以下是軟件設計中常見的 **23種經典設計模式**（基于《設計模式：可復用面向對象軟件的基礎》GoF 的經典分類），并結合 **Python 語言特性**的簡要說明和典型應用場景。我將它們分為 **創建型、結構型、行為型** 三大類，供你系統學習：

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### **一、創建型模式 (Creational Patterns)**
關注對象的創建機制，提高代碼靈活性和可復用性。
1. **單例模式 (Singleton)** ?
? ?- **目的**: 確保一個類只有一個實例，并提供全局訪問點。 ?
? ?- **Python 應用**: 模塊天然單例、元類控制實例化、`__new__` 方法重寫。 ?
? ?- **場景**: 配置管理、數據庫連接池。

2. **工廠方法模式 (Factory Method)** ?
? ?- **目的**: 定義一個創建對象的接口，由子類決定實例化哪個類。 ?
? ?- **Python 應用**: 類方法作為工廠函數，返回不同子類對象。 ?
? ?- **場景**: 動態創建不同數據格式的解析器。

3. **抽象工廠模式 (Abstract Factory)** ?
? ?- **目的**: 創建一系列相關或依賴對象的家族，而無需指定具體類。 ?
? ?- **Python 應用**: 通過工廠類組合多個工廠方法。 ?
? ?- **場景**: GUI 庫跨平臺組件（按鈕、文本框）。

4. **建造者模式 (Builder)** ?
? ?- **目的**: 將復雜對象的構建與其表示分離，分步驟構造對象。 ?
? ?- **Python 應用**: 鏈式調用配置對象屬性。 ?
? ?- **場景**: 構造復雜查詢語句、HTTP 請求生成。

5. **原型模式 (Prototype)** ?
? ?- **目的**: 通過復制現有對象來創建新對象，避免重復初始化。 ?
? ?- **Python 應用**: `copy` 模塊（`deepcopy` 實現深拷貝）。 ?
? ?- **場景**: 游戲中的敵人克隆、配置模板復制。

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### **二、結構型模式 (Structural Patterns)**
處理類或對象的組合，形成更大的結構。
6. **適配器模式 (Adapter)** ?
? ?- **目的**: 將不兼容接口轉換為客戶端期望的接口。 ?
? ?- **Python 應用**: 類適配器（多繼承）、對象適配器（組合）。 ?
? ?- **場景**: 集成第三方庫的舊接口。

7. **橋接模式 (Bridge)** ?
? ?- **目的**: 將抽象部分與其實現部分分離，使二者獨立變化。 ?
? ?- **Python 應用**: 抽象類與實現類解耦。 ?
? ?- **場景**: 不同圖形渲染引擎的切換。

8. **組合模式 (Composite)** ?
? ?- **目的**: 以樹形結構組合對象，統一處理單個對象和組合對象。 ?
? ?- **Python 應用**: 遞歸處理文件系統目錄結構。 ?
? ?- **場景**: 菜單嵌套子菜單、UI 組件樹。

9. **裝飾器模式 (Decorator)** ?
? ?- **目的**: 動態地為對象添加額外職責，比繼承更靈活。 ?
? ?- **Python 應用**: `@decorator` 語法糖，函數包裝器。 ?
? ?- **場景**: 日志記錄、權限校驗、緩存增強。

10. **外觀模式 (Facade)** ?
? ? - **目的**: 提供統一的接口簡化子系統復雜性。 ?
? ? - **Python 應用**: 封裝底層模塊調用流程。 ?
? ? - **場景**: API 網關、數據庫遷移工具。

11. **享元模式 (Flyweight)** ?
? ? - **目的**: 共享大量細粒度對象，減少內存消耗。 ?
? ? - **Python 應用**: 緩存常用對象（如字符、圖標）。 ?
? ? - **場景**: 文本編輯器中的字符渲染、游戲中的粒子系統。

12. **代理模式 (Proxy)** ?
? ? - **目的**: 為其他對象提供代理以控制對其訪問。 ?
? ? - **Python 應用**: 延遲加載（Lazy Loading）、權限控制。 ?
? ? - **場景**: 圖片懶加載、ORM 中的延遲查詢。

