C++設(shè)計(jì)模式分析

1/1C++設(shè)計(jì)模式第一部分設(shè)計(jì)模式簡介 2第二部分C++設(shè)計(jì)模式分類 9第三部分創(chuàng)建型模式 13第四部分結(jié)構(gòu)型模式 19第五部分行為型模式 25第六部分設(shè)計(jì)模式原則 48第七部分設(shè)計(jì)模式應(yīng)用 52第八部分總結(jié)與展望 59

第一部分設(shè)計(jì)模式簡介關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點(diǎn)設(shè)計(jì)模式的定義和分類

1.設(shè)計(jì)模式是在面向?qū)ο筌浖O(shè)計(jì)過程中，針對(duì)特定問題的簡潔而優(yōu)雅的解決方案。

2.設(shè)計(jì)模式可以分為創(chuàng)建型、結(jié)構(gòu)型和行為型三種類型，每種類型都有其特定的目的和應(yīng)用場景。

3.創(chuàng)建型模式關(guān)注對(duì)象的創(chuàng)建過程，結(jié)構(gòu)型模式關(guān)注對(duì)象的組合和結(jié)構(gòu)，行為型模式關(guān)注對(duì)象之間的通信和協(xié)作。

設(shè)計(jì)模式的原則

1.設(shè)計(jì)模式的原則包括單一職責(zé)原則、開放封閉原則、里氏代換原則、依賴倒轉(zhuǎn)原則和接口隔離原則。

2.單一職責(zé)原則要求一個(gè)類只負(fù)責(zé)一個(gè)功能領(lǐng)域中的相應(yīng)職責(zé)，以提高類的內(nèi)聚性。

3.開放封閉原則要求軟件實(shí)體對(duì)擴(kuò)展開放，對(duì)修改封閉，以提高軟件系統(tǒng)的可維護(hù)性和可擴(kuò)展性。

4.里氏代換原則要求在使用基類的地方可以透明地使用其子類，以提高軟件系統(tǒng)的可替換性和可維護(hù)性。

5.依賴倒轉(zhuǎn)原則要求高層模塊不應(yīng)該依賴低層模塊，它們都應(yīng)該依賴抽象，以提高軟件系統(tǒng)的可維護(hù)性和可擴(kuò)展性。

6.接口隔離原則要求使用多個(gè)專門的接口，而不使用單一的總接口，以提高軟件系統(tǒng)的靈活性和可維護(hù)性。

設(shè)計(jì)模式的應(yīng)用場景

1.設(shè)計(jì)模式在軟件開發(fā)的各個(gè)階段都有廣泛的應(yīng)用，包括需求分析、設(shè)計(jì)、編碼和測(cè)試等階段。

2.在需求分析階段，可以使用設(shè)計(jì)模式來識(shí)別和理解系統(tǒng)的需求，以確保系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和可維護(hù)性。

3.在設(shè)計(jì)階段，可以使用設(shè)計(jì)模式來設(shè)計(jì)系統(tǒng)的架構(gòu)和組件，以提高系統(tǒng)的靈活性和可維護(hù)性。

4.在編碼階段，可以使用設(shè)計(jì)模式來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的具體功能，以提高代碼的可讀性和可維護(hù)性。

5.在測(cè)試階段，可以使用設(shè)計(jì)模式來編寫測(cè)試用例，以確保系統(tǒng)的正確性和穩(wěn)定性。

設(shè)計(jì)模式的優(yōu)勢(shì)

1.設(shè)計(jì)模式可以提高軟件系統(tǒng)的可維護(hù)性、可擴(kuò)展性和可復(fù)用性，從而降低軟件系統(tǒng)的開發(fā)成本和維護(hù)成本。

2.設(shè)計(jì)模式可以提高軟件系統(tǒng)的質(zhì)量和可靠性，從而提高用戶的滿意度。

3.設(shè)計(jì)模式可以促進(jìn)軟件團(tuán)隊(duì)之間的協(xié)作和溝通，從而提高軟件開發(fā)的效率和質(zhì)量。

設(shè)計(jì)模式的局限性

1.設(shè)計(jì)模式并不是萬能的，它們并不能解決所有的軟件設(shè)計(jì)問題。

2.設(shè)計(jì)模式的應(yīng)用需要一定的經(jīng)驗(yàn)和技巧，如果使用不當(dāng)，可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的復(fù)雜性增加和性能下降。

3.設(shè)計(jì)模式的應(yīng)用需要遵循一定的原則和規(guī)范，如果違反這些原則和規(guī)范，可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的不穩(wěn)定和不可靠。

