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C++设计模式

news 2025/7/18 22:19:05

简介

二十三种设计模式（经典的 GoF 设计模式）分为 创建型、结构型、行为型 三大类，以下是详细分类及其核心作用：

一、创建型模式（5种）

目的：控制对象的创建方式，解耦对象的实例化过程。

单例模式（Singleton）
- 确保一个类只有一个实例，并提供全局访问点（如数据库连接池）。
工厂方法模式（Factory Method）
- 定义创建对象的接口，但由子类决定实例化哪个类（如日志记录器）。
抽象工厂模式（Abstract Factory）
- 创建一组相关或依赖对象的家族，无需指定具体类（如跨平台UI组件库）。
建造者模式（Builder）
- 分步骤构建复杂对象（如SQL查询构造器、游戏角色生成器）。
原型模式（Prototype）
- 通过复制现有对象来创建新对象（如深拷贝配置模板）。

二、结构型模式（7种）

目的：处理类或对象的组合，形成更大的结构。
6. 适配器模式（Adapter）

使不兼容接口能协同工作（如旧系统接口适配新API）。

桥接模式（Bridge）
- 将抽象与实现分离，使两者可独立变化（如不同图形渲染引擎切换）。
组合模式（Composite）
- 以树形结构处理对象的部分-整体关系（如文件系统目录和文件）。
装饰器模式（Decorator）
- 动态扩展对象功能（如Java的InputStream缓冲装饰器）。
外观模式（Facade）
- 提供简化复杂子系统的统一接口（如一键启动电脑的“电源按钮”）。
享元模式（Flyweight）
- 共享细粒度对象以减少内存占用（如游戏中的重复贴图）。
代理模式（Proxy）
- 控制对对象的访问（如远程代理、缓存代理、安全代理）。

三、行为型模式（11种）

目的：管理对象间的交互和职责分配。
13. 责任链模式（Chain of Responsibility）
- 让多个对象依次处理请求（如HTTP中间件、审批流程）。
14. 命令模式（Command）
- 将请求封装为对象，支持撤销/重做（如编辑器操作历史）。
15. 解释器模式（Interpreter）
- 定义语言的语法规则（如SQL解析、正则表达式）。
16. 迭代器模式（Iterator）
- 提供遍历集合的统一方式（如C++ STL中的迭代器）。
17. 中介者模式（Mediator）
- 通过中介对象减少类间直接耦合（如聊天室服务器）。
18. 备忘录模式（Memento）
- 保存并恢复对象状态（如游戏存档）。
19. 观察者模式（Observer）
- 定义一对多的依赖关系，状态变更时自动通知（如事件监听）。
20. 状态模式（State）
- 允许对象在内部状态改变时改变行为（如订单状态流转）。
21. 策略模式（Strategy）
- 封装算法族，使其可互换（如排序算法、支付方式选择）。
22. 模板方法模式（Template Method）
- 定义算法骨架，子类重写特定步骤（如Android Activity生命周期）。
23. 访问者模式（Visitor）
- 在不修改类的前提下为类添加新操作（如AST树遍历）。