"c++设计模式,包含23种常见的设计模式"
设计模式是软件工程中的一种最佳实践,它提供了解决常见问题的通用解决方案。这些模式是在多年的面向对象编程经验中提炼出来的,旨在提高代码的可重用性、可维护性和可扩展性。C++作为一款强大的静态类型语言,其丰富的特性和模板机制使其特别适合实现设计模式。
1. **创建型模式**:
- **工厂模式**:提供一个接口用于创建相关或相互依赖的对象,而无需指定具体的类。
- **抽象工厂模式**:提供一个接口,用于创建一系列相关的对象家族,而无需明确指定具体类。
- **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,使得相同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,而不是通过构造函数。
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**:将一个类的接口转换成客户希望的另一个接口。
- **装饰器模式**:动态地给对象添加一些额外的职责,允许独立地扩展对象的功能。
- **组合模式**:表示部分-整体层次结构,使得用户可以对单个对象和组合对象进行一致的处理。
- **享元模式**:通过共享技术有效地支持大量细粒度的对象,减少内存占用。
- **外观模式**:提供一个简单的接口,用来访问复杂的子系统。
- **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。
- **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。
- **状态模式**:允许对象在其内部状态改变时改变它的行为。
- **观察者模式**:定义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。
- **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,降低系统的耦合度。
- **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**:在不改变对象结构的前提下,增加新的操作。
- **责任链模式**:避免请求发送者与接收者耦合,将多个可能的接收者串联在一起,请求沿着链传递,直到有处理者处理为止。
- **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,定义它的文法表示,并提供一个解释器,用于处理这种语言中的句子。
设计模式不是银弹,但它们代表了软件开发中经过验证的解决常见问题的方法。理解和熟练运用这些模式能够帮助开发者编写更加灵活、可扩展的代码,同时提高团队之间的沟通效率。C++的模板和面向对象特性使得设计模式的实现变得更为高效和直观。通过阅读和理解《设计模式:可复用面向对象软件的基础》(GoF)一书中23种模式的解析,并结合C++实现的源码,开发者可以深入掌握这些模式,并将其应用到实际项目中。