設(shè)計(jì)模式的未來發(fā)展趨勢(shì)

1.隨著軟件技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，設(shè)計(jì)模式也在不斷地發(fā)展和完善。

2.未來的設(shè)計(jì)模式將更加注重面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的基本原則和最佳實(shí)踐，以提高軟件系統(tǒng)的質(zhì)量和可靠性。

3.未來的設(shè)計(jì)模式將更加注重與其他技術(shù)和方法的結(jié)合，以提高軟件系統(tǒng)的可維護(hù)性、可擴(kuò)展性和可復(fù)用性。

4.未來的設(shè)計(jì)模式將更加注重對(duì)軟件系統(tǒng)的性能和效率的影響，以提高軟件系統(tǒng)的競爭力。設(shè)計(jì)模式簡介

設(shè)計(jì)模式是軟件工程中的一個(gè)重要概念，它描述了在特定上下文中解決常見問題的可重復(fù)使用的方案。設(shè)計(jì)模式并不是具體的代碼實(shí)現(xiàn)，而是一種抽象的思想和原則，用于指導(dǎo)軟件設(shè)計(jì)和開發(fā)。

在C++中，設(shè)計(jì)模式可以幫助開發(fā)人員提高代碼的可維護(hù)性、可擴(kuò)展性和可復(fù)用性。通過使用設(shè)計(jì)模式，開發(fā)人員可以將復(fù)雜的問題分解為簡單的模塊，并以一種通用的方式解決這些問題。這不僅可以提高代碼的質(zhì)量，還可以減少開發(fā)時(shí)間和成本。

C++設(shè)計(jì)模式可以分為三類：創(chuàng)建型模式、結(jié)構(gòu)型模式和行為型模式。

創(chuàng)建型模式用于處理對(duì)象的創(chuàng)建過程，主要包括以下幾種模式：

1.工廠方法模式（FactoryMethodPattern）：定義一個(gè)用于創(chuàng)建對(duì)象的接口，讓子類決定實(shí)例化哪一個(gè)類。該模式將對(duì)象的創(chuàng)建與使用分離，使得系統(tǒng)更加靈活和可擴(kuò)展。

2.抽象工廠模式（AbstractFactoryPattern）：提供一個(gè)接口，用于創(chuàng)建一系列相關(guān)或相互依賴的對(duì)象，而無需指定具體的類。該模式適用于需要?jiǎng)?chuàng)建多個(gè)不同類型的對(duì)象，但又不希望客戶端直接與具體類進(jìn)行交互的情況。

3.單例模式（SingletonPattern）：確保一個(gè)類只有一個(gè)實(shí)例存在，并提供一個(gè)全局訪問點(diǎn)來訪問該實(shí)例。該模式適用于需要在整個(gè)系統(tǒng)中共享一個(gè)資源或?qū)ο蟮那闆r。

4.建造者模式（BuilderPattern）：將一個(gè)復(fù)雜對(duì)象的構(gòu)建過程與其表示分離，使得同樣的構(gòu)建過程可以創(chuàng)建不同的表示。該模式適用于創(chuàng)建復(fù)雜對(duì)象時(shí)，需要按照一定的步驟和順序進(jìn)行構(gòu)建的情況。

5.原型模式（PrototypePattern）：通過復(fù)制現(xiàn)有對(duì)象來創(chuàng)建新對(duì)象，而不是通過new關(guān)鍵字來創(chuàng)建新對(duì)象。該模式適用于創(chuàng)建對(duì)象的成本較高，或者需要頻繁創(chuàng)建對(duì)象的情況。

結(jié)構(gòu)型模式用于處理對(duì)象的組合和結(jié)構(gòu)，主要包括以下幾種模式：

1.適配器模式（AdapterPattern）：將一個(gè)類的接口轉(zhuǎn)換成客戶希望的另外一個(gè)接口，使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的那些類可以一起工作。該模式適用于需要將一個(gè)類的接口轉(zhuǎn)換為另一個(gè)接口，以滿足不同客戶的需求的情況。

2.橋接模式（BridgePattern）：將抽象部分與它的實(shí)現(xiàn)部分分離，使它們都可以獨(dú)立地變化。該模式適用于需要將抽象和實(shí)現(xiàn)分離，以提高系統(tǒng)的靈活性和可擴(kuò)展性的情況。

3.組合模式（CompositePattern）：將對(duì)象組合成樹形結(jié)構(gòu)以表示“部分-整體”的層次結(jié)構(gòu)，使得用戶對(duì)單個(gè)對(duì)象和組合對(duì)象的使用具有一致性。該模式適用于需要表示對(duì)象的層次結(jié)構(gòu)，并且希望用戶可以以統(tǒng)一的方式處理單個(gè)對(duì)象和組合對(duì)象的情況。

