C++编程：23种GoF设计模式详解与实战示例

设计模式是软件工程中的重要概念，它提供了一种标准化的解决常见问题的方法，使得代码更具可重用性、灵活性和可维护性。本资源详细解析了GoF（Gang of Four，四位设计模式大师）提出的23种经典设计模式，这些模式分为三大类：创建型模式、结构型模式和行为型模式。 1. **创建型模式**：主要关注对象的创建过程，包括： - **Factory模式**：通过一个接口来创建对象，隐藏其实现细节，提高代码的灵活性。 - **AbstractFactory模式**：定义一系列相关的工厂方法，每个方法返回一个对象，让客户端无需指定具体子类。 - **Singleton模式**：确保一个类只有一个实例，并提供全局访问点。 - **Builder模式**：将构造过程与它的表示分离，使得相同的构造过程可以创建不同的表示。 - **Prototype模式**：通过克隆已有的对象来创建新对象，避免重复造轮子。 2. **结构型模式**：关注如何组合对象以实现特定功能，如： - **Bridge模式**：将抽象部分和实现部分分离，使它们可以独立变化。 - **Adapter模式**：让一个类具有与另一个接口兼容的能力，便于复用现有类。 - **Decorator模式**：动态地给一个对象添加新的职责，扩展其功能而不改变其结构。 - **Composite模式**：让单个对象看起来像一个整体，处理各个对象间的层次关系。 - **Flyweight模式**：减少系统资源消耗，通过共享对象来优化大量细粒度对象的性能。 - **Facade模式**：提供一个简单的接口来访问复杂系统，隐藏其实现细节。 - **Proxy模式**：为其他对象提供代理以控制对原对象的访问，如访问控制或延迟加载。 3. **行为型模式**：涉及对象之间的交互行为，包括： - **Template模式**（也称为策略模式）：定义一个算法的框架，但允许子类选择具体实现。 - **Strategy模式**：定义一组算法，让它们之间可以互换，而无需修改调用者的代码。 - **State模式**：对象的状态可以在运行时改变，使得它可以根据当前状态执行不同操作。 - **Observer模式**：定义了对象间的一对多依赖关系，当一个对象状态改变时，所有依赖它的对象都会得到通知。 - **Memento模式**：保存一个对象的瞬时状态，以便于恢复到先前的状态。 - **Mediator模式**：提供一个中介者，让各对象之间仅通过这个中介者进行通信。 - **Command模式**：封装了请求并使其能延迟执行。 - **Visitor模式**：让一个类的行为可以通过其组成部分的不同变化来改变。 - **ChainofResponsibility模式**：将请求沿着链传递，直到找到能处理该请求的处理者。 - **Iterator模式**：提供一种方法顺序访问聚合对象元素，不暴露其内部表示。 - **Interpreter模式**：将编程语言的语句解析为一系列的动作来执行。 通过实际开发中的案例和C++实现源码，作者K.Eckel分享了自己在理解和应用设计模式过程中的经验和见解。设计模式不仅仅是为了技术上的优化，更是提升代码质量和团队协作效率的有效工具。在开发过程中，理解和实践设计模式能够帮助开发者更好地理解和构建复杂的系统，同时也能提高代码的可维护性和可扩展性。