护性。每种模式都针对特定类型的变化，提供了相应的解决方案。理解这些模式及其封装的变化方面，可以帮助开发者在面对复杂的设计问题时，选择合适的模式来解决问题。