4.裝飾模式（DecoratorPattern）：動(dòng)態(tài)地給一個(gè)對(duì)象添加一些額外的職責(zé)，而不需要修改原來的代碼。該模式適用于需要在不改變現(xiàn)有對(duì)象結(jié)構(gòu)的情況下，動(dòng)態(tài)地添加新的功能的情況。

5.外觀模式（FacadePattern）：為子系統(tǒng)中的一組接口提供一個(gè)統(tǒng)一的入口，使得子系統(tǒng)更加容易使用。該模式適用于需要為一個(gè)復(fù)雜的子系統(tǒng)提供一個(gè)簡單的接口，以降低系統(tǒng)的復(fù)雜性和提高系統(tǒng)的易用性的情況。

6.享元模式（FlyweightPattern）：運(yùn)用共享技術(shù)來有效地支持大量細(xì)粒度的對(duì)象。該模式適用于需要?jiǎng)?chuàng)建大量對(duì)象，并且這些對(duì)象的狀態(tài)可以共享的情況。

行為型模式用于處理對(duì)象之間的通信和交互，主要包括以下幾種模式：

1.職責(zé)鏈模式（ChainofResponsibilityPattern）：使多個(gè)對(duì)象都有機(jī)會(huì)處理請(qǐng)求，從而避免請(qǐng)求的發(fā)送者和接收者之間的耦合關(guān)系。將這些對(duì)象連成一條鏈，并沿著這條鏈傳遞該請(qǐng)求，直到有一個(gè)對(duì)象處理它為止。該模式適用于需要在多個(gè)對(duì)象之間傳遞請(qǐng)求，并且希望避免請(qǐng)求的發(fā)送者和接收者之間的耦合關(guān)系的情況。

2.命令模式（CommandPattern）：將一個(gè)請(qǐng)求封裝為一個(gè)對(duì)象，從而使你可以用不同的請(qǐng)求對(duì)客戶進(jìn)行參數(shù)化。該模式適用于需要將請(qǐng)求封裝為對(duì)象，并且需要支持撤銷操作的情況。

3.解釋器模式（InterpreterPattern）：給定一個(gè)語言，定義它的文法的一種表示，并定義一個(gè)解釋器，該解釋器使用該表示來解釋語言中的句子。該模式適用于需要定義一種語言的文法，并需要解釋該語言中的句子的情況。

4.迭代器模式（IteratorPattern）：提供一種方法順序訪問一個(gè)聚合對(duì)象中各個(gè)元素，而又不需暴露該對(duì)象的內(nèi)部表示。該模式適用于需要訪問一個(gè)聚合對(duì)象中的各個(gè)元素，并且希望隱藏聚合對(duì)象的內(nèi)部表示的情況。

5.中介者模式（MediatorPattern）：用一個(gè)中介對(duì)象來封裝一系列的對(duì)象交互。中介者使各對(duì)象不需要顯式地相互引用，從而使其耦合松散，而且可以獨(dú)立地改變它們之間的交互。該模式適用于需要在多個(gè)對(duì)象之間進(jìn)行通信，并且希望降低對(duì)象之間的耦合關(guān)系的情況。

6.備忘錄模式（MementoPattern）：在不破壞封裝性的前提下，捕獲一個(gè)對(duì)象的內(nèi)部狀態(tài)，并在該對(duì)象之外保存這個(gè)狀態(tài)。這樣以后就可將該對(duì)象恢復(fù)到原先保存的狀態(tài)。該模式適用于需要保存對(duì)象的內(nèi)部狀態(tài)，并且需要在以后恢復(fù)該狀態(tài)的情況。

7.觀察者模式（ObserverPattern）：定義對(duì)象間的一種一對(duì)多的依賴關(guān)系，當(dāng)一個(gè)對(duì)象的狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)，所有依賴于它的對(duì)象都得到通知并被自動(dòng)更新。該模式適用于需要在多個(gè)對(duì)象之間建立一種一對(duì)多的依賴關(guān)系，并且當(dāng)一個(gè)對(duì)象的狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)，需要自動(dòng)通知所有依賴于它的對(duì)象的情況。

8.狀態(tài)模式（StatePattern）：允許一個(gè)對(duì)象在其內(nèi)部狀態(tài)改變時(shí)改變它的行為，對(duì)象看起來似乎修改了它的類。該模式適用于需要根據(jù)對(duì)象的內(nèi)部狀態(tài)來改變對(duì)象的行為，并且希望將對(duì)象的狀態(tài)和行為分離的情況。

