C++设计模式解析：GoF23种模式实战指南

"C++二十三种设计模式是软件开发中的重要理论，源自于《设计模式：可复用面向对象软件的基础》一书，通常称为GoF设计模式。这些模式涵盖了创建型、结构型和行为型三大类，旨在提供解决常见软件设计问题的通用解决方案。" 设计模式是一种在特定上下文中解决问题的模板，它描述了在面向对象设计中经常出现的某些问题，并提供了经过验证的有效解决方案。在C++中，设计模式的应用可以帮助开发者编写更加灵活、可维护和可扩展的代码。 1. **创建型模式**： - **工厂模式**：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，使代码可以在不指定具体类的情况下创建对象。 - **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，并提供一个全局访问点。 - **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，避免了直接构造新对象的复杂性。 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。 - **适配器模式**：使接口不兼容的对象能够协同工作，通过包装一个对象以匹配另一个接口。 - **装饰器模式**：动态地给一个对象添加一些额外的职责，提供了比继承更有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，表现整体/部分的层次结构，允许用户对单个对象和组合对象进行一致的处理。 - **享元模式**：为了减少大量细粒度对象的开销，共享那些可以共享的状态。 - **外观模式**：为子系统提供一个统一的接口，简化客户端与其交互。 - **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。 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**：定义一系列的算法，并将每一个算法封装起来，让它们可以互相替换，使算法的变化独立于使用它的客户。 - **状态模式**：允许一个对象在其内部状态改变时改变它的行为，看起来像是改变了它的类。 - **观察者模式**：定义对象间的一种一对多依赖关系，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**：定义一个中介对象来简化原本复杂的对象交互。 - **命令模式**：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。 - **访问者模式**：在不改变集合元素的前提下，为集合中的元素增加新的操作。 - **责任链模式**：将请求沿着处理者链传递，直到某一个处理者处理请求，链式结构允许动态指定处理者。 - **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，定义它的文法表示，并提供一个解释器来解释语言中的句子。 这些模式在实际开发中具有广泛的应用，它们不仅适用于C++，也普遍适用于其他面向对象的语言。学习和理解这些设计模式有助于提高代码质量，增强代码的可读性和可维护性，同时也能提升开发者的设计能力，使其能够更好地应对复杂系统的挑战。在C++中，设计模式的实现通常需要充分利用面向对象特性，如继承、封装和多态，以实现模式的意图。