GoF23种设计模式C++实现及解析

"这篇文章主要介绍了GOF的23种设计模式，并提供了C++实现的源码，旨在帮助读者理解和掌握这些设计模式，提升编程技能，编写出更高质量的工业级代码。" 设计模式是软件工程中经过长期实践验证的解决常见问题的有效方案，它们代表了在特定上下文中被广泛接受的、良好封装的、可复用的设计策略。GOF（Gang of Four）的23种设计模式是面向对象设计的核心部分，包括创建型、结构型和行为型三大类别。 1. **创建型模式**： - **工厂模式**：提供一个创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类，使得代码可以独立于具体的产品类型。 - **抽象工厂模式**：提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口，而无需指定它们具体的类。 - **单例模式**：保证一个类仅有一个实例，并提供一个全局访问点。 - **建造者模式**：将一个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**：通过复制已有对象来创建新对象，避免了直接构造新对象的复杂性。 2. **结构型模式**： - **桥接模式**：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**：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那些类能一起工作。 - **装饰器模式**：动态地给一个对象添加一些额外的职责，提供了一种使用继承增加对象功能的替代方案。 - **组合模式**：将对象组合成树形结构以表示“整体/部分”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**：在不破坏封装性的前提下，有效地支持大量细粒度的对象，通过共享技术来实现轻量级对象。 - **外观模式**：为子系统提供一个统一的接口，使得子系统更加容易使用。 - **代理模式**：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**： - **模板方法模式**：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**：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。 - **状态模式**：允许一个对象在其内部状态改变时改变它的行为，看起来它似乎修改了它的类。 - **观察者模式**：定义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得到通知并自动更新。 - **备忘录模式**：在不破坏封装的前提下，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先前状态。 - **中介者模式**：定义一个中介对象来简化原本复杂的对象交互，减少对象间的耦合。 - **命令模式**：将请求封装为一个对象，从而可以使用不同的请求、队列请求、或者记录请求日志。 - **访问者模式**：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结构的情况下增加新的操作。 - **责任链模式**：将请求沿着处理者链进行传递，直到某个处理者处理请求，使得多个对象都有机会处理这个请求。 - **迭代器模式**：提供一种方法顺序访问聚合对象的元素，而又不暴露其底层表示。 - **解释器模式**：给定一个语言，定义它的文法表示，并提供一个解释器，用于对输入的句子进行解释。 学习并理解这些设计模式能够帮助开发者写出更灵活、可维护、易于扩展的代码，尤其是在大型项目中，设计模式的应用能够显著提高代码的组织性和复用性。通过C++的源码实现，读者可以直接看到这些模式在实际代码中的运用，加深对模式本质的理解。