C++实现GoF23种设计模式解析

"这篇资源是关于C++实现的GOF(设计模式之 Gang of Four)23种设计模式的解析，包含详细的介绍和源代码。它旨在帮助读者深入理解面向对象设计的核心，提升编程能力。" 设计模式是软件工程中的一种最佳实践，是解决常见设计问题的模板，为复杂系统的构建提供了指导原则。GoF设计模式由Erich Gamma、Richard Helm、Ralph Johnson和John Vlissides四位作者提出，它们是面向对象设计的基石，涵盖了创建型、结构型和行为型三大类。 1. **创建型模式**： - **工厂模式**：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。这样用户不必了解具体的产品实现，只关注产品的接口。 - **抽象工厂模式**：为一个产品族提供一个统一的接口，使得客户端无需知道具体的产品实现细节。 - **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**：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**： - **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，使原本不兼容的类能够协同工作。 - **装饰器模式**：动态地给一个对象添加一些额外的职责，提供比继承更多的灵活性。 - **组合模式**：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。 - **享元模式**：为了减少大量细粒度对象的创建，共享那些可以用相同数据表示的对象。 - **外观模式**：为子系统提供一个一致的接口，简化了客户端与子系统之间的交互。 - **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，并将每个算法封装起来，使它们可以相互替换，让算法的变化独立于使用算法的客户。 - **状态模式**：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。 - **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，降低对象间的耦合度。 - **命令模式**：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，也可以支持撤销操作。 - **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**：避免请求发送者与接收者耦合，多个对象都有可能处理请求，形成一条链，请求沿着链传递，直到被某个对象处理。 这些设计模式提供了面向对象设计的通用解决方案，可以帮助开发者解决常见的设计挑战，提高代码的可维护性和复用性。通过学习和实践这些模式，程序员可以更好地理解和设计复杂的系统，使得代码更加模块化，易于扩展和维护。