C++设计模式详解：Adapter、AbstractFactory等23种模式实例

C++设计模式是软件工程中的重要概念，它提供了一套通用的解决方案来解决常见问题，提高代码的可复用性和可维护性。GOF（Gang of Four）是设计模式的经典著作，其中包含23个经典设计模式，C++作为面向对象编程的重要语言，自然也广泛应用这些模式。本文主要介绍了C++中的八种设计模式：Adapter、AbstractFactory、Singleton、Bridge、Builder、Prototype、FactoryMethod以及Composite。 1. **Adapter模式**： Adapter模式允许一个类的接口转换成客户期望的另一个接口，解决接口不兼容的问题。例如，通过创建一个新的类（Adapter），该类包含原始接口（Adaptee）的对象，并提供客户所需的接口（Target）。如提供的代码所示，`classAdapter`和`objectAdapter`是两种不同的实现方式，它们都展示了如何在客户端代码中通过Adapter间接调用Adaptee的特定方法（如`SpecialRequest`）。 2. **AbstractFactory模式**： 这种模式定义了一个用于创建一系列相关或相互依赖对象的接口，而无需指定具体类。C++中的抽象工厂可以用于创建复杂的对象体系，保持解耦并提供统一的接口。 3. **Singleton模式**： Singleton模式确保一个类只有一个实例，并提供全局访问点。这对于资源管理、日志记录等场景非常有用，因为全局单例能保证在整个程序中对资源的共享控制。 4. **Bridge模式**： Bridge模式允许将抽象部分和实现部分分离，使它们可以独立变化。这有助于降低类之间的耦合度，提高代码的灵活性和可扩展性。 5. **Builder模式**： Builder模式封装复杂对象的构建过程，使得用户可以逐步构造对象，而无需知道内部细节。这种模式常用于构建大型或复杂的数据结构。 6. **Prototype模式**： 在这种模式中，原型对象负责创建其克隆对象，用户无需了解内部复制过程。C++可以通过深拷贝或者智能指针（如`std::shared_ptr`）来实现对象的克隆。 7. **FactoryMethod模式**： 通过让子类决定实例化哪一个类，FactoryMethod模式实现了产品类的多态性。这在需要创建家族产品系列，且希望客户端代码对产品家族的实现细节不了解的情况下很有用。 8. **Composite模式**： Composite模式允许将复杂的对象表示为拥有一个层次结构的简单对象，同时可以以一致的方式处理各个组成部分。这有助于简化代码，尤其是处理树形或层次结构数据结构时。 总结来说，C++设计模式提供了丰富的工具，帮助开发者编写更加模块化、可维护的代码。理解和掌握这些模式不仅限于实现代码，更重要的是理解其背后的策略和原则，以便在实际项目中灵活应用。