c++设计模式23模式介绍

时间: 2023-09-17 07:01:39 浏览: 40
设计模式是一种解决面向对象程序设计中常见问题的良好实践,其中最为经典的就是Gang of Four (GoF)提出的23种设计模式。 首先,根据设计模式的目的,它们可以分为三类:创建型模式、结构型模式和行为型模式。 创建型模式涉及对象的创建过程,包括单例模式、工厂方法模式、抽象工厂模式、建造者模式和原型模式。例如,单例模式保证一个类只有一个实例,工厂方法模式通过工厂类来创建对象,抽象工厂模式则用于创建一系列相关或相互依赖的对象。 结构型模式关注如何组合类和对象以形成更复杂的结构,包括适配器模式、装饰器模式、代理模式、外观模式、桥接模式、组合模式和享元模式。例如,适配器模式将一个类的接口转换成另一个客户端所期望的接口形式,装饰器模式动态地为对象添加额外的行为。 行为型模式研究对象之间的通信以及职责分配,包括模板方法模式、观察者模式、策略模式、职责链模式、命令模式、备忘录模式、状态模式、迭代器模式、访问者模式、中介者模式和解释器模式。例如,观察者模式定义了一种一对多的依赖关系,将对象的状态变化通知给所有依赖它的对象。 这些23种设计模式都有自己的特点和使用场景,可以根据具体的问题选择合适的模式进行应用。通过使用设计模式,可以提高代码的可复用性、可维护性和可扩展性,从而更好地满足软件开发的需求。
相关问题

c++23种设计模式

C 23种设计模式是指在软件设计中常用的23种设计模式,其中包括工厂方法模式和职责链模式等。工厂方法模式是一种创建对象的设计模式,它定义了一个用于创建对象的接口,让子类决定将哪一个类实例化,从而使得类的实例化延迟到其子类。职责链模式则是一种解除请求发送者和接收者之间耦合的设计模式,它将多个对象连成一条链,并沿着这条链传递请求,直到有一个对象处理它。这两种设计模式都在软件设计中具有重要的应用价值,可以提高代码的灵活性和可维护性。<span class="em">1</span><span class="em">2</span><span class="em">3</span> #### 引用[.reference_title] - *1* [超详细Java入门到精通自学视频课程-08、继承:概述、案例.rar](https://download.csdn.net/download/weixin_54787054/88280693)[target="_blank" data-report-click={"spm":"1018.2226.3001.9630","extra":{"utm_source":"vip_chatgpt_common_search_pc_result","utm_medium":"distribute.pc_search_result.none-task-cask-2~all~insert_cask~default-1-null.142^v93^chatsearchT3_2"}}] [.reference_item style="max-width: 50%"] - *2* *3* [C++——23种设计模式](https://blog.csdn.net/finghting321/article/details/105403326)[target="_blank" data-report-click={"spm":"1018.2226.3001.9630","extra":{"utm_source":"vip_chatgpt_common_search_pc_result","utm_medium":"distribute.pc_search_result.none-task-cask-2~all~insert_cask~default-1-null.142^v93^chatsearchT3_2"}}] [.reference_item style="max-width: 50%"] [ .reference_list ]

c++ 23种设计模式 pdf

C 23种设计模式 pdf 是一个关于设计模式的文档,其中包含了23种常见的设计模式的详细介绍和示例代码。设计模式是指在软件开发中,经过多年实践和总结,被广泛应用的一套被认为是解决某类常见问题的最佳实践。这些设计模式可以帮助开发人员更好地组织代码架构,提高代码的可维护性、可扩展性和可重用性。 C 23种设计模式 pdf中包含的设计模式包括:创建型模式、结构型模式和行为型模式。创建型模式主要关注对象实例的创建方式,如工厂方法模式、抽象工厂模式、单例模式等;结构型模式关注对象之间的组合方式,如适配器模式、装饰者模式、代理模式等;行为型模式关注对象之间的交互方式,如观察者模式、策略模式、命令模式等。 在C 23种设计模式 pdf中,每种设计模式都会从以下几个方面进行介绍:模式名称、别名、缩写、类别、意图、解决的问题、适用性、参与者、结构、协作、效果、实现步骤以及示例代码。 这本文档对于想要学习设计模式的开发人员来说是一份很好的参考资料。通过学习和理解这些设计模式,开发人员可以更好地应用设计模式来解决实际工作中遇到的问题,提高代码质量和开发效率。

