"GoF 23种设计模式解析附含C++实现源码的链接"
设计模式是软件工程中的重要概念,源自于Erich Gamma、Richard Helm、Ralph Johnson和John Vlissides四位作者的经典著作《设计模式:可复用面向对象软件的基础》(通常称为GoF设计模式)。这23种设计模式分为三大类:创建型模式、结构型模式和行为型模式,旨在解决在面向对象设计中常见的问题,提高代码的可重用性、灵活性和可维护性。
1. 创建型模式(Creation 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,使代码能独立于具体的产品类。
- AbstractFactory模式:为创建一组相关的或相互依赖的对象提供一个统一的接口,无需指定它们的具体类。
- 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,减少创建新对象的开销。
2. 结构型模式(Structural Patterns):
- Bridge模式:将抽象部分与实现部分分离,使它们可以独立变化。
- Adapter模式:使不兼容的接口可以协同工作。
- Decorator模式:动态地给一个对象添加一些额外的职责,比继承更加灵活。
- 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:用于减少内存中对象的数量,通过共享大量相似对象来节约内存。
- Facade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。
- 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,让算法的变化独立于使用算法的客户。
- State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。
- Observer模式:定义了对象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。
- 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状态。
- Mediator模式:定义一个中介对象来简化原本复杂的对象之间的交互。
- 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,也可以支持可撤销的操作。
- Visitor模式:在不改变类结构的前提下,为对象增加新的操作。
- Chain of Responsibility模式:避免将处理请求的发送者与接收者耦合在一起,让多个对象都有可能处理请求,将这些对象连接成一条链,并沿着这条链传递请求,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,定义它的文法表示,并且提供一个解释器来解释该语言中的句子。
这些模式的应用不仅限于C++,也可以应用于Java、Python等面向对象编程语言。设计模式的理解和熟练运用是成为一名优秀软件工程师的关键之一,它们帮助我们编写出更易于理解和维护的代码,同时提高软件的可扩展性和复用性。通过学习和实践,我们可以更好地应对复杂的软件设计挑战。