GoF 23种设计模式详解：C++实现与解析

"设计模式精解－GoF 23种设计模式解析附C++实现源码" 设计模式是软件工程中的重要概念，它代表了在特定情境下解决常见问题的最佳实践。GoF（Gang of Four）的23种设计模式是面向对象设计的经典之作，由Erich Gamma、Richard Helm、Ralph Johnson和John Vlissides四位作者在他们的著作《设计模式：可复用面向对象软件的基础》中提出。这些模式被广泛应用于各种编程语言，包括C++，以提高代码的可读性、可维护性和可扩展性。 1. **创建型模式**： - **工厂模式**：提供一个接口来创建对象，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细节封装起来，使得代码更易于维护和扩展。 - **抽象工厂模式**：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。 - **单例模式**：确保一个类只有一个实例，并提供全局访问点，常用于配置管理、缓存服务等场景。 - **建造者模式**：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。 - **原型模式**：通过复制已有对象来创建新对象，避免了重复的构造过程，提高性能。 2. **结构型模式**： - **桥接模式**：将抽象部分与实现部分分离，使它们可以独立变化，降低耦合度。 - **适配器模式**：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。 - **装饰器模式**：动态地给一个对象添加一些额外的职责，提供了比继承更具弹性的扩展对象功能的方式。 - **组合模式**：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。 - **享元模式**：运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象，减少内存消耗。 - **外观模式**：为子系统提供一个一致的接口，使得子系统更容易使用。 - **代理模式**：为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问，增加透明性。 3. **行为型模式**： - **模板方法模式**：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。 - **策略模式**：定义了一系列的算法，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。 - **状态模式**：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。 - **观察者模式**：定义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自动更新。 - **备忘录模式**：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。 - **中介者模式**：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，且可以独立地改变它们之间的交互。 - **命令模式**：将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。 - **访问者模式**：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。 - **责任链模式**：使多个对象都有机会处理请求，从而避免请求的发送者和接收者之间的耦合关系。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。 - **迭代器模式**：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。 - **解释器模式**：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。 这些设计模式不仅涵盖了面向对象设计的核心原则，如开闭原则、里氏替换原则、依赖倒置原则等，还提供了实际应用中解决问题的蓝图。通过理解和应用这些模式，开发者可以编写出更加灵活、可维护的代码。附带的C++实现源码可以帮助读者更好地理解每种模式的实际运用。