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🚀 AI时代，人人都是系统设计师。本项目旨在研究设计模式、编程范式、设计原则与微服务架构等，通过C/Java/Go/JavaScript/Python等多种语言实现样例。帮助您深入理解问题本质，在复杂系统中做出合理的架构决策，驱动AI干活。

  • 语言Java
  • 默认分支main
  • 大小45.7 MB
  • 更新9月6日
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AI编程：设计模式与编程思想知识库大全 | English

设计模式Design Patterns与编程范式Programming Paradigms、面向对象设计(OOD)、分层架构、微服务架构知识与实例大全。

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AI时代已经到来。AI可以替代人工编码工作，但难以替代人的认知与思考。只有在深入理解编程核心（算法+数据结构、设计模式+系统架构），程序员才能在AI时代完成转型。 充分理解设计模式和架构思想，将有助你更好地设计系统和指导AI。

本仓库旨在帮助程序员和架构师构建底层能力、打牢基础，从“编码执行者”转型为“驱动AI的决策者”，从而让AI发挥更高的效率与价值。

仓库特点

  • 经典设计模式与编程范式、分层架构等详解，充分注释说明，助您彻底理解系统架构与设计思想。
  • 多种语言实现，包括C Java JavaScript Python Go、Rust等，体现不同语言特性，让你理解不同语言的差异。
  • 结合实际场景，合理运用设计模式与架构思想，提供可参考的实践示例，让您在实际项目中运用自如。
  • 不断补充和完善，打造面向工程实践的设计模式与编程思想核心资源库。与时俱进，不断打磨。

设计模式结构图 Design-patterns structure

设计模式源码 Design-patterns source

创建型 (Creational Patterns)

设计模式 说明 C源码 Java源码 JS源码 Python源码 TypeScript源码 Go源码
工厂模式（Factory Pattern） 由工厂类提供统一的创建对象的方法。 C Java JavaScript Python TypeScript Go
抽象工厂模式（Abstract Factory Pattern） 是一个超级工厂，用来创建其他工厂方法。 C Java JavaScript Python TypeScript Go
原型模式（Prototype Pattern） 利用clone()复制已有对象的实例。 C Java JavaScript Python TypeScript Go
建造者模式（Builder Pattern） 利用多个简单对象逐步构建一个复杂对象，类似建造房子。 C Java JavaScript Python TypeScript Go
单例模式（Singleton Pattern） 保证创建的类只有一个实例，并提供一个访问该实例的全局节点。 C Java JavaScript Python TypeScript Go

结构型 (Structural Patterns)

设计模式 说明 C源码 Java源码 JS源码 Python源码 TypeScript源码 Go源码
适配器模式（Adapter Pattern） 为两个不兼容的接口提供专门兼容方案。 C Java JavaScript Python TypeScript Go
桥接模式（Bridge Pattern） 将类拆分为抽象和实现两个独立的层次结构进行解耦。 C Java JavaScript Python TypeScript Go
组合模式（Composite Pattern） 依据树形结构来组合对象，用不同组件来构建某个部分或整体对象。 C Java JavaScript Python TypeScript Go
装饰器模式（Decorator Pattern） 将对象放入到一个特殊封装的对象中，赋予其新的能力。 C Java JavaScript Python TypeScript Go
外观模式（Facade Pattern） 给现有的系统添加一个高层接口，隐藏子系统的复杂性。 C Java JavaScript Python TypeScript Go
享元模式（Flyweight Pattern） 通过共享多个对象的相同状态，让有限的内存容量载入更多对象。 C Java JavaScript Python TypeScript Go
代理模式（Proxy Pattern） 用一个类来代理另一个类或几个类的功能。 C Java JavaScript Python TypeScript Go
过滤器模式（Filter Pattern） 使用不同的标准条件来过滤一组对象，并通过逻辑运算的方式把各条件连接起来。 C Java JavaScript Python TypeScript Go

行为型 (Behavioral Patterns)

