"GoF设计模式,包括23种经典的创建型、结构型和行为型模式,解析并附有C++实现源码,旨在帮助读者深入理解和应用设计模式于实际开发中。"
GoF设计模式,全称为Gang of Four设计模式,是由四名软件工程专家Erich Gamma、Richard Helm、Ralph Johnson和John Vlissides合著的经典著作《设计模式:可复用面向对象软件的基础》中提出的23种设计模式。这些模式是面向对象编程领域中经过实践验证的最佳实践,旨在解决常见的设计问题,提高代码的可读性、可维护性和可扩展性。
1. 创建型模式(Creation Patterns):
- **工厂模式**(Factory Pattern):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,使代码可以独立于具体的产品类进行编写。
- **抽象工厂模式**(Abstract Factory Pattern):为创建一系列相关的或相互依赖的对象提供一个统一的接口,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):将一个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**(Prototype Pattern):通过复制已有对象来创建新对象,减少类的实例化。
2. 结构型模式(Structural Patterns):
- **桥接模式**(Bridge Pattern):将抽象部分与它的实现部分分离,使它们可以独立变化。
- **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**(Decorator Pattern):动态地给一个对象添加一些额外的职责,提供了一种用继承以外的方式来扩展对象功能的方式。
- **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。
- **享元模式**(Flyweight Pattern):为了支持大量细粒度对象的重用,尽量减少内存消耗。
- **外观模式**(Facade Pattern):为子系统提供一个一致的接口,使得子系统的复杂性对客户隐藏。
- **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):
- **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):定义一系列的算法,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。
- **状态模式**(State Pattern):允许一个对象在其内部状态改变时改变其行为,看起来就像改变了它的类。
- **观察者模式**(Observer Pattern):定义对象间的一种一对多的依赖关系,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,以便以后恢复对象到原先的状态。
- **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,使得对象之间不必相互了解。
- **命令模式**(Command Pattern):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**(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):避免将处理请求的发送者和接收者耦合在一起,让多个对象都有可能处理请求,将这些对象连接成一条链,在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**(Iterator Pattern):提供一种方法顺序访问一个聚合对象的各个元素,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,用于根据该表示解释语言中的句子。
这些模式都是为了提高软件设计的灵活性、可维护性和可扩展性。理解并熟练应用GoF设计模式,可以让你在解决复杂问题时拥有更多工具和思路,有助于提升软件质量。通过阅读提供的C++实现源码,你可以更直观地了解如何在实际代码中应用这些模式。