C++实现GoF23种设计模式解析

"C++设计模式 23种设计模式" 设计模式是软件工程中的一种最佳实践，它们是解决特定问题的通用解决方案模板，适用于在面向对象编程中遇到的常见设计挑战。C++设计模式涵盖了23种由Gang of Four（GoF）在他们的经典著作《设计模式：可复用面向对象软件的基础》中提出的模式。这些模式分为三类：创建型、结构型和行为型。 1. 创建型模式： - Factory模式：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。工厂方法让类的实例化推迟到子类。 - 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：通过复制已有对象来创建新对象，而不是通过创建新的实例。 2. 结构型模式： - Bridge模式：将抽象部分与实现部分分离，使它们可以独立地变化。 - Adapter模式：将一个类的接口转换成客户希望的另一个接口，使原本不兼容的类可以一起工作。 - Decorator模式：动态地给一个对象添加一些额外的职责，提供了比继承更有弹性的扩展对象功能的方式。 - 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：用于减少大量相似对象的创建，通过共享对象来节省内存。 - Facade模式：为子系统提供一个统一的接口，简化了子系统的交互。 - 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 Method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。 - Strategy模式：定义了一系列算法，并将每一个算法封装起来，使它们可以相互替换，让算法的变化独立于使用它的客户。 - State模式：允许对象在内部状态改变时改变它的行为，看起来好像对象改变了它的类。 - Observer模式：定义对象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。 - Memento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原始状态。 - Mediator模式：定义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，且可以独立地改变它们之间的交互。 - Command模式：将一个请求封装为一个对象，从而使你可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，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：避免将处理请求的责任绑定到一个对象，而是将多个对象链接在一起，形成一条链，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聚合对象的元素，而又不暴露其底层表示。 - Interpreter模式：给定一个语言，定义其文法的一种表示，并定义一个解释器，该解释器使用该表示来解释语言中的句子。 理解并熟练运用这些设计模式可以帮助开发者编写更灵活、可维护和可扩展的代码，同时提高团队之间的沟通效率，因为设计模式提供了一种共同的语言和思维框架。在C++中实现这些模式，可以使代码更加模块化，易于测试和重构。设计模式不仅仅是理论概念，它们在实际项目中有着广泛的应用，能够帮助解决各种复杂的编程问题。