C++编程:23种GoF设计模式详解与实战示例
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更新于2024-07-20
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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。
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