GoF23种设计模式解析与C++实现

"这篇文章主要介绍了GoF的23种设计模式，包括创建型、结构型和行为型模式，并提供了C++实现的源码链接。设计模式是软件开发中的一种最佳实践，通过理解和应用这些模式，可以提高代码的可读性、可维护性和可扩展性。" 设计模式是软件工程中的一种重要概念，它代表了解决常见问题的经过验证的通用解决方案。这些模式通常在面向对象编程中被广泛应用，以提高代码的灵活性、可重用性和可维护性。GoF（Gang of Four）的23种设计模式是业界广泛接受和使用的设计模式集合，它们为不同的编程场景提供了基础架构。 1. **创建型模式**： - **工厂模式**：提供一个接口来创建一系列相关的或相互依赖的对象，而无需指定具体的类。 - **抽象工厂模式**：为一个家族的接口提供一个创建接口，避免客户端直接与具体实现类交互。 - **单例模式**：确保一个类只有一个实例，并提供全局访问点。 - **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，减少了创建新对象的复杂度。 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，允许功能扩展而不影响其他对象。 - **组合模式**：将对象组合成树形结构以表示部分-整体关系，使得用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性。 - **享元模式**：运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象，减少内存开销。 - **外观模式**：提供一个统一的接口，用来访问子系统的一组接口，使得子系统更易于使用。 - **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，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**：允许对象在其内部状态改变时改变它的行为，对象看起来似乎修改了它的类。 - **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被自动更新。 - **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，中介者使各对象不需要显式地相互引用，从而使其耦合松散，而且可以独立地改变它们之间的交互。 - **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，以及支持可撤销的操作。 - **访问者模式**：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**：将请求沿着处理者链进行传递，直到某个处理者处理请求，使得发送者和接收者解耦。 - **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**：给定一种语言，定义其文法的一种表示，并定义一个解释器，该解释器使用该表示来解释语言中的句子。 4. **在开发中体验设计模式**： - 文章中还分享了作者在实际开发中如何应用设计模式的经验，如深入理解State模式，探讨双重分派与Visitor模式的关系，以及讨论为何使用设计模式，以Singleton模式为例。 理解并熟练应用这23种设计模式，可以帮助开发者编写出更加灵活、可维护的代码，提升软件系统的质量和可扩展性。同时，通过阅读源码，可以更深入地理解这些模式的实际实现细节。