9.策略模式（StrategyPattern）：定義一系列的算法，把它們一個(gè)個(gè)封裝起來，并且使它們可相互替換。本模式使得算法可獨(dú)立于使用它的客戶而變化。該模式適用于需要定義一系列的算法，并且需要根據(jù)不同的情況選擇不同的算法的情況。

10.模板方法模式（TemplateMethodPattern）：定義一個(gè)操作中的算法的骨架，而將一些步驟延遲到子類中。模板方法使得子類可以不改變一個(gè)算法的結(jié)構(gòu)即可重定義該算法的某些特定步驟。該模式適用于需要定義一個(gè)算法的骨架，并且需要讓子類來實(shí)現(xiàn)算法的某些特定步驟的情況。

總之，C++設(shè)計(jì)模式是一種非常有用的工具，它可以幫助開發(fā)人員提高代碼的質(zhì)量和可維護(hù)性，降低開發(fā)成本和風(fēng)險(xiǎn)。開發(fā)人員應(yīng)該根據(jù)具體的需求和情況選擇合適的設(shè)計(jì)模式，并在實(shí)踐中不斷地學(xué)習(xí)和應(yīng)用。第二部分C++設(shè)計(jì)模式分類關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點(diǎn)創(chuàng)建型模式

1.創(chuàng)建型模式隱藏了這些類的實(shí)例是如何被創(chuàng)建和放在一起的，整個(gè)系統(tǒng)關(guān)于這些對(duì)象所知道的是由抽象類所定義的接口。

2.創(chuàng)建型模式在創(chuàng)建什么、由誰創(chuàng)建、何時(shí)創(chuàng)建以及如何創(chuàng)建的問題上提供了很大的靈活性。

3.常見的創(chuàng)建型模式有：工廠方法模式、抽象工廠模式、單例模式、建造者模式、原型模式。

結(jié)構(gòu)型模式

1.結(jié)構(gòu)型模式描述如何將類或?qū)ο蠼M合成更大的結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)新的功能或提供更復(fù)雜的接口。

2.結(jié)構(gòu)型模式關(guān)注類和對(duì)象的結(jié)構(gòu)，通過組合和繼承來實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。

3.常見的結(jié)構(gòu)型模式有：適配器模式、橋接模式、組合模式、裝飾模式、外觀模式、享元模式、代理模式。

行為型模式

1.行為型模式關(guān)注對(duì)象之間的通信和協(xié)作，以及它們?nèi)绾喂餐瓿扇蝿?wù)。

2.行為型模式通過定義對(duì)象之間的交互來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的行為，這些交互可以是直接的方法調(diào)用，也可以是通過消息傳遞或事件觸發(fā)來實(shí)現(xiàn)。

3.常見的行為型模式有：責(zé)任鏈模式、命令模式、解釋器模式、迭代器模式、中介者模式、備忘錄模式、觀察者模式、狀態(tài)模式、策略模式、模板方法模式、訪問者模式。

并發(fā)型模式

1.并發(fā)型模式關(guān)注如何在多線程或多進(jìn)程環(huán)境下有效地管理和協(xié)調(diào)并發(fā)操作。

2.并發(fā)型模式通過使用鎖、信號(hào)量、條件變量等機(jī)制來實(shí)現(xiàn)線程安全和并發(fā)控制。

3.常見的并發(fā)型模式有：雙檢鎖模式、讀寫鎖模式、線程池模式、信號(hào)量模式、生產(chǎn)者-消費(fèi)者模式。

分布式型模式

1.分布式型模式關(guān)注如何在分布式系統(tǒng)中有效地管理和協(xié)調(diào)不同節(jié)點(diǎn)之間的通信和協(xié)作。

2.分布式型模式通過使用遠(yuǎn)程調(diào)用、消息傳遞、分布式事務(wù)等機(jī)制來實(shí)現(xiàn)分布式系統(tǒng)的功能。

3.常見的分布式型模式有：分布式對(duì)象模式、遠(yuǎn)程方法調(diào)用模式、消息隊(duì)列模式、分布式事務(wù)模式。

數(shù)據(jù)訪問型模式

1.數(shù)據(jù)訪問型模式關(guān)注如何在不同的數(shù)據(jù)源（如數(shù)據(jù)庫、文件系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)等）中有效地訪問和管理數(shù)據(jù)。

2.數(shù)據(jù)訪問型模式通過使用不同的訪問策略和技術(shù)來實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的高效訪問和管理。

