c++ 设计模式。。。。。

### C++设计模式精解 #### 0. 引言 设计模式是在软件工程领域内广泛应用的一种编程思想，它能够帮助开发者解决常见的设计问题，并提供一套标准的解决方案。设计模式通常分为三大类：创建型模式、结构型模式和行为型模式。本文将详细介绍GoF（Gang of Four）提出的23种经典设计模式，并通过C++实现这些模式。 #### 1. 创建型模式 创建型模式主要关注对象的创建机制，它们试图创建出满足某些条件的对象，而无需让客户端知道具体的创建逻辑。 - **1.1 Factory模式** 工厂模式是一种创建型设计模式，它提供了一个创建对象的接口，但允许子类决定实例化哪一个类。工厂方法让类的实例化推迟到子类。 - **1.2 Abstract Factory模式** 抽象工厂模式是一种创建型设计模式，它能让你创建一系列相关的或相互依赖的对象，而无需指定他们具体的类。 - **1.3 Singleton模式** 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。这种模式在需要频繁地创建和销毁对象时特别有用，因为它可以减少资源消耗。 - **1.4 Builder模式** 建造者模式是一种创建型设计模式，它允许你逐步构造一个复杂的对象。该模式允许你使用相同的构建过程来创建不同表示和类型的对象。 - **1.5 Prototype模式** 原型模式是一种创建型设计模式，它使用已有的实例作为原型并通过复制该原型来创建新的实例，从而避免了创建新实例时重复初始化的过程。 #### 2. 结构型模式 结构型模式关注的是如何将类或者对象组合起来形成更大的结构。 - **2.1 Bridge模式** 桥接模式是一种结构型设计模式，它将抽象部分与它的实现部分分离，使得它们都可以独立变化。 - **2.2 Adapter模式** 适配器模式是一种结构型设计模式，它能让不兼容的接口协同工作。适配器模式通常以适配器类的形式出现，这种类可以调用现有类的接口并将其转换为客户端期望的新接口。 - **2.3 Decorator模式** 装饰器模式是一种结构型设计模式，允许向一个现有的对象添加新的功能，同时又不改变其结构。这种类型的设计是作为现有的类的一个包装（Wrapper），这种装饰类的行为类似于被装饰了的原始类的行为。 - **2.4 Composite模式** 组合模式是一种结构型设计模式，它让你能将单个对象和对象集合都当作统一的对象进行处理。组合模式使得你可以通过递归的方式处理复杂结构。 - **2.5 Flyweight模式** 享元模式是一种结构型设计模式，它用于减少创建大量相似对象所需的内存。这种模式可以通过共享已经存在的多个对象来重用对象状态。 - **2.6 Facade模式** 外观模式是一种结构型设计模式，它为子系统中的一组接口提供一个一致的界面。外观模式定义了一个高层接口，这个接口使得这一子系统更加容易使用。 - **2.7 Proxy模式** 代理模式是一种结构型设计模式，它为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。 #### 3. 行为模式 行为模式关注的是类的职责分配。 - **3.1 Template模式** 模板方法模式是一种行为型设计模式，它定义了算法的骨架，而将一些步骤延迟到子类中。模板方法使得子类可以在不改变算法结构的情况下，重新定义算法中的某些步骤。 - **3.2 Strategy模式** 策略模式是一种行为型设计模式，它使你能在运行时改变对象的行为。这种模式定义了一系列算法，并将每个算法封装起来，使它们可以互换。 - **3.3 State模式** 状态模式是一种行为型设计模式，它允许一个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。 - **3.4 Observer模式** 观察者模式是一种行为型设计模式，它把所有订阅并监听某个对象状态变化的对象集合在一起。当这个对象的状态发生改变时，会通知所有的观察者对象，使它们能够自动更新自己。 - **3.5 Memento模式** 备忘录模式是一种行为型设计模式，它捕获一个对象的内部状态，并在该对象之外保存这个状态，这样以后就可以将该对象恢复到原先保存的状态。 - **3.6 Mediator模式** 中介者模式是一种行为型设计模式，它用一个中介对象来封装一系列的对象交互。中介者模式使得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。 - **3.7 Command模式** 命令模式是一种行为型设计模式，它将一个请求封装为一个对象，从而使你可用不同的请求对客户进行参数化；对请求排队或记录请求日志，以及支持可撤销的操作。 - **3.8 Visitor模式** 访问者模式是一种行为型设计模式，它允许你给一个对象结构中的各个元素提供一个新的操作，而且无需修改这些对象的类。 - **3.9 Chain of Responsibility模式** 责任链模式是一种行为型设计模式，它让你能传递请求给一系列的处理器。收到请求后，每个处理器要么处理该请求，要么将它传给下一个处理器。 - **3.10 Iterator模式** 迭代器模式是一种行为型设计模式，它让你能顺序遍历聚合对象的元素，而不暴露对象的真实结构。 - **3.11 Interpreter模式** 解释器模式是一种行为型设计模式，它为你提供了一种定义语言语法的方法，并且基于此语法解释这些语言中的句子。 #### 4. 总结 设计模式不仅是软件设计领域的宝贵财富，也是每一位程序员应该掌握的基本技能之一。通过理解和应用这些模式，我们可以编写出更优雅、更灵活和更可维护的代码。在实际项目中，合理运用这些设计模式可以极大地提高开发效率和软件质量。 设计模式的学习和实践是一个长期且持续的过程，需要不断地学习、实践和反思。希望通过对这些模式的深入探讨，可以帮助读者更好地理解和应用这些重要的概念。