设计模式是一种用于解决软件设计问题的经验总结，是在软件开发过程中经验丰富的开发者们总结出来的最佳实践。通过使用设计模式，开发者可以在设计阶段就避免常见的设计陷阱，提高代码的可重用性和可维护性。

设计模式根据其目的和使用方式可以分为三类：创建型模式、结构型模式和行为型模式。

创建型模式

创建型模式关注对象的创建机制，主要解决对象的创建过程中的问题。其中最常用的设计模式包括工厂模式、抽象工厂模式、建造者模式和原型模式。

工厂模式通过一个公共的接口来创建对象，隐藏了对象的具体实现细节。抽象工厂模式提供了一种统一的接口用于创建一组相关或相互依赖的对象。

建造者模式将一个复杂对象的构建过程和表现分离，使得构建过程可以灵活地复用，而不必担心对象内部实现的变化。

原型模式通过复制现有对象的原型来创建新对象，避免了复杂对象的创建过程。

结构型模式

结构型模式关注对象之间的组合和关系，主要解决对象结构的问题。常用的设计模式包括适配器模式、装饰者模式、代理模式和组合模式。

适配器模式通过包装原有接口，将不兼容的类转换为可兼容的接口，使得原本不能一起工作的类可以协同工作。

装饰者模式通过动态地给对象添加额外的行为，扩展了对象的功能。代理模式通过添加一个代理对象来控制对真实对象的访问，可以在访问对象时添加额外的处理逻辑。

组合模式通过将对象组织成树形结构，使得客户端和单个对象的处理方式保持一致。

行为型模式

行为型模式关注对象之间的通信和控制流程，主要解决对象之间的交互问题。常用的设计模式包括观察者模式、策略模式、模板方法模式和命令模式。

观察者模式通过定义一对多的依赖关系，当一个对象的状态发生变化时，所有依赖它的对象都会得到通知并自动更新。策略模式通过定义一族算法，将每个算法都封装起来，使得它们可以互相替换。

模板方法模式通过定义一个操作中的算法框架，将一些步骤延迟到子类中实现，可以在不改变算法结构的情况下改变算法的某些具体步骤。

命令模式将请求封装成对象，使得可以使用不同的请求对客户端参数化，可以将请求记录下来或者撤销请求。

设计模式之间的关系

设计模式的六大原则

1、开闭原则（Open Close Principle）

开闭原则的意思是：对扩展开放，对修改关闭。在程序需要进行拓展的时候，不能去修改原有的代码，实现一个热插拔的效果。简言之，是为了使程序的扩展性好，易于维护和升级。想要达到这样的效果，我们需要使用接口和抽象类，后面的具体设计中我们会提到这点。

2、里氏代换原则（Liskov Substitution Principle）

里氏代换原则是面向对象设计的基本原则之一。 里氏代换原则中说，任何基类可以出现的地方，子类一定可以出现。LSP 是继承复用的基石，只有当派生类可以替换掉基类，且软件单位的功能不受到影响时，基类才能真正被复用，而派生类也能够在基类的基础上增加新的行为。里氏代换原则是对开闭原则的补充。实现开闭原则的关键步骤就是抽象化，而基类与子类的继承关系就是抽象化的具体实现，所以里氏代换原则是对实现抽象化的具体步骤的规范。

3、依赖倒转原则（Dependence Inversion Principle）

这个原则是开闭原则的基础，具体内容：针对接口编程，依赖于抽象而不依赖于具体。

4、接口隔离原则（Interface Segregation Principle）

这个原则的意思是：使用多个隔离的接口，比使用单个接口要好。它还有另外一个意思是：降低类之间的耦合度。由此可见，其实设计模式就是从大型软件架构出发、便于升级和维护的软件设计思想，它强调降低依赖，降低耦合。

5、迪米特法则，又称最少知道原则（Demeter Principle）

最少知道原则是指：一个实体应当尽量少地与其他实体之间发生相互作用，使得系统功能模块相对独立。

6、合成复用原则（Composite Reuse Principle）

合成复用原则是指：尽量使用合成/聚合的方式，而不是使用继承。

设计模式的使用有很多优点，可以提高代码的重用性，减少代码的重复编写。设计模式可以使代码的结构更加清晰，易于理解和维护。设计模式也可以提高代码的灵活性，使得代码更加适应需求的变化。然而，设计模式也有一些缺点。设计模式引入了额外的代码和结构，可能会增加代码的复杂性。过度使用设计模式可能导致代码变得过度抽象，难以理解和维护。在使用设计模式时需要权衡利弊，选择适当的设计模式来解决实际问题。

总之，设计模式是软件开发中非常重要的概念。通过使用设计模式，开发者可以在设计阶段就避免常见的设计陷阱，提高代码的可重用性和可维护性。不同的设计模式有不同的用途和优缺点，开发者应根据具体问题的需求选择适当的设计模式来解决问题。