3.常見的數(shù)據(jù)訪問型模式有：數(shù)據(jù)訪問對(duì)象模式、表數(shù)據(jù)訪問模式、行數(shù)據(jù)訪問模式、活動(dòng)記錄模式、數(shù)據(jù)映射模式。C++設(shè)計(jì)模式是在C++程序設(shè)計(jì)中，針對(duì)特定問題的簡潔而優(yōu)雅的解決方案。這些模式通過提供經(jīng)過驗(yàn)證的、可重用的代碼結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)思路，幫助開發(fā)者提高代碼的質(zhì)量、可維護(hù)性和擴(kuò)展性。本文將介紹C++設(shè)計(jì)模式的分類。

根據(jù)設(shè)計(jì)模式的目的和用途，可以將C++設(shè)計(jì)模式分為以下幾類：

1.創(chuàng)建型模式

創(chuàng)建型模式關(guān)注對(duì)象的創(chuàng)建過程，旨在將對(duì)象的創(chuàng)建與使用分離，以便更好地管理對(duì)象的創(chuàng)建過程。常見的創(chuàng)建型模式包括：

-單例模式（SingletonPattern）：確保一個(gè)類只有一個(gè)實(shí)例，并提供一個(gè)全局訪問點(diǎn)。

-工廠方法模式（FactoryMethodPattern）：定義一個(gè)用于創(chuàng)建對(duì)象的接口，讓子類決定實(shí)例化哪個(gè)類。

-抽象工廠模式（AbstractFactoryPattern）：提供一個(gè)接口，用于創(chuàng)建一系列相關(guān)或相互依賴的對(duì)象，而無需指定具體的類。

-建造者模式（BuilderPattern）：將一個(gè)復(fù)雜對(duì)象的構(gòu)建過程分解為多個(gè)簡單對(duì)象的構(gòu)建過程，以便更好地控制對(duì)象的構(gòu)建過程。

-原型模式（PrototypePattern）：通過復(fù)制已有對(duì)象來創(chuàng)建新對(duì)象，而無需知道對(duì)象的具體類型。

2.結(jié)構(gòu)型模式

結(jié)構(gòu)型模式關(guān)注對(duì)象的組合和結(jié)構(gòu)，旨在通過合理的對(duì)象組合和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來提高系統(tǒng)的靈活性和可擴(kuò)展性。常見的結(jié)構(gòu)型模式包括：

-適配器模式（AdapterPattern）：將一個(gè)類的接口轉(zhuǎn)換為另一個(gè)類的接口，以便使原本不兼容的類能夠協(xié)同工作。

-橋接模式（BridgePattern）：將抽象部分與實(shí)現(xiàn)部分分離，使它們可以獨(dú)立變化。

-組合模式（CompositePattern）：將對(duì)象組合成樹形結(jié)構(gòu)，以表示“部分-整體”的層次結(jié)構(gòu)。

-裝飾模式（DecoratorPattern）：動(dòng)態(tài)地給一個(gè)對(duì)象添加一些額外的職責(zé)，而不改變其原有的接口。

-外觀模式（FacadePattern）：為子系統(tǒng)中的一組接口提供一個(gè)統(tǒng)一的接口，以便于外部訪問。

-享元模式（FlyweightPattern）：運(yùn)用共享技術(shù)來有效地支持大量細(xì)粒度的對(duì)象。

-代理模式（ProxyPattern）：為其他對(duì)象提供一種代理以控制對(duì)這個(gè)對(duì)象的訪問。

3.行為型模式

行為型模式關(guān)注對(duì)象之間的通信和協(xié)作，旨在通過合理的對(duì)象交互和行為設(shè)計(jì)來提高系統(tǒng)的靈活性和可擴(kuò)展性。常見的行為型模式包括：

-責(zé)任鏈模式（ChainofResponsibilityPattern）：將多個(gè)對(duì)象組成一條責(zé)任鏈，請(qǐng)求在鏈上傳遞，直到有對(duì)象處理為止。

-命令模式（CommandPattern）：將一個(gè)請(qǐng)求封裝為一個(gè)對(duì)象，從而使你可用不同的請(qǐng)求對(duì)客戶進(jìn)行參數(shù)化；對(duì)請(qǐng)求排隊(duì)或記錄請(qǐng)求日志，以及支持可取消的操作。

-解釋器模式（InterpreterPattern）：給定一個(gè)語言，定義它的文法的一種表示，并定義一個(gè)解釋器，該解釋器使用該表示來解釋語言中的句子。

-迭代器模式（IteratorPattern）：提供一種方法順序訪問一個(gè)聚合對(duì)象中各個(gè)元素，而又不需暴露該對(duì)象的內(nèi)部表示。