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原型模式(Prototype Pattern)是一种创建型设计模式,它允许通过复制现有对象来创建新对象,而无需通过显式的实例化过程。原型模式通过克隆(clone)已有对象来创建新对象,从而避免了使用传统的构造函数创建对象的开销。 在C++中,原型模式可以通过实现一个可克隆接口(通常称为原型接口)来实现。这个接口通常包含一个克隆方法,用于复制当前对象并返回一个新的副本。派生类可以实现这个接口来定义自己的克隆逻辑。 以下是原型模式的一般实现步骤: 1. 创建一个原型接口(或基类): class Prototype { public: virtual Prototype* clone() const = 0; virtual void setAttributes(...) = 0; virtual void print() const = 0; }; 2. 实现原型接口的具体类(或派生类): class ConcretePrototype : public Prototype { private: // 在派生类中定义特定的属性 // ... public: Prototype* clone() const override { return new ConcretePrototype(*this); } void setAttributes(...) override { // 设置属性值 } void print() const override { // 打印属性值 } }; 3. 在客户端代码中使用原型模式: Prototype* original = new ConcretePrototype(); original->setAttributes(...); Prototype* clone = original->clone(); clone->print(); delete original; delete clone; 通过使用原型模式,我们可以避免在每次创建对象时重复执行初始化的过程,提高了对象的创建效率。此外,原型模式还允许我们在运行时动态地添加或删除对象的属性,并通过克隆来创建新对象。 需要注意的是,在实现原型类时,需要确保所有成员变量都能正确地被拷贝(或克隆)。有时候可能需要自定义拷贝构造函数和赋值运算符来实现深拷贝,以避免浅拷贝带来的问题。 总结起来,原型模式通过克隆已有对象来创建新对象,提供了一种简单且灵活的对象创建方式。它适用于那些对象的创建过程比较复杂或开销较大的情况下。
C++的模板设计模式是一种泛型编程的技术,通过模板可以实现代码的复用和类型的抽象。C++的模板设计模式包括以下几种常见的模式: 1. 类模板(Class Template):类模板是一种定义通用类的方式,其中的成员变量、成员函数或嵌套类型可以使用模板参数作为类型。通过类模板,可以实现对不同类型的对象进行通用操作。 2. 函数模板(Function Template):函数模板是一种定义通用函数的方式,其中的参数或返回值可以使用模板参数作为类型。通过函数模板,可以实现对不同类型的参数进行通用处理。 3. 模板特化(Template Specialization):模板特化是指为特定的模板参数提供特定的实现。当某个特定类型的处理方式与通用方式不同,可以使用模板特化来为该类型提供特定的实现。 4. 模板元编程(Template Metaprogramming):模板元编程是一种在编译期进行计算和代码生成的技术。通过使用模板元编程,可以在编译期执行一些复杂的计算和操作,从而提高程序的性能和灵活性。 5. 常用的模板库(Standard Template Library, STL):STL是C++标准库中的一个重要组成部分,它提供了一些常用的模板类和函数,例如容器(vector、list、map等)、算法(sort、find、transform等)和迭代器(iterator)等。通过使用STL,可以快速实现各种常见的数据结构和算法。 C++的模板设计模式可以根据具体的需求和场景选择合适的模式来实现代码的复用和类型的抽象。通过使用模板,可以提高代码的可复用性、灵活性和性能,并且可以减少代码的重复编写。同时,模板也是C++中一种非常强大和灵活的编程技术,可以实现各种复杂的功能和算法。
原型模式是一种创建型设计模式,它允许通过复制现有对象来创建新对象,而不必提供一个显式的构造函数。这种模式用于创建重复的对象,同时保持性能。在 C++ 中,原型模式通常通过实现 clone() 函数来实现。 以下是一个简单的原型模式示例: c++ #include <iostream> class Prototype { public: virtual ~Prototype() {} virtual Prototype* clone() const = 0; }; class ConcretePrototype : public Prototype { public: ConcretePrototype(int value) : m_value(value) {} ConcretePrototype(const ConcretePrototype& other) : m_value(other.m_value) {} virtual ConcretePrototype* clone() const override { return new ConcretePrototype(*this); } int getValue() const { return m_value; } private: int m_value; }; int main() { ConcretePrototype prototype(42); ConcretePrototype* clone = prototype.clone(); std::cout << "Original: " << prototype.getValue() << std::endl; std::cout << "Clone: " << clone->getValue() << std::endl; delete clone; return 0; } 在上面的示例中,我们定义了一个抽象基类 Prototype,它有一个纯虚函数 clone(),所有的具体原型类都必须实现此函数。