GoF 23种设计模式解析与C++实现

"GoF 23种设计模式解析附C++实现源码，包括创建型、结构型和行为型模式的详细解析和代码实现，旨在帮助读者理解面向对象分析和设计的核心。" 设计模式是软件工程中的一种最佳实践，它们是解决常见问题的模板，可以在不同的场景下重复使用。GoF（Gang of Four）的23种设计模式是面向对象设计的经典之作，由Erich Gamma、Richard Helm、Ralph Johnson和John Vlissides四位大师提出。 **创建型模式**主要关注对象的创建过程，旨在在程序中引入更多的灵活性和抽象性： 1. **工厂模式**提供了一个接口来创建对象，但让子类决定实例化哪一个类。它将实例化操作延迟到子类进行。 2. **抽象工厂模式**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。 3. **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。它常用于配置中心、缓存管理等场景。 4. **建造者模式**将复杂对象的构建与其表示分离，使得相同的构建过程可以创建不同的表示。 5. **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。 **结构型模式**关注如何组合现有的类和对象，以创建更大的结构： 1. **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。 2. **适配器模式**允许两个不兼容的对象协同工作，通过提供一个适配器接口，将原有接口转换为期望的接口。 3. **装饰器模式**动态地给对象添加新的职责，通过包装对象并扩展其功能，而不改变其原始接口。 4. **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。组合对象和单个对象可以被统一处理。 5. **享元模式**为了减少大量相似对象的创建，使用共享技术有效地支持大量细粒度的对象。 6. **外观模式**提供一个简化的接口，以隐藏复杂的子系统，使得客户端代码更容易使用。 7. **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，可以用于远程代理、虚拟代理等。 **行为型模式**主要关注对象之间的交互和责任分配： 1. **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。 2. **策略模式**定义了一系列的算法，并将每一个算法封装起来，使它们可以互相替换。策略对象改变算法的执行。 3. **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。 4. **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自动更新。 5. **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。 6. **中介者模式**用一个中介对象来封装一系列的对象交互，降低耦合度。 7. **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。 8. **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。 9. **责任链模式**避免对象之间的耦合，将请求沿着处理者链传递，直到某个处理者处理请求。 理解并熟练运用这些设计模式，有助于提升代码的可读性、可维护性和可扩展性。通过C++实现这些模式，开发者可以更直观地理解和掌握它们的精髓。设计模式不仅限于C++，也可以应用于Java、Python等其他面向对象的语言。通过学习和实践，开发者可以更好地应对复杂软件系统的挑战。