-中介者模式（MediatorPattern）：用一個(gè)中介對(duì)象來封裝一系列的對(duì)象交互，中介者使各對(duì)象不需要顯式地相互引用，從而使其耦合松散，而且可以獨(dú)立地改變它們之間的交互。

-備忘錄模式（MementoPattern）：在不破壞封裝性的前提下，捕獲一個(gè)對(duì)象的內(nèi)部狀態(tài)，并在該對(duì)象之外保存這個(gè)狀態(tài)。這樣以后就可將該對(duì)象恢復(fù)到原先保存的狀態(tài)。

-觀察者模式（ObserverPattern）：定義對(duì)象間的一種一對(duì)多的依賴關(guān)系，當(dāng)一個(gè)對(duì)象的狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)，所有依賴于它的對(duì)象都得到通知并被自動(dòng)更新。

-狀態(tài)模式（StatePattern）：允許一個(gè)對(duì)象在其內(nèi)部狀態(tài)改變時(shí)改變它的行為，對(duì)象看起來似乎修改了它的類。

-策略模式（StrategyPattern）：定義一系列的算法，把它們一個(gè)個(gè)封裝起來，并且使它們可相互替換。本模式使得算法的變化可獨(dú)立于使用它的客戶。

-模板方法模式（TemplateMethodPattern）：定義一個(gè)操作中的算法的骨架，而將一些步驟延遲到子類中。模板方法使得子類可以不改變一個(gè)算法的結(jié)構(gòu)即可重定義該算法的某些特定步驟。

以上是C++設(shè)計(jì)模式的主要分類，每一種模式都有其獨(dú)特的特點(diǎn)和適用場景。在實(shí)際的C++程序設(shè)計(jì)中，開發(fā)者可以根據(jù)具體的需求和問題選擇合適的設(shè)計(jì)模式，以提高代碼的質(zhì)量和可維護(hù)性。第三部分創(chuàng)建型模式關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點(diǎn)簡單工廠模式

1.簡單工廠模式是一種創(chuàng)建對(duì)象的設(shè)計(jì)模式，它通過一個(gè)工廠類來決定創(chuàng)建哪種具體產(chǎn)品類的對(duì)象。

2.簡單工廠模式包含三個(gè)角色：工廠類、抽象產(chǎn)品類和具體產(chǎn)品類。

3.工廠類根據(jù)傳入的參數(shù)或條件來創(chuàng)建不同的具體產(chǎn)品類對(duì)象，而客戶端只需要與工廠類進(jìn)行交互，無需關(guān)心具體產(chǎn)品類的創(chuàng)建過程。

工廠方法模式

1.工廠方法模式是簡單工廠模式的進(jìn)一步抽象和推廣，它將工廠類的職責(zé)進(jìn)一步分解，每個(gè)具體工廠類只負(fù)責(zé)創(chuàng)建一種具體產(chǎn)品。

2.工廠方法模式包含四個(gè)角色：抽象工廠類、具體工廠類、抽象產(chǎn)品類和具體產(chǎn)品類。

3.抽象工廠類定義了創(chuàng)建產(chǎn)品的接口，具體工廠類實(shí)現(xiàn)了該接口來創(chuàng)建具體產(chǎn)品，而客戶端通過抽象工廠類來獲取具體工廠類，再通過具體工廠類創(chuàng)建具體產(chǎn)品。

抽象工廠模式

1.抽象工廠模式是工廠方法模式的進(jìn)一步擴(kuò)展，它提供了一個(gè)接口來創(chuàng)建一系列相關(guān)或相互依賴的對(duì)象，而無需指定具體的類。

2.抽象工廠模式包含四個(gè)角色：抽象工廠類、具體工廠類、抽象產(chǎn)品類和具體產(chǎn)品類。

3.抽象工廠類定義了創(chuàng)建一系列產(chǎn)品的接口，具體工廠類實(shí)現(xiàn)了該接口來創(chuàng)建具體產(chǎn)品，而客戶端通過抽象工廠類來獲取具體工廠類，再通過具體工廠類創(chuàng)建具體產(chǎn)品。

建造者模式

1.建造者模式將一個(gè)復(fù)雜對(duì)象的構(gòu)建過程與它的表示分離，使得同樣的構(gòu)建過程可以創(chuàng)建不同的表示。

2.建造者模式包含四個(gè)角色：產(chǎn)品類、抽象建造者、具體建造者和指揮者。

3.產(chǎn)品類定義了產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和功能，抽象建造者定義了創(chuàng)建產(chǎn)品各個(gè)部分的接口，具體建造者實(shí)現(xiàn)了抽象建造者的接口來創(chuàng)建產(chǎn)品的各個(gè)部分，指揮者負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)建造者的工作，按照特定的順序構(gòu)建產(chǎn)品。

