"GoF23种设计模式精解,涵盖了创建型、结构型和行为型模式,通过C++实现的源码解析"
设计模式是软件工程中的重要概念,尤其在面向对象编程中,它提供了可复用的解决方案模板,用于解决常见的设计问题。GoF(Gang of Four)的《设计模式——可复用面向对象软件的基础》是这一领域的经典著作,由Erich Gamma、Richard Helm、Ralph Johnson和John Vlissides四位作者共同撰写。
1. **创建型模式**:
- **Factory模式**:提供一个创建对象的接口,但允许子类决定实例化哪个类,使代码可以在不指定具体类的情况下创建对象。
- **AbstractFactory模式**:提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口,而无需指定它们的具体类。
- **Singleton模式**:保证一个类只有一个实例,并提供一个全局访问点,防止多次实例化带来的问题。
- **Builder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。
- **Prototype模式**:通过复制现有对象来创建新对象,而不是创建新实例,适用于对象创建开销大的情况。
2. **结构型模式**:
- **Bridge模式**:将抽象部分与它的实现部分分离,使它们可以独立地变化。
- **Adapter模式**:使两个接口不兼容的对象能够协同工作,通过包装原有对象以适应新的接口。
- **Decorator模式**:动态地给一个对象添加一些额外的职责,提供了增加功能而不改变对象结构的方式。
- **Composite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。
- **Flyweight模式**:用于减少大量相似对象的创建,通过共享大量内部状态相同的对象来节省内存。
- **Facade模式**:提供一个统一的接口,用来访问子系统的一组接口,简化了子系统的使用。
- **Proxy模式**:为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问,通常用于远程代理、虚拟代理等。
3. **行为型模式**:
- **Template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。
- **Strategy模式**:定义了一系列算法,并将每个算法封装起来,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。
- **State模式**:允许对象在其内部状态改变时改变它的行为,看起来好像对象改变了它的类。
- **Observer模式**:定义对象间的一种一对多的依赖关系,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。
- **Memento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。
- **Mediator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。
- **Command模式**:将一个请求封装为一个对象,从而使你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。
- **Visitor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。
- **Chain of Responsibility模式**:避免将处理请求的责任绑定到单一对象,而是将这些对象连成一条链,请求沿链传递,直到某个对象处理它。
- **Iterator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。
- **Interpreter模式**:给定一种语言,定义其文法的一种表示,并且定义一个解释器,这个解释器使用该表示来解释语言中的句子。
了解和熟练掌握这些设计模式,能够帮助开发者编写更加灵活、可扩展和易于维护的代码,是提升软件开发能力的关键步骤。通过阅读GoF的设计模式解析,结合C++实现的源码,可以更深入地理解每种模式的实际应用和效果。