C++设计模式

系列文章目录

1. C++设计模式之观察者模式

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前言

本文主要从宏观的角度简单地介绍一下C++的设计模式。

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一、C++设计模式简介

C++设计模式是一套通用的解决方案，用于在软件设计中解决常见问题。这些模式能够提高代码的可重用性、可维护性和可扩展性。设计模式通常分为三大类：创建型、结构型和行为型。

二、创建型模式

创建型模式主要关注对象的创建过程，提供了创建对象的机制，确保系统在创建对象时更加灵活和适应变化。

• 单例模式（Singleton）：确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。
• 工厂模式（Factory Method）：定义一个创建对象的接口，但由子类决定实例化哪一个类。
• 抽象工厂模式（Abstract Factory）：提供一个接口，用于创建一系列相关或相互依赖的对象，而无需指定它们具体的类。
• 建造者模式（Builder）：将一个复杂对象的构建与它的表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。
• 原型模式（Prototype）：通过复制现有的对象来创建新对象，而不是通过类的构造函数。

三、结构型模式

结构型模式关注类和对象的组合，确保它们能够一起工作。

• 适配器模式（Adapter）：允许将一个接口转换为另一个接口，使得原本不兼容的类能够一起工作。
• 桥接模式（Bridge）：将抽象部分与实现部分分离，使它们可以独立变化。
• 组合模式（Composite）：将对象组合成树形结构以表示部分-整体的层次结构，使得客户对单个对象和组合对象的使用具有一致性。
• 装饰模式（Decorator）：通过将对象包装在一个类中来为其添加新功能，而不改变其结构。
• 外观模式（Facade）：为一组接口提供一个统一的高层接口，使得子系统更容易使用。
• 享元模式（Flyweight）：通过共享对象来支持大量细粒度的对象，从而节省内存。

四、行为型模式

行为型模式关注对象之间的通信和职责的分配。

• 观察者模式（Observer）：定义一种一对多的依赖关系，使得当一个对象状态改变时，所有依赖于它的对象都能得到通知并自动更新。
• 策略模式（Strategy）：定义一系列算法，将每一个算法封装起来，使它们可以互换。
• 状态模式（State）：允许一个对象在其内部状态改变时改变它的行为。
• 命令模式（Command）：将请求封装为一个对象，从而使您可以使用不同的请求、队列请求和记录日志。
• 责任链模式（Chain of Responsibility）：将请求的发送者和接收者解耦，使多个对象都有机会处理请求。
• 迭代器模式（Iterator）：提供一种方法访问一个集合对象中的元素，而不暴露该对象的内部表示。

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总结

设计模式是软件开发中的重要工具，能够帮助开发者解决复杂问题、减少代码重复、提高代码的可维护性和可扩展性。在C++中，设计模式的使用可以通过虚函数、继承、模板等特性来实现。掌握这些模式能帮助你在设计软件时做出更好的决策，编写更高质量的代码。