原型模式

1.原型模式通過復(fù)制一個(gè)已有的對(duì)象來創(chuàng)建新的對(duì)象，而無需知道對(duì)象的具體創(chuàng)建過程。

2.原型模式包含兩個(gè)角色：原型類和具體原型類。

3.原型類定義了一個(gè)克隆自身的接口，具體原型類實(shí)現(xiàn)了該接口來克隆自身，客戶端通過調(diào)用原型類的克隆方法來創(chuàng)建新的對(duì)象。

單例模式

1.單例模式確保一個(gè)類只有一個(gè)實(shí)例存在，并提供一個(gè)全局訪問點(diǎn)來訪問該實(shí)例。

2.單例模式包含一個(gè)私有的構(gòu)造函數(shù)和一個(gè)靜態(tài)的成員變量來存儲(chǔ)唯一的實(shí)例。

3.單例模式的實(shí)現(xiàn)方式有多種，如餓漢式、懶漢式、雙重檢查鎖等，每種方式都有其優(yōu)缺點(diǎn)和適用場景。以下是文章《C++設(shè)計(jì)模式》中介紹“創(chuàng)建型模式”的內(nèi)容：

創(chuàng)建型模式是一類處理對(duì)象創(chuàng)建的設(shè)計(jì)模式，旨在解決對(duì)象創(chuàng)建過程中的靈活性、可擴(kuò)展性和可維護(hù)性問題。這些模式通過封裝對(duì)象的創(chuàng)建邏輯，使得系統(tǒng)能夠更加靈活地創(chuàng)建對(duì)象，并且能夠在不修改現(xiàn)有代碼的情況下引入新的創(chuàng)建方式。

1.簡單工廠模式（SimpleFactoryPattern）：簡單工廠模式提供了一個(gè)簡單的工廠類，用于創(chuàng)建不同類型的產(chǎn)品對(duì)象。它將產(chǎn)品的創(chuàng)建邏輯集中在一個(gè)工廠類中，使得客戶端不需要關(guān)心產(chǎn)品的具體創(chuàng)建過程。

優(yōu)點(diǎn)：

-封裝了產(chǎn)品的創(chuàng)建邏輯，使得客戶端不需要直接創(chuàng)建產(chǎn)品對(duì)象。

-提供了一種簡單的方式來創(chuàng)建不同類型的產(chǎn)品對(duì)象。

-可以通過修改工廠類的代碼來改變產(chǎn)品的創(chuàng)建方式。

缺點(diǎn)：

-工廠類可能會(huì)變得過于復(fù)雜，包含大量的創(chuàng)建邏輯。

-增加新的產(chǎn)品類型需要修改工廠類的代碼，違反了開閉原則。

2.工廠方法模式（FactoryMethodPattern）：工廠方法模式定義了一個(gè)抽象工廠類，其中包含一個(gè)抽象的工廠方法。具體的工廠類繼承自抽象工廠類，并實(shí)現(xiàn)了工廠方法，用于創(chuàng)建具體的產(chǎn)品對(duì)象。

優(yōu)點(diǎn)：

-遵循了開閉原則，增加新的產(chǎn)品類型不需要修改現(xiàn)有工廠類的代碼，只需要添加新的工廠類即可。

-提供了一種可擴(kuò)展的方式來創(chuàng)建產(chǎn)品對(duì)象。

-將產(chǎn)品的創(chuàng)建邏輯封裝在具體的工廠類中，使得系統(tǒng)更加靈活。

缺點(diǎn)：

-增加了系統(tǒng)中類的數(shù)量，因?yàn)樾枰獮槊總€(gè)產(chǎn)品類型創(chuàng)建一個(gè)具體的工廠類。

-客戶端需要知道具體的工廠類，以便調(diào)用工廠方法創(chuàng)建產(chǎn)品對(duì)象。

3.抽象工廠模式（AbstractFactoryPattern）：抽象工廠模式提供了一個(gè)抽象工廠類，其中包含一組抽象的工廠方法。具體的工廠類繼承自抽象工廠類，并實(shí)現(xiàn)了這組工廠方法，用于創(chuàng)建一組相關(guān)的產(chǎn)品對(duì)象。

