C++实战：GoF设计模式详解及源码分享

本文档深入解析了GOF（Gamma, Helm, Johnson, Vlissides）提出的23种经典设计模式，这些模式是软件开发中的基石，旨在解决在面向对象编程中常见的问题，提升代码的可维护性、灵活性和可复用性。C++实现源码被包含在内，让读者能够直接实践和理解这些设计原则。 1. **创建型模式**： - **Factory模式**：这是一种工厂方法，通过一个共同接口来封装对象的创建过程，隐藏具体对象的创建细节。它简化了客户端代码，使系统更具扩展性。 - **AbstractFactory模式**：扩展了Factory模式，提供了多个产品系列，每个系列有一套相关的抽象工厂，避免了硬编码产品依赖。 - **Singleton模式**：确保一个类只有一个实例，并提供全局访问点，常用于资源管理。 - **Builder模式**：将构造过程与它的表示分离，使得构建过程可以被改变，但不影响使用它的客户端。 - **Prototype模式**：通过克隆已有对象来快速创建新的对象，常用于大量相似对象的场景。 2. **结构型模式**： - **Bridge模式**：将抽象部分和实现部分解耦，允许它们独立变化。适用于不同子系统有不同的实现需求。 - **Adapter模式**：让接口不兼容的对象协同工作，通过包装现有接口来实现新接口。 - **Decorator模式**：动态地给对象添加或修改功能，无需修改其本身的设计。 - **Composite模式**：组合多个对象形成树形结构，让它们可以像单个对象一样处理，同时支持部分对象的组合操作。 - **Flyweight模式**：通过共享对象来减少内存消耗，适用于大量细粒度对象的场景。 - **Facade模式**：为复杂系统提供简单的接口，隐藏其实现细节。 - **Proxy模式**：为对象提供一个代理，控制对原对象的访问，如缓存、安全检查等。 3. **行为模式**： - **Template模式**（策略模式的一种变体）：提供一系列算法的模板，让子类决定使用哪个算法。 - **Strategy模式**：定义一组算法，让它们之间可以互换，客户端可以根据运行时策略选择不同的算法。 - **State模式**：允许对象在不同的状态下执行不同的行为。 - **Observer模式**：定义了一种一对多的依赖关系，当一个对象的状态改变时，所有依赖于它的对象都会得到通知并更新。 - **Memento模式**：保存对象的状态，在以后恢复到之前的状态，主要用于撤销操作。 - **Mediator模式**：定义一个中介者角色，协调各个对象之间的通信，降低他们之间的耦合度。 - **Command模式**：封装一个请求作为对象，使得请求可以延迟执行，或者支持请求的撤销和重做。 - **Visitor模式**：将一个请求封装为一个对象，这样可以比较容易地扩展对象的行为，而无需修改原有对象。 - **ChainofResponsibility模式**：将请求沿着一个链传递，直到找到可以处理该请求的对象。 - **Iterator模式**：提供一种方法顺序访问聚合对象的元素，而无需暴露其内部表示。 - **Interpreter模式**：解释器模式提供了一个通用的语法解析和解释框架，使用户定义自己的语言。 作者通过分享自身的编程经验和学习GoF模式的心得体会，帮助读者理解和掌握这些设计模式的精髓。通过实际的C++代码示例，读者可以直观地体验模式的应用，并将其应用于自己的项目中，提高代码质量和可维护性。