GoF23设计模式详解：Java与C++实现

"Gof23种设计模式是软件开发中的经典概念，主要分为创建型、结构型和行为型三类。这些模式都是基于面向对象编程原则，为了解决常见设计问题并提供可复用的解决方案。本文档提供了对这23种设计模式的解析，并附带了C++实现的源码，旨在帮助读者深入理解并应用这些模式。" 设计模式是软件工程中的一种最佳实践，由Gang of Four (GoF) 在他们的著作《Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software》中提出。这23种设计模式分为三大类： 1. **创建型模式**： - **Factory模式**：提供一个创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类，使代码能创建用户希望的类的实例，而不是直接实例化。 - **AbstractFactory模式**：提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口，而无需指定它们的具体类。 - **Singleton模式**：确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。 - **Builder模式**：将复杂对象的构建与其表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。 - **Prototype模式**：用原型实例指定创建对象的种类，并通过复制这些原型创建新的对象。 2. **结构型模式**： - **Bridge模式**：将抽象部分与它的实现部分分离，使它们都可以独立地变化。 - **Adapter模式**：将一个类的接口转换成客户希望的另一个接口，使原本由于接口不兼容而不能一起工作的那些类可以一起工作。 - **Decorator模式**：动态地给一个对象添加一些额外的职责，即增加功能，同时又不改变该对象的类。 - **Composite模式**：将对象组合成树形结构以表示“部分-整体”的层次结构，使得用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性。 - **Flyweight模式**：用于减少创建对象的数量，从而减少内存消耗，适用于大量细粒度对象的场景。 - **Facade模式**：为子系统提供一个统一的接口，使得子系统的复杂性对客户端隐藏起来。 - **Proxy模式**：为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。 3. **行为型模式**： - **Template模式**：定义一个操作中的算法的框架，而将一些步骤延迟到子类中，使得子类可以不改变一个算法的结构即可重定义该算法的某些特定步骤。 - **Strategy模式**：定义了一系列的算法，并将每一个算法封装起来，使它们可以互相替换，让算法的变化独立于使用算法的客户。 - **State模式**：允许一个对象在其内部状态改变时改变它的行为，对象看起来似乎修改了它的类。 - **Observer模式**：定义了对象间的一种一对多依赖关系，当一个对象的状态发生改变时，所有依赖于它的对象都会得到通知并被自动更新。 - **Memento模式**：在不破坏封装性的前提下，捕获一个对象的内部状态，并在该对象之外保存这个状态，这样以后就可以将对象恢复到原先保存的状态。 - **Mediator模式**：用一个中介对象来封装一系列的对象交互，中介者使各对象不需要显式地相互引用，从而使其耦合松散，而且可以独立地改变它们之间的交互。 - **Command模式**：将请求封装为一个对象，从而使你可以使用不同的请求、队列请求、记录请求以及支持可撤销的操作。 - **Visitor模式**：表示一个作用于某对象结构中的各元素的操作，它使你可以在不改变元素的类的前提下定义作用于这些元素的新操作。 - **Chain of Responsibility模式**：避免将处理请求的发送者和接收者耦合在一起，将这些对象连成一条链，并沿着这条链传递请求，直到有对象处理为止。 - **Iterator模式**：提供一种方法顺序访问一个聚合对象中的各个元素，而又不暴露其底层表示。 - **Interpreter模式**：给定一种语言，定义它的文法的一种表示，并定义一个解释器，这个解释器使用该表示来解释语言中的句子。 这些设计模式不仅适用于Java，也可以应用于其他面向对象的语言如C++，通过学习和应用这些模式，开发者可以写出更加灵活、可维护和易于扩展的代码。在实际项目中，根据需求选择合适的设计模式，可以极大地提高代码质量和开发效率。