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### **三、行為型模式 (Behavioral Patterns)**
關注對象間的通信和職責分配。
13. **責任鏈模式 (Chain of Responsibility)** ?
? ? - **目的**: 將請求的發送者和接收者解耦，使多個對象都有機會處理請求。 ?
? ? - **Python 應用**: 鏈表式處理器傳遞請求。 ?
? ? - **場景**: HTTP 中間件、異常處理鏈。

14. **命令模式 (Command)** ?
? ? - **目的**: 將請求封裝為對象，支持請求的排隊、日志、撤銷。 ?
? ? - **Python 應用**: 封裝函數為可調用對象。 ?
? ? - **場景**: 任務隊列、GUI 按鈕操作。

15. **解釋器模式 (Interpreter)** ?
? ? - **目的**: 定義語言的語法，并解釋執行語句。 ?
? ? - **Python 應用**: 實現 DSL（領域特定語言）。 ?
? ? - **場景**: 正則表達式引擎、SQL 解析。

16. **迭代器模式 (Iterator)** ?
? ? - **目的**: 提供一種方法順序訪問聚合對象的元素，而無需暴露內部結構。 ?
? ? - **Python 應用**: `__iter__` 和 `__next__` 方法實現迭代協議。 ?
? ? - **場景**: 遍歷自定義集合、分頁查詢。

17. **中介者模式 (Mediator)** ?
? ? - **目的**: 定義一個中介對象封裝對象間的交互，降低耦合度。 ?
? ? - **Python 應用**: 聊天室協調多個用戶通信。 ?
? ? - **場景**: 事件總線、UI 組件通信。

18. **備忘錄模式 (Memento)** ?
? ? - **目的**: 在不破壞封裝的前提下，捕獲并保存對象狀態以便恢復。 ?
? ? - **Python 應用**: 序列化對象狀態（`pickle`）。 ?
? ? - **場景**: 撤銷操作、游戲存檔。

19. **觀察者模式 (Observer)** ?
? ? - **目的**: 定義對象間的一對多依賴關系，當對象狀態變化時自動通知依賴項。 ?
? ? - **Python 應用**: Django Signals、事件監聽。 ?
? ? - **場景**: 實時數據監控、發布訂閱系統。

20. **狀態模式 (State)** ?
? ? - **目的**: 允許對象在其內部狀態改變時改變行為。 ?
? ? - **Python 應用**: 狀態機實現，上下文類委托狀態對象。 ?
? ? - **場景**: 訂單狀態流轉、游戲角色行為切換。

21. **策略模式 (Strategy)** ?
? ? - **目的**: 定義一系列算法，封裝每個算法并使它們可互換。 ?
? ? - **Python 應用**: 函數作為一等公民傳遞策略。 ?
? ? - **場景**: 排序算法選擇、支付方式切換。

22. **模板方法模式 (Template Method)** ?
? ? - **目的**: 定義算法的骨架，將某些步驟延遲到子類實現。 ?
? ? - **Python 應用**: 抽象基類（`abc` 模塊）定義模板方法。 ?
? ? - **場景**: 數據處理的標準化流程（如 ETL）。

23. **訪問者模式 (Visitor)** ?
? ? - **目的**: 在不修改類的前提下為類添加新操作。 ?
? ? - **Python 應用**: 雙重分派（`@singledispatch`）。 ?
? ? - **場景**: 語法樹分析、報表生成。

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### **其他常用模式 (補充)**
- **依賴注入 (Dependency Injection)**: 通過外部傳遞依賴對象（如 Flask 的上下文管理）。
- **對象池模式 (Object Pool)**: 復用昂貴資源（如數據庫連接池）。
- **規格模式 (Specification)**: 組合業務規則（如查詢過濾器）。

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### **學習建議**
1. **按分類循序漸進**：先掌握創建型，再結構型，最后行為型。
2. **結合 Python 特性**：理解 Python 的動態性和簡潔語法如何簡化模式實現。
3. **實踐項目驅動**：嘗試在框架（如 Django、Flask）或開源代碼中尋找模式應用。
4. **對比模式差異**：例如區分「策略模式」與「狀態模式」、「代理模式」與「裝飾器模式」。

如果需要更詳細的某個模式的代碼示例或深入解析，請告訴我，我可以為你展開說明！