设计模式 说明 C源码 Java源码 JS源码 Python源码 TypeScript源码 Go源码
策略模式（Strategy Pattern） 将每一个算法策略封装到接口中，根据需要设定策略，使具体实现和策略解耦。 C Java JavaScript Python TypeScript Go
观察者模式（Observer Pattern） 当主题对象的状态发生改变时，所有依赖对象都得到通知并被自动更新。 C Java JavaScript Python TypeScript Go
迭代器模式（Iterator Pattern） 给数据对象构建一套按顺序访问集合对象元素的方式。 C Java JavaScript Python TypeScript Go
模板方法模式（Template Method Pattern） 定义了一个抽象公开类，包含基本的算法骨架，而将一些步骤延迟到子类中。 C Java JavaScript Python TypeScript Go
责任链模式（Chain of Responsibility Pattern） 为请求创建了一个接收者对象的链，请求沿着处理者链进行发送和处理。 C Java JavaScript Python TypeScript Go
命令模式（Command Pattern） 把请求以命令的形式包裹在对象中，并传给调用对象。 C Java JavaScript Python TypeScript Go
备忘录模式（Memento Pattern） 将对象的状态捕捉住，并以备忘录的形式存储起来，以便合适的时候还原。 C Java JavaScript Python TypeScript Go
状态模式（State Pattern） 类的行为是基于它的状态改变的，不同的状态下有不同的行为。 C Java JavaScript Python TypeScript Go
访问者模式（Visitor Pattern） 封装访问者类，把各元素类的操作集合起来，目的是将数据结构与数据操作分离。 C Java JavaScript Python TypeScript Go
中介者模式（Mediator Pattern） 它用一个中介对象来封装一系列的动作，以让对象之间进行交流。 C Java JavaScript Python TypeScript Go
解释器模式（Interpreter Pattern） 实现了一个表达式接口，并能解释特定的上下文里面的变量和语句。 C Java JavaScript Python TypeScript Go

设计模式7大原则 Design-principles

原则 描述 示例代码 反例代码
1. 开闭原则 (Open Closed Principle, OCP) 对扩展开放，对修改关闭。即在不修改现有代码的基础上，通过扩展来增加功能。 例子 反例
2. 单一职责原则 (Single Responsibility Principle, SRP) 一个类应该只负责一个职责，尽量避免多重职责。 例子 反例
3. 依赖倒置原则 (Dependency Inversion Principle, DIP) 高层模块不应依赖低层模块，二者应依赖于抽象。具体实现应依赖于抽象接口，而非直接依赖具体类。 例子 反例
4. 接口隔离原则 (Interface Segregation Principle, ISP) 一个类对另一个类的依赖应建立在最小的接口上，避免不必要的接口依赖。强调高内聚低耦合。 例子 反例
5. 组合/聚合复用原则 (Composite/Aggregate Reuse Principle, CARP) 在代码复用时，应优先考虑使用组合而非继承。大多数情况下，组合比继承更灵活。 例子 反例
6. 迪米特法则 (Law of Demeter, LoD) 一个实体应尽量减少对其他实体的了解，降低系统模块间的耦合性。 例子 反例
7. 里氏代换原则 (Liskov Substitution Principle, LSP) 子类可以替代父类出现，而不会影响程序的正确性。子类可以覆盖父类的抽象方法，但不能覆盖父类的非抽象方法。 例子 反例

编程范式 Programming Paradigm

编程范式 描述 应用场景
面向过程编程 (Procedural Programming, PP) 按步骤执行程序，关注程序流程和每个操作步骤，通常通过函数或过程来实现。 适用于小型项目或功能明确的任务，常见于脚本编程或系统工具开发。
面向对象编程 (Object-Oriented Programming, OOP) 通过类和对象来组织程序，强调封装、继承、组合和多态性，关注“谁来做”而非“怎么做”。 适用于大型复杂项目，特别是需要良好的模块化和可扩展性时。
封装 (Encapsulation) 将数据和操作数据的函数包装在一起，控制外部访问方式，保障数据安全。 用于保证数据的完整性和安全性，通常在复杂对象建模时使用。
继承 (Inheritance) 通过父类与子类关系，子类继承父类的属性和方法，从而实现代码复用。 用于需要构建共享代码和功能层次结构的应用，如继承多个不同类型的动物类。
组合 (Composition) 使用对象之间的组合关系而不是继承来重用功能。 适用于灵活的模块化设计，尤其当继承关系过于复杂时，组合可以提供更高的灵活性。
多态 (Polymorphism) 允许使用相同的接口调用不同的对象，实现方法的动态绑定。 常用于处理多种类型对象的统一接口，特别是在事件处理和策略模式中。
函数式编程 (Functional Programming, FP) 通过纯函数和不可变数据来描述程序，强调“做什么”，而非“怎么做”。 适用于需要高并发、高可维护性的场景，常见于数据处理和流处理系统。
面向切面编程 (Aspect-Oriented Programming, AOP) 通过预编译和动态插入，在不修改核心业务代码的情况下，将代码挂载到指定位置。 适用于解耦关注点（如日志、事务管理等）的场景，通常用于企业级应用。
事件驱动编程 (Event-Driven Programming, EDP) 程序的执行流程由事件驱动，通过监听和响应事件来触发操作。 常见于GUI开发、服务器端开发和实时应用程序（如WebSocket、UI响应等）。
响应式编程 (Reactive Programming, RP) 以数据流和变化传播为核心，通过异步数据流实现响应式操作，自动响应数据变化。 用于处理实时数据流、UI更新和异步操作，常见于实时监控系统和流式数据处理应用。

