"《23种设计模式(C++)》是一本详细解析GoF23种设计模式并提供C++实现的资源,旨在帮助读者深入理解和应用面向对象设计的核心概念。内容涵盖创建型、结构型和行为型三大类设计模式,以及在实际开发中的体验和思考。"
设计模式是软件工程中经过长期实践提炼出的优秀解决方案,它们是解决常见问题的模板,可以提高代码的可读性、可维护性和复用性。在C++中应用设计模式,能够使程序设计更加灵活且易于扩展。
创建型模式主要关注对象的创建,包括:
1. Factory模式:提供一个接口用于创建某一类对象,而其具体创建过程延迟到子类去实现,使得代码更具扩展性。
2. AbstractFactory模式:更进一步,它提供一个创建对象族的接口,避免了客户程序与具体产品类之间的耦合。
3. Singleton模式:确保一个类只有一个实例,并提供一个全局访问点,常用于配置中心或日志系统等。
4. 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。
5. Prototype模式:通过复制已有对象来创建新对象,减少重复代码,提高效率。
结构型模式关注如何组织不同类和对象以构成更大的结构:
1. Bridge模式:将抽象部分与其实现部分分离,使它们可以独立变化,降低了模块间的耦合。
2. Adapter模式:允许两个不兼容的接口之间进行通信,如旧的库与新的系统之间的适配。
3. Decorator模式:动态地给对象添加一些额外的职责,提供了比继承更灵活的扩展对象功能的方式。
4. 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。
5. Flyweight模式:通过共享大量细粒度对象以减少内存使用,适用于内存敏感的场景。
6. Facade模式:为子系统提供一个统一的接口,简化了客户端与其交互。
7. 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,比如远程代理、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. 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。
2. Strategy模式:定义一系列的算法,并将每个算法封装起来,使它们可以相互替换,让算法独立于使用它的客户。
3. State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. Observer模式:定义了对象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。
5. 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状态。
6. Mediator模式:定义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,且可以独立地改变它们之间的交互。
7. Command模式:将命令封装为一个对象,以便使用不同的请求、队列或者日志请求,同时也支持撤销操作。
8. 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元素的类的前提下定义作用于这些元素的新操作。
9. Chain of Responsibility模式:避免对象之间的耦合,通过建立一系列对象,每个对象都有可能处理请求,但只有其中一个会真正处理,使得多个对象都有机会处理请求。
10. 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。
11. Interpreter模式:给定一个语言,定义它的文法表示,并定义一个解释器,该解释器使用该表示来解释语言中的句子。
12. Chain of Responsibility模式:允许将请求沿着处理者链进行发送,接收到请求的处理者可以处理请求,也可以传递给链上的下一个处理者。
在实际开发中,设计模式的应用不仅限于以上介绍,还包括如何深入理解State模式、双重分派的讨论、以及为何使用设计模式等实战经验分享。学习和掌握这些设计模式,有助于提升软件开发的质量和效率,使代码更加优雅和易于维护。