C++详解23种经典设计模式及其实践

本文档深入解析了C++中的32种设计模式，涵盖了GoF( Gang of Four，四位专家)提出的23种经典设计模式基础上额外扩展了一些模式。作者以清晰的结构和实践导向的方式，将这些设计模式分为四大类：创建型模式、结构型模式、行为型模式和说明。 1. **创建型模式**： - **Factory模式**：用于提供一个创建对象的接口，但让子类决定实例化哪一个类。这种模式隐藏了对象的创建过程，增强了代码的灵活性。 - **Abstract Factory模式**：提供一个接口，使得多个工厂可以创建一系列相关或相互依赖的对象，而无需指定具体类。 - **Singleton模式**：确保一个类仅有一个实例，并提供全局访问点。 - **Builder模式**：将一个复杂的对象的构建过程分解为多个步骤，这样可以使构建过程更易于测试和扩展。 - **Prototype模式**：提供创建对象的副本的能力，而不仅仅是克隆。 2. **结构型模式**： - **Bridge模式**：将抽象部分和它的实现部分分离，使它们可以独立变化。 - **Adapter模式**：将一个接口转换为客户端所期待的另一个接口，从而使原本不兼容的类能够协同工作。 - **Decorator模式**：动态地给一个对象添加新的职责，而无需修改其现有的结构。 - **Composite模式**：让单个对象看起来像一个组合体，以便它可以用作用于单一对象的相同方式作用于整体。 - **Flyweight模式**：通过共享对象来减少系统资源的消耗，提高性能。 - **Facade模式**：为复杂系统提供一个简单的接口，隐藏其实现细节。 - **Proxy模式**：为对象提供一个代理，控制对原对象的访问。 3. **行为型模式**： - **Template模式**（也称为策略模式）：定义一组算法，将每一个算法封装起来，使它们可以互相替换，而无需改变调用者的接口。 - **Strategy模式**：定义一系列算法，让它们之间可以互换，而无需改变使用算法的客户。 - **State模式**：允许对象在其内部状态改变时改变它的行为。 - **Observer模式**：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**：捕获和存储对象的内部状态，在以后恢复到这个状态。 - **Mediator模式**：定义一个中介者，为一系列对象提供一个统一的接口，使得他们相互通信。 - **Command模式**：封装一个请求，并且可以延迟执行它。 - **Visitor模式**：让对象之间的耦合松散，使得对象可以在不改变自身结构的情况下接受多种操作。 - **Chain of Responsibility模式**：处理请求或事件的过程由一系列处理者组成，每个处理者可以进一步委派给下一个处理者。 - **Iterator模式**：提供一种方法顺序访问聚合对象元素，无需暴露其内部表示。 - **Interpreter模式**：将语言或算术表达式解析成其对应的结构，然后进行求值。 4. **说明**： 文章开头强调了设计模式在面向对象分析和设计中的重要性，以及作者分享自己学习和实践设计模式的心路历程。作者提到受Robert Martin的影响，并希望通过自己的经验和总结帮助他人理解和应用设计模式。 这篇文档是一份详尽的指南，适合C++开发者深入理解并实践各种设计模式，提升软件设计的灵活性、可维护性和可扩展性。