我们还定义了一个具体原型类 ConcretePrototype,它实现了 clone() 函数以复制自身。在 main() 函数中,我们首先创建了一个 ConcretePrototype 对象,并通过调用 clone() 函数来创建一个新的克隆对象。最后,我们输出了原型对象和克隆对象的值,并在程序结束时释放了克隆对象的内存。 需要注意的是,克隆函数应该返回一个指向新创建对象的指针,因为克隆对象通常需要在堆上分配内存。此外,由于克隆函数通常需要访问私有成员变量,因此它应该是原型类的友元函数。
适配器模式(Adapter Pattern)是一种结构型设计模式,它允许将一个类的接口转换成客户端所期望的另一个接口。它通常用于解决两个已有接口之间不兼容的问题。 在给出的代码示例中,我们可以看到适配器模式的应用。在Main.cpp文件中,创建了一个Target对象指针target,并将其初始化为Adapter对象。然后调用target的request()函数,实际上调用的是Adapter的request()函数。而Adapter的request()函数内部调用了Adaptee的specificRequest()函数,完成了适配的过程。 在Head.h文件中定义了三个类:Target、Adaptee和Adapter。Target类是适配器模式中的目标接口,定义了一个虚函数request()。Adaptee类是被适配的类,它有一个特殊的请求函数specificRequest()。Adapter类是适配器类,它继承了Target类,并在其request()函数中调用了Adaptee类的specificRequest()函数。 通过适配器模式,我们可以将不兼容的两个接口进行适配,使它们能够协同工作。这在软件开发中经常用于复用已有代码或集成多个系统。 参考: C++设计模式之适配器模式Adapter Head.cpp Main.cpp123 #### 引用[.reference_title] - *1* [C++设计模式之适配器模式(Adapter)](https://download.csdn.net/download/weixin_38666785/12761879)[target="_blank" data-report-click={"spm":"1018.2226.3001.9630","extra":{"utm_source":"vip_chatgpt_common_search_pc_result","utm_medium":"distribute.pc_search_result.none-task-cask-2~all~insert_cask~default-1-null.142^v93^chatsearchT3_2"}}] [.reference_item style="max-width: 50%"] - *2* *3* [C++设计模式-适配器模式](https://blog.csdn.net/qq78442761/article/details/95766831)[target="_blank" data-report-click={"spm":"1018.2226.3001.9630","extra":{"utm_source":"vip_chatgpt_common_search_pc_result","utm_medium":"distribute.pc_search_result.none-task-cask-2~all~insert_cask~default-1-null.142^v93^chatsearchT3_2"}}] [.reference_item style="max-width: 50%"] [ .reference_list ]
状态模式是一种行为设计模式,它允许通过改变对象的内部状态来改变对象的行为。状态模式主要解决了当控制一个对象状态转换的条件表达式过于复杂时的情况。通过将状态的判断逻辑转译到表现不同状态的一系列类中,可以简化复杂的判断逻辑。 在状态模式中,每个状态对应一个类,每个类管理一个状态。通过将对象在各种状态下的行为分离开,避免了使用if...else或switch...case分支结构,使程序结构简明化。这种设计方式不仅易于扩展,还简化了程序的维护和管理。 以C语言为例,可以使用枚举类型来定义各个状态,并使用条件语句来执行相应的行为。例如,在状态为StateA时执行一些操作,在状态为StateB时执行另一些操作。 总结来说,状态模式通过将对象的行为和状态分离,使程序结构更加清晰和易于扩展。它可以简化复杂的状态判断逻辑,提高代码的可读性和可维护性。