GoF23种设计模式解析与C++实现

"设计模式 C++" 设计模式是软件工程中的一种最佳实践，它提供了在特定情况下解决问题的通用解决方案。这些模式是经验丰富的开发者在长期实践中总结出来的，旨在提高代码的可重用性、可维护性和可扩展性。本文将详细讲解GoF（Gang of Four，即《设计模式：可复用面向对象软件的基础》一书的四位作者）提出的23种设计模式，并附带C++实现源码。 1. 创建型模式（Creational Patterns）： - Factory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。工厂方法使一个类的实例化延迟到其子类。 - AbstractFactory模式：提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口，而无需指定它们具体的类。 - 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。 2. 结构型模式（Structural Patterns）： - Bridge模式：将抽象部分与它的实现部分分离，使它们都可以独立地变化。 - Adapter模式：将一个类的接口转换成客户希望的另一个接口，使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的那些类可以一起工作。 - Decorator模式：动态地给一个对象添加一些额外的职责，若要扩展功能，装饰者提供了比继承更有弹性的方案。 - 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：用于减少内存使用，通过共享大量细粒度对象来支持大量对象的创建。 - Facade模式：为子系统提供一个统一的接口，使得子系统的使用更加简单。 - 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（Behavioral Patterns）： - 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，使它们可以互相替换，策略模式让算法的变化独立于使用算法的客户。 - State模式：允许对象在其内部状态改变时改变它的行为，对象看起来似乎修改了它的类。 - Observer模式：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被自动更新。 - 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，从而使你可用不同的请求对客户进行参数化，对请求排队或记录请求日志，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各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，而是让对象在其自身内部建立一个链，沿着链传递请求，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中各个元素，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。 设计模式的使用可以帮助开发者更好地理解和组织代码，提高代码的可读性和可维护性。理解并熟练应用这些模式，是成为一名优秀C++程序员的关键步骤之一。通过阅读提供的链接中的资源，你可以深入学习每种模式的原理、应用场景以及C++实现，进一步提升你的编程技能。