C++实现的GoF23种设计模式解析

"这篇文章主要介绍了C++实现的23种设计模式，涵盖了创建型、结构型和行为型三大类，并提供了详细的解析和源代码。作者通过引言表达了设计模式在面向对象分析和设计中的重要性，并分享了他在实际开发中的应用体验。" 设计模式是软件工程中的一种最佳实践，它描述了在特定情况下解决常见问题的模板或蓝图。在C++中，设计模式的应用可以提高代码的可重用性、可维护性和灵活性。以下是对23种设计模式的简要介绍： 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，使代码能够在运行时决定具体类型。 - **抽象工厂模式**：为创建一系列相关的或相互依赖的对象提供一个接口，而无需指定它们的具体类。 - **单例模式**：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**：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，减少了创建新对象的开销。 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为客户期望的另一个接口，使得原本因接口不兼容而无法一起工作的那些类可以协同工作。 - **装饰器模式**：动态地给对象添加一些额外的职责，即增加功能而不影响其他对象。 - **组合模式**：将对象组合成树形结构以表示“部分-整体”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**：运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象，减少内存占用。 - **外观模式**：为子系统提供一个一致的接口，使得这些子系统更容易被使用。 - **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**：定义了一系列的算法，并将每一个算法封装起来，使得它们可以互相替换，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**：定义了对象之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先前状态。 - **中介者模式**：定义一个中介对象来简化原有对象之间的交互关系，降低系统的耦合度。 - **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，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**：避免请求的发送者和接收者之间的耦合，将多个处理者链接在一起，一个请求沿着链传递，直到有处理者处理它。 - **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**：给定一个语言，定义它的文法表示，并提供一个解释器用于解释该语言中的句子。 在实际开发中，理解并合理运用这些设计模式，能够帮助开发者写出更高效、更易于理解和维护的代码。作者通过分享他在开发中的经验，强调了设计模式对于理解面向对象编程的重要性，特别是以Singleton模式为例，探讨了为什么使用设计模式的原因。此外，还讨论了双重分派（Double Dispatch）在Visitor模式中的应用。最后，附录部分包含了一些关于设计模式的思考，进一步深化了对设计模式的理解。