123 #### 引用[.reference_title] - *1* [设计模式之状态模式](https://blog.csdn.net/baidu_41388533/article/details/107787784)[target="_blank" data-report-click={"spm":"1018.2226.3001.9630","extra":{"utm_source":"vip_chatgpt_common_search_pc_result","utm_medium":"distribute.pc_search_result.none-task-cask-2~all~insert_cask~default-1-null.142^v93^chatsearchT3_1"}}] [.reference_item style="max-width: 50%"] - *2* *3* [C++设计模式笔记——状态模式](https://blog.csdn.net/panjunnn/article/details/109532885)[target="_blank" data-report-click={"spm":"1018.2226.3001.9630","extra":{"utm_source":"vip_chatgpt_common_search_pc_result","utm_medium":"distribute.pc_search_result.none-task-cask-2~all~insert_cask~default-1-null.142^v93^chatsearchT3_1"}}] [.reference_item style="max-width: 50%"] [ .reference_list ]
### 回答1: 设计模式(Design Patterns)是一种面向对象的编程思想,是用来解决常见问题的可重用解决方案,因此能够提高代码的可维护性、可扩展性。 《设计模式:可复用面向对象软件的基础》是一本介绍设计模式的经典书籍。该书首次提出了“23种设计模式”,它们被分为三大类:创建型模式、结构型模式和行为型模式。这些模式是经过多年软件开发实践的总结,具有实际效用和可靠性。 其中,创建型模式包括单例模式、工厂模式、抽象工厂模式、建造者模式和原型模式,主要用于处理对象的创建问题;结构型模式包括适配器模式、桥接模式、组合模式、装饰者模式、外观模式、享元模式和代理模式,主要用于处理类或对象的组合问题,从而形成更大的结构;行为型模式包括责任链模式、命令模式、解释器模式、迭代器模式、中介者模式、备忘录模式、观察者模式、状态模式、策略模式、模板方法模式和访问者模式,主要用于处理对象间的通信、控制、操作和管理。 使用设计模式可以加速软件开发进程,减少错误和重复工作。但需要注意的是,设计模式并不是万能的,它们应该被看作是一种建议,而不是规则,要根据自己的需求选择合适的模式。同时,设计模式也需要在团队中学习和使用,才能真正发挥出优秀的效果。 ### 回答2: 设计模式(Design Pattern)指的是在软件设计领域中经过多次实践并被广泛验证验证的一些通用的解决问题的方法和思想,是一些可复用的面向对象设计经验的总结和提炼。 《设计模式》是由四位著名软件工程师所写的一本经典著作,该书提出了23种常用的设计模式,分为创建型模式、结构型模式和行为型模式三类。这些模式不仅可以解决软件开发过程中的一些常见问题,同时还可以提高软件的可维护性、可扩展性和可重用性,从而提高软件开发的效率和质量。 在设计模式的学习过程中,不仅需要掌握各种设计模式的定义和应用场景,还需要理解面向对象的设计原则和思想,如开闭原则、单一职责原则、依赖倒置原则、里氏替换原则等等。只有掌握了这些基本的面向对象设计原则,才能更好地理解和应用设计模式,从而提高软件设计的水平和效果。 总之,设计模式是软件开发过程中不可忽视的重要工具和思想,对于软件工程师而言,学习和掌握设计模式是必不可少的。
策略模式(Strategy Pattern)是一种行为型设计模式,它允许在运行时动态选择算法的行为。 在C++中,可以通过以下步骤来实现策略模式: 1. 定义一个抽象基类(或接口),该类定义了所有具体策略类所需实现的公共接口。 2. 创建具体的策略类,它们实现了抽象基类中定义的接口,并提供了不同的算法实现。 3. 在需要使用策略的地方,创建一个上下文类,该类持有一个指向抽象基类的指针。上下文类提供了一个接口,用于设置和使用具体的策略对象。 4. 在运行时,根据需求选择合适的具体策略对象,并将其设置给上下文类。 5. 上下文类在需要执行算法时,调用具体策略对象的方法来完成相应的操作。 以下是一个简单的示例代码: cpp // 策略接口 class Strategy { public: virtual void execute() = 0; }; // 具体策略类A class ConcreteStrategyA : public Strategy { public: void execute() override { // 实现具体的算法A } }; // 具体策略类B class ConcreteStrategyB : public Strategy { public: void execute() override { // 实现具体的算法B } }; // 上下文类 class Context { private: Strategy* strategy; // 持有一个策略对象的指针 public: void setStrategy(Strategy* strategy) { this->strategy = strategy; } void executeStrategy() { strategy->execute(); } }; // 使用示例 int main() { Context context; ConcreteStrategyA strategyA; context.setStrategy(&strategyA); context.executeStrategy(); ConcreteStrategyB strategyB; context.setStrategy(&strategyB); context.executeStrategy(); return 0; } 在上面的示例中,我们定义了一个策略接口 Strategy,并创建了两个具体的策略类 ConcreteStrategyA 和 ConcreteStrategyB。