C++实现的GoF23种设计模式解析

"C++设计模式精解，涵盖了GoF23种设计模式，包括创建型、结构型和行为型模式的解析与C++实现源码。" 在软件开发中，设计模式是一种在特定场景下解决常见问题的经验总结，它们是经过实践验证的优秀设计方案。C++设计模式是面向对象编程领域中的重要概念，通过理解并应用这些模式，开发者能够更高效地设计和实现复杂的系统。 1. **创建型模式**： - **Factory模式**：提供一个接口来创建一系列相关的对象，而无需指定它们的具体类。这使得代码更具可扩展性和灵活性。 - **AbstractFactory模式**：提供一个创建对象家族的接口，而具体的家族成员由子类决定，抽象工厂模式有助于维持封装性，并适应产品族的变更。 - **Singleton模式**：确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。这在需要全局共享一个对象的情况下非常有用。 - **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。它允许用户按步骤构建对象，易于维护和修改构造过程。 - **Prototype模式**：通过复制已有对象来创建新对象，减少创建新对象的成本，适用于对象创建昂贵或需要大量创建相似对象的场景。 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，增加了系统的灵活性和可扩展性。 - **Adapter模式**：将一个类的接口转换成客户期望的另一个接口，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**：动态地给对象添加一些额外的职责，提供了比继承更有弹性的方法来扩展对象功能。 - **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**：用于减少创建对象的数量，通过共享大量细粒度对象来节约内存，适用于大量细粒度对象的场景。 - **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，降低了客户代码与子系统之间的耦合。 - **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，常用于对象的远程访问、权限控制等。 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**：定义了一系列算法，并将每个算法封装起来，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**：允许对象在其内部状态改变时改变其行为，对象看起来似乎修改了它的类。 - **Observer模式**：定义了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。 - **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先前状态。 - **Mediator模式**：用一个中介对象来封装一系列的对象交互，降低对象间的耦合度。 - **Command模式**：将请求封装为一个对象，使得可以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**：为一个对象结构提供一种访问其元素的新方法，同时又不改变该对象结构。 - **Chain of Responsibility模式**：避免对象之间的耦合，多个对象都可以处理一个请求，哪个对象处理取决于请求的类型。 - **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，定义它的文法的一种表示，并且提供一个解释器，这个解释器使用该表示来解释语言中的句子。 了解并熟练应用这些设计模式，可以帮助开发者编写出更加优雅、可扩展和可维护的代码，提升软件的品质和性能。通过C++实现这些模式，可以深入理解C++的面向对象特性，如类、继承、多态等，并能更好地应用于实际项目中。