设计模式在软件开发中具有至关重要的作用，能够有效提高代码的可维护性、可扩展性和可复用性。本文将详细探讨三种常用的设计模式：策略模式、装饰器模式和观察者模式。
策略模式是一种行为设计模式，它定义了一系列算法，并将每一个算法封装起来，使它们可以互相替换。这种模式让代码更加灵活，避免了使用多重条件语句，提高了代码的扩展性。例如，在电商系统中，根据不同的促销活动，商品的价格计算方式可能会有所不同。通过策略模式，可以将不同的价格计算策略封装成独立的类，在需要的时候进行切换，从而提高了代码的灵活性。
装饰器模式则是一种结构型模式，它允许在不改变原有对象结构的基础上，动态地给对象增加一些额外功能。这种模式可以在运行时动态地为对象添加功能，并且可以根据需要撤销这些功能。比如在一个图形绘制系统中，可以使用装饰器模式为不同的图形添加颜色、边框等装饰。
观察者模式则是定义了对象间的一种一对多的依赖关系。当一个对象的状态发生改变时，所有依赖于它的对象都会自动收到通知并更新。这种模式在很多场景下都有应用，比如在一个新闻发布系统中，当有新的新闻发布时，订阅了该新闻的用户会收到通知。
具体来说，策略模式的组成包括抽象策略角色、具体策略角色和环境角色。当多个类只区别在表现行为不可以使用策略模式，在运行时动态选择具体要执行的行为。策略模式能够提供管理算法族的办法，避免使用继承关系来决定使用哪种算法或行为，使得代码更加清晰和可维护。
装饰器模式的结构包括抽象构件、具体构件、抽象装饰构件和具体装饰构件。在不改变原有对象结构的前提下，装饰器模式可以动态地给对象增加一些额外功能。这种模式在Java的IO框架中有着广泛的应用，如FileInputStream、ByteArrayInputStream和BufferedInputStream等就是对InputStream进行的功能扩展。
观察者模式的实现方式通常包括注册、通知和撤销注册等形式。在被观察者的状态发生变化时，观察者模式能够自动通知所有依赖的对象进行更新。这种模式在报刊发布-订阅的场景中有着典型的应用，如报纸的内容发生变化时，所有订阅该报纸的用户都会收到通知。