摘要
模板方法模式是一种行为型设计模式，它定义了一个算法的骨架，将某些步骤的具体实现延迟到子类中。模板方法模式通过抽象类和具体类的组合来实现，抽象类定义了算法的骨架和抽象步骤，具体类实现了具体的步骤。
在模板方法模式中，算法的骨架由抽象类的模板方法来定义，模板方法包含一系列的抽象步骤，子类需要实现这些抽象步骤来完成算法的具体实现。模板方法还可以定义一些具体的步骤，这些步骤在抽象类中已经实现，子类不能重写。
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模板方法模式的结构
模板方法模式由以下几个角色组成：
- 抽象类（Abstract Class）：定义了一个模板方法，该方法定义了算法的骨架，包含一系列抽象步骤，子类需要实现这些步骤。
- 具体类（Concrete Class）：继承自抽象类，实现了抽象步骤，完成算法的具体实现。
模板方法模式的应用场景
模板方法模式适用于以下情况：
- 当多个类具有相同的算法骨架，但其中某些步骤的实现可能不同，可以使用模板方法模式。
- 当需要在不改变算法结构的情况下，只改变算法的某些步骤的实现时，可以使用模板方法模式。
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代理模式是一种结构型设计模式，它允许通过代理对象控制对另一个对象的访问。在代理模式中，代理对象充当了客户端和目标对象之间的中介，从而可以在不改变目标对象的情况下添加额外的功能。
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代理模式由以下几个角色组成：
- 抽象主题（Subject）：定义了目标对象和代理对象的共同接口，这样代理对象就可以替代目标对象。
- 目标对象（Real Subject）：实际执行业务逻辑的对象，代理对象将请求转发给目标对象。
- 代理对象（Proxy）：包含一个指向目标对象的引用，并在调用目标对象之前或之后执行额外的操作。
代理模式的应用场景
代理模式适用于以下情况：
- 当需要在不改变目标对象的情况下添加额外功能时，可以使用代理模式。
- 当目标对象的创建和销毁需要额外的控制时，可以使用代理模式。
- 当需要对目标对象进行保护和访问控制时，可以使用代理模式。
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享元模式是一种结构型设计模式，它旨在通过共享尽可能多的对象来最小化内存使用和提高性能。该模式适用于需要创建大量相似对象的情况，通过共享这些对象的共同部分，可以减少内存占用和对象创建的开销。
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如何实现享元模式？
在实现享元模式时，我们需要将对象分为两个部分：内部状态(Intrinsic State)和外部状态(Extrinsic State)。内部状态是对象共享的部分，它不随外部环境的变化而改变。外部状态是对象特定的部分，它会随着外部环境的变化而变化。
享元模式的关键是使用一个工厂类来管理共享对象的创建和获取。工厂类维护一个对象池，用于存储已创建的对象。当需要获取对象时，首先检查对象池中是否存在符合条件的对象，如果存在则返回已存在的对象，否则创建一个新对象并添加到对象池中。
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外观模式提供了一个高层接口，这个接口使得这一子系统更加容易使用。简单来说，外观模式就像是一个建筑物的“门面”，它隐藏了内部的复杂结构，只展示给用户简单、清晰的操作界面。
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外观模式的组件
外观模式主要涉及两个组件：
- 外观（Facade）：一个提供简单接口的类，它调用系统中的其他类来完成任务。
- 复杂子系统：由多个类组成，每个类都有特定的责任和行为。这些类可以是库、框架或者系统的其他部分。
外观模式的优点
- 简化接口：它为复杂的子系统提供一个简单的接口。
- 降低耦合度：客户端与子系统的耦合度降低，因为客户端只需要与外观交互。
- 提高灵活性：对子系统的修改不会影响到客户端。
外观模式的缺点
- 不符合开闭原则：如果子系统需要添加新功能，可能需要修改外观类。
外观模式的例子
假设我们有一个家庭影院系统，它由多个部分组成：投影仪、音响、DVD播放器等。每个部分有自己的操作方式，如果用户直接与这些复杂的子系统交互，可能会感到困惑。因此，我们可以创建一个外观类来简化这些操作。
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组合模式是一种结构型设计模式，它允许你将对象组合成树形结构来表现整体/部分的层次结构。组合模式使得客户端可以统一对待单个对象和组合对象。
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组合模式的关键角色
- Component：这是组合中对象声明接口的抽象类，在适当的情况下，实现所有类共有接口的默认行为。它声明了一个接口用于访问和管理子部件。
- Leaf：在组合中表示叶节点对象，叶节点没有子节点。
- Composite：定义有子部件的那些部件的行为，存储子部件，并在Component接口中实现与子部件有关的操作。
组合模式的优点
- 简化客户端代码，因为它可以一致地对待单个对象和组合对象。
- 更容易增加新类型的组件，因为你不需要改变现有的代码。
组合模式的缺点
- 设计上可能会更加复杂，因为你需要创建一个共同的接口和一个抽象类，这些类的层次结构可以变得非常深和复杂。
- 在组合模式中，设计初期需要仔细考虑系统的结构，以支持未来的变化。
