"该资源是一本详细解析GoF 23种设计模式的书籍,包含C++实现的源码,旨在帮助读者深入理解和应用设计模式。作者分享了其在学习和实践中对设计模式的感悟,并提供了丰富的实例来阐述各种模式的原理和应用场景。"
设计模式是软件工程中的一种最佳实践,它们是解决常见问题的经验总结,为软件开发提供了一套可复用的解决方案。GoF,即Gang of Four,由四名软件工程师Erich Gamma、Richard Helm、Ralph Johnson和John Vlissides共同编写的《设计模式:可复用面向对象软件的基础》一书,首次系统地提出了23种设计模式。
1. 创建型模式(Creational Patterns)关注于对象的创建,它们包括:
- 工厂模式(Factory Pattern):提供一个接口用于创建一组相关或相互依赖的对象,而无需指定它们的具体类。
- 抽象工厂模式(Abstract Factory Pattern):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(Singleton Pattern):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(Builder Pattern):将复杂对象的构建与其表示分离,使得相同的构建过程可以创建不同的表示。
- 原型模式(Prototype Pattern):通过复制已有对象来创建新对象,而不是通过构造函数。
2. 结构型模式(Structural Patterns)关注于如何组合类和对象,以形成更大的结构:
- 桥接模式(Bridge Pattern):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。
- 适配器模式(Adapter Pattern):将一个类的接口转换成客户希望的另一个接口,使得原本因接口不兼容而无法一起工作的那些类可以一起工作。
- 装饰模式(Decorator Pattern):动态地给一个对象添加一些额外的职责,允许扩展功能而不必修改已有代码。
- 组合模式(Composite Pattern):允许你将对象组合成树形结构来表现整体/部分层次结构。
- 复用模式(Flyweight Pattern):减少内存中对象的数量,以提高性能,特别是当大量细粒度的对象被创建时。
- 外观模式(Facade Pattern):提供一个统一的接口,用来访问子系统的一组接口,使得子系统的使用更为简单。
- 代理模式(Proxy Pattern):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)主要关注对象之间的责任分配和通信:
- 模板方法模式(Template Method Pattern):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(Strategy Pattern):定义一系列算法,并将每个算法封装起来,使它们可以互相替换,让算法独立于使用它的客户。
- 状态模式(State Pattern):允许对象在内部状态改变时改变它的行为,看起来就像对象改变了它的类。
- 观察者模式(Observer Pattern):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。
- 备忘录模式(Memento Pattern):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(Mediator Pattern):用一个中介对象来封装一系列的对象交互,降低耦合度,使得对象之间的关系不再复杂。
- 命令模式(Command Pattern):将请求封装为一个对象,使得可以使用不同的请求、队列或者日志请求,也可以支持可撤销的操作。
- 访问者模式(Visitor Pattern):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(Chain of Responsibility Pattern):避免对象之间的耦合,让多个对象都有可能处理请求,沿着链传递请求,直到有对象处理为止。
- 迭代器模式(Iterator Pattern):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(Interpreter Pattern):给定一个语言,定义它的文法的一种表示,并且给出一个解释器,该解释器用于给定的文法演绎其中的句子。
设计模式的应用可以帮助开发者更好地设计和维护软件,提高代码的可读性、可复用性和可扩展性。通过理解并熟练运用这些模式,开发者能够更好地应对复杂软件系统的设计挑战。