设计思想与分层架构设计

设计思想 描述 应用场景 示例代码
MVC (Model-View-Controller) MVC是一种常见的设计模式，旨在将应用程序分为三个部分：模型（Model）处理数据、视图（View）展示用户界面、控制器（Controller）处理用户输入并更新模型和视图。 适用于需要分离表示层和业务逻辑的应用，例如Web开发、桌面应用等。通过分离关注点，提高系统的可维护性和可扩展性。 演示例子
MVP (Model-View-Presenter) MVP模式是MVC的变种，其中控制器（Controller）被替换为展示者（Presenter）。Presenter负责将数据从模型传递给视图，视图只负责显示内容，不直接与模型交互。 适用于需要更精细控制视图展示和与用户交互的应用，特别是当视图需要大量更新或变化时。 演示例子
MVVM (Model-View-ViewModel) MVVM是一种设计模式，它将视图与视图的状态和业务逻辑分开。通过引入视图模型（ViewModel），将视图的显示逻辑与业务逻辑分离，ViewModel负责为视图提供数据并响应用户操作。 适用于需要响应式数据绑定的应用，例如现代的前端开发框架（如Angular、Vue.js）和桌面应用程序（如WPF）。 演示例子
DDD (Domain-Driven Design) 领域驱动设计是一种软件设计方法，旨在通过将业务逻辑与实现细节分离，提高代码的可维护性和可扩展性。DDD将系统划分为多个层次，每个层次都有明确的职责和边界。 适用于复杂业务逻辑和高度演化的业务需求，适用于大型企业级应用，如金融系统、供应链管理、医疗管理等。 演示例子

实践项目 Practice Projects

项目 语言 架构模式 项目特色 设计模式结合点
springwind Java 框架原理实现 从零实现IoC、DI、AOP、MVC、JDBC模板 单例模式（Bean管理）、工厂模式（Bean创建）、代理模式（AOP实现）、模板方法模式（JdbcTemplate）、策略模式（多种代理策略）
knife Java Spring Boot 3.x + DDD 完整签名验证、企业工具化、分层架构 策略模式（签名策略）、建造者模式（签名构建）、适配器模式（数据源适配）、装饰器模式（拦截器增强）、观察者模式（事件发布）
springboot4ddd Java Spring Boot 4 + DDD Java 21、RocketMQ、多数据源、事件驱动 领域事件模式（事件驱动）、仓储模式（数据访问）、命令模式（CQRS）、外观模式（统一API响应）、责任链模式（异常处理）
gin-ddd Go Gin + DDD 四层架构、领域事件、RocketMQ、严格DDD 领域事件模式（事件驱动架构）、仓储模式（数据持久化）、策略模式（事件处理）、工厂模式（事件创建）、观察者模式（事件订阅）
gin-mvc Go Gin + MVC Controller/Service/Repository分层、双数据库 MVC模式（分层架构）、适配器模式（数据库适配）、策略模式（邮件服务）、模板方法模式（通用CRUD）、单例模式（配置管理）

实践项目特色说明

🏗️ 架构学习路径
  • 框架原理 → DDD实践 → 现代技术栈 → Go语言实现
  • 从底层原理到企业应用，循序渐进掌握设计模式
🎯 设计模式深度结合
  • 创建型模式：Bean管理、对象创建、配置构建
  • 结构型模式：分层架构、数据适配、代理增强
  • 行为型模式：事件驱动、策略选择、责任处理
💡 企业级特性
  • 事件驱动架构：RocketMQ集成，异步解耦
  • 多数据源支持：MySQL + PostgreSQL，灵活配置
  • 安全机制：完整签名验证，API安全保障
  • 监控健康：统一健康检查，依赖状态监控
🔧 技术栈覆盖
  • Java生态：Spring Boot 3/4、JPA、Lombok、MapStruct
  • Go生态：Gin框架、GORM、标准库最佳实践
  • 中间件：RocketMQ、Redis、数据库连接池
  • 工具链：Maven、Go Modules、Docker支持

相关链接：AI时代程序员成长体系

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