GoF23种设计模式解析与C++实现

"《23种设计模式(C++)》是一本详细解析GoF23种设计模式的书籍，包括创建型、结构型和行为型模式，涵盖了C++的实现源码，旨在帮助读者深入理解和应用设计模式于实际开发中。" 设计模式是软件工程中的重要概念，它们是经过时间和实践验证的解决方案模板，可以用来解决常见的设计问题。GoF（Gang of Four）的23种设计模式被誉为经典，它们分为三大类：创建型、结构型和行为型。 1. 创建型模式（Creation Patterns）关注对象的创建过程，使得代码能够以一种独立于具体实现的方式进行扩展和重用。书中列举了以下五种模式： - **工厂模式**（Factory Pattern）：提供一个创建对象的接口，但允许子类决定实例化哪一个类，使代码能使用父类接口而无需知道具体类的实现。 - **抽象工厂模式**（Abstract Factory Pattern）：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。 - **单例模式**（Singleton Pattern）：保证一个类只有一个实例，并提供全局访问点。 - **建造者模式**（Builder Pattern）：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。 - **原型模式**（Prototype Pattern）：通过复制已有对象来创建新对象，而不是通过创建新实例。 2. 结构型模式（Structural Patterns）关注如何组合类和对象，以形成更大的结构。这些模式包括： - **桥接模式**（Bridge Pattern）：将抽象部分与实现部分分离，使它们可以独立变化。 - **适配器模式**（Adapter Pattern）：将一个类的接口转换成客户希望的另一个接口，使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的类能够一起工作。 - **装饰器模式**（Decorator Pattern）：动态地给一个对象添加额外的职责，提供了比继承更多的灵活性。 - **组合模式**（Composite Pattern）：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。 - **享元模式**（Flyweight Pattern）：为了减少内存中的对象数量，用共享技术有效地支持大量细粒度的对象。 - **外观模式**（Facade Pattern）：为子系统提供一个统一的接口，使得这一子系统更加容易使用。 - **代理模式**（Proxy Pattern）：为其他对象提供一个代理以控制对这个对象的访问。 3. 行为型模式（Behavioral Patterns）关注对象之间的责任分配和交互。书中介绍了以下九种模式： - **模板方法模式**（Template Method Pattern）：定义一个操作中的算法骨架，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。 - **策略模式**（Strategy Pattern）：定义一系列的算法，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。 - **状态模式**（State Pattern）：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。 - **观察者模式**（Observer Pattern）：定义了对象之间的一对多依赖关系，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自动更新。 - **备忘录模式**（Memento Pattern）：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，以便以后恢复对象的状态。 - **中介者模式**（Mediator Pattern）：用一个中介对象来封装一系列的对象交互，降低对象间的耦合度，使得对象间不必显式引用彼此。 - **命令模式**（Command Pattern）：将请求封装为一个对象，使得可以用不同的请求对客户进行参数化；对请求排队或者记录请求日志；支持可撤销的操作。 - **访问者模式**（Visitor Pattern）：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增加新的操作。 - **责任链模式**（Chain of Responsibility Pattern）：避免将处理逻辑硬编码到对象中，而是让对象组成一条链，并沿链传递请求，直到被某个对象处理。 4. 书中还特别强调了在实际开发中体验设计模式的重要性，通过具体的例子如State模式和Visitor模式的C++实现，帮助读者深入理解设计模式的使用场景和价值。 设计模式的掌握不仅能够提升代码的可读性和可维护性，还能提高软件的复用性和灵活性。通过学习和应用这些模式，开发者可以更好地应对复杂的软件设计挑战，写出高质量、易于扩展和维护的代码。