C++实现GoF23种设计模式详解

"C++23种设计模式的解析，包括创建型、结构型和行为型模式，提供了C++实现的源代码，旨在帮助读者全面理解设计模式并掌握程序设计方法。" C++中的设计模式是面向对象编程中的重要概念，它们是经过实践验证的解决方案模板，用于解决常见的软件设计问题。《C++23种设计模式》涵盖了Gang of Four (GoF) 提出的经典23种设计模式，并提供了C++语言的实现示例。这些模式可以被分为三大类： 1. **创建型模式**： - **Factory模式**：提供一个创建对象的接口，但允许子类决定实例化哪一个类。这样，工厂方法将创建对象的过程封装起来，使得系统更加灵活。 - **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，使得相同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，减少创建新对象的复杂性。 2. **结构型模式**： - **Bridge模式**：将抽象部分与实现部分分离，使它们可以独立变化。 - **Adapter模式**：将两个不兼容的接口转换为兼容接口，使得原本无法一起工作的类可以协同工作。 - **Decorator模式**：动态地给对象添加一些额外的职责，提供了扩展对象功能的一种方式，而又不破坏封装性。 - **Composite模式**：将对象组合成树形结构，表现得像一个单一的对象，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**：用于减少内存中对象的使用数量，通过共享大量细粒度对象来节省内存。 - **Facade模式**：为子系统提供一个统一的接口，简化了子系统的使用。 - **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**：定义一系列算法，并将每个算法封装起来，使它们可以互相替换。让算法的变化独立于使用它的客户。 - **State模式**：允许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。 - **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**：将一个请求封装为一个对象，从而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；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**：避免将处理责任硬编码到对象中，使得多个对象都有可能处理请求。将这些对象连成一条链，并沿着这条链传递请求，直到有一个对象处理它为止。 - **Iterator模式**：提供一种方法顺序访问聚合对象中的元素，而又不暴露其底层表示。 - **Interpreter模式**：给定一种语言，定义它的文法表示，并提供一个解释器，该解释器使用该表示来解释语言中的句子。 这些设计模式的深入理解和应用可以帮助开发者编写出更加灵活、可维护和高效的代码。通过阅读和实践C++实现的源代码，你可以更好地理解这些模式如何在实际项目中发挥作用，从而提升你的编程能力。