然后,我们创建了一个上下文类 Context,它持有一个指向策略接口的指针,并提供了设置和执行策略的方法。在 main 函数中,我们可以根据需要选择具体的策略对象,并通过上下文类来执行相应的算法。 这就是策略模式的基本实现方法。通过使用策略模式,我们可以将算法的实现与使用代码分离,使得代码更加灵活和可维护。
装饰器模式(Decorator Pattern)是一种结构型设计模式,它允许向一个现有的对象添加新的功能,同时又不改变其结构。这种模式通过创建一个装饰类来包装原始的类,从而实现动态地扩展一个对象的功能。装饰类和被装饰类可以独立发展,它们之间没有耦合关系。装饰器模式是继承的一个替代模式,它避免了使用继承来扩展对象功能所带来的静态特性。 在C++中,可以通过使用抽象类和具体类来实现装饰器模式。首先创建一个抽象类(比如Shape)作为基类,然后创建具体的类(比如Circle和Rectangle)作为子类。这些子类实现了抽象类中的纯虚函数(比如draw),分别表示不同的图形。 在使用装饰器模式时,我们可以创建一个装饰类,它也是抽象类的子类,并且它的对象包含一个抽象类对象的指针。装饰类可以在原始对象的基础上添加额外的功能,同时保持原始对象的接口不变。通过使用装饰器模式,我们可以动态地扩展一个对象的功能,而无需修改原始对象的结构。123 #### 引用[.reference_title] - *1* *2* *3* [C++设计模式:装饰器模式](https://blog.csdn.net/m0_73443478/article/details/129751085)[target="_blank" data-report-click={"spm":"1018.2226.3001.9630","extra":{"utm_source":"vip_chatgpt_common_search_pc_result","utm_medium":"distribute.pc_search_result.none-task-cask-2~all~insert_cask~default-1-null.142^v93^chatsearchT3_2"}}] [.reference_item style="max-width: 100%"] [ .reference_list ]
设计模式是一些经过实践证明的、被广泛接受的软件设计经验的总结。在C语言中,有一些常见的设计模式可以使用。 1. 单例模式(Singleton) 单例模式用于确保一个类只有一个实例,并提供对该实例的全局访问。在C语言中,可以使用静态变量来实现单例模式。 c #include <stdio.h> typedef struct { int value; } Singleton; Singleton* getSingletonInstance() { static Singleton instance; return &instance; } int main() { Singleton* singleton = getSingletonInstance(); singleton->value = 42; Singleton* anotherSingleton = getSingletonInstance(); printf("%d\n", anotherSingleton->value); // Output: 42 return 0; } 2. 工厂模式(Factory) 工厂模式用于创建对象,但将对象的创建逻辑封装在工厂类中。在C语言中,可以通过函数指针来实现工厂模式。 c #include <stdio.h> typedef struct { int value; } Product; typedef struct { Product* (*createProduct)(); } Factory; Product* createProduct() { Product* product = malloc(sizeof(Product)); product->value = 42; return product; } int main() { Factory factory; factory.createProduct = createProduct; Product* product = factory.createProduct(); printf("%d\n", product->value); // Output: 42 free(product); return 0; } 以上只是两个简单的示例,C语言中还有更多的设计模式可以应用,如观察者模式、策略模式等。根据具体的需求和设计目标,选择合适的设计模式能够提高代码的可维护性和可扩展性。

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