優(yōu)點(diǎn)：

-提供了一種創(chuàng)建一系列相關(guān)產(chǎn)品對(duì)象的方式。

-封裝了產(chǎn)品的創(chuàng)建邏輯，使得系統(tǒng)更加靈活。

-遵循了開閉原則，增加新的產(chǎn)品類型不需要修改現(xiàn)有工廠類的代碼，只需要添加新的工廠類即可。

缺點(diǎn)：

-增加了系統(tǒng)中類的數(shù)量，因?yàn)樾枰獮槊總€(gè)產(chǎn)品系列創(chuàng)建一個(gè)具體的工廠類。

-客戶端需要知道具體的工廠類，以便調(diào)用工廠方法創(chuàng)建產(chǎn)品對(duì)象。

4.建造者模式（BuilderPattern）：建造者模式將一個(gè)復(fù)雜對(duì)象的構(gòu)建過程分解為多個(gè)簡單的步驟，每個(gè)步驟由一個(gè)具體的建造者類來完成?？蛻舳酥恍枰付ńㄔ煺哳惡彤a(chǎn)品的參數(shù)，然后由建造者類按照指定的步驟來構(gòu)建產(chǎn)品對(duì)象。

優(yōu)點(diǎn)：

-封裝了復(fù)雜對(duì)象的構(gòu)建過程，使得客戶端不需要了解具體的構(gòu)建細(xì)節(jié)。

-提供了一種可擴(kuò)展的方式來構(gòu)建復(fù)雜對(duì)象。

-可以通過配置不同的建造者類來創(chuàng)建不同的產(chǎn)品對(duì)象。

缺點(diǎn)：

-增加了系統(tǒng)中類的數(shù)量，因?yàn)樾枰獮槊總€(gè)具體的建造者類創(chuàng)建一個(gè)對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品類。

-建造者模式可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的性能下降，因?yàn)樾枰獎(jiǎng)?chuàng)建多個(gè)建造者類和產(chǎn)品類。

5.原型模式（PrototypePattern）：原型模式通過復(fù)制一個(gè)已有的對(duì)象來創(chuàng)建新的對(duì)象。它允許對(duì)象的創(chuàng)建者在不了解對(duì)象的具體類型的情況下，通過復(fù)制一個(gè)已有的對(duì)象來創(chuàng)建新的對(duì)象。

優(yōu)點(diǎn)：

-提供了一種快速創(chuàng)建對(duì)象的方式。

-可以通過復(fù)制已有的對(duì)象來創(chuàng)建新的對(duì)象，避免了復(fù)雜的對(duì)象創(chuàng)建過程。

-可以在運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)地創(chuàng)建對(duì)象。

缺點(diǎn)：

-對(duì)于一些復(fù)雜的對(duì)象，復(fù)制可能會(huì)導(dǎo)致性能問題。

-可能會(huì)導(dǎo)致對(duì)象的狀態(tài)不一致，需要小心處理。

以上是創(chuàng)建型模式的主要內(nèi)容，這些模式在實(shí)際的軟件開發(fā)中經(jīng)常被使用，可以提高系統(tǒng)的靈活性、可擴(kuò)展性和可維護(hù)性。在使用創(chuàng)建型模式時(shí)，需要根據(jù)具體的需求和場景選擇合適的模式，并注意模式的優(yōu)缺點(diǎn)和適用場景。第四部分結(jié)構(gòu)型模式關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點(diǎn)Adapter（適配器）模式

1.Adapter模式用于將一個(gè)類的接口轉(zhuǎn)換成客戶希望的另外一個(gè)接口，使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的那些類可以一起工作。

2.Adapter模式有兩種實(shí)現(xiàn)方式：類適配器和對(duì)象適配器。類適配器使用繼承關(guān)系來實(shí)現(xiàn)，對(duì)象適配器使用組合關(guān)系來實(shí)現(xiàn)。

3.Adapter模式的優(yōu)點(diǎn)是可以提高系統(tǒng)的靈活性和可擴(kuò)展性，使得系統(tǒng)可以在不修改現(xiàn)有代碼的情況下適應(yīng)新的需求。

Bridge（橋接）模式

1.Bridge模式將抽象部分與它的實(shí)現(xiàn)部分分離，使它們都可以獨(dú)立地變化。

2.Bridge模式的主要特點(diǎn)是將抽象和實(shí)現(xiàn)分離開來，從而使得抽象和實(shí)現(xiàn)可以獨(dú)立地進(jìn)行修改和擴(kuò)展。

3.Bridge模式的優(yōu)點(diǎn)是可以提高系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和可維護(hù)性，使得系統(tǒng)可以更加靈活地應(yīng)對(duì)變化。

Composite（組合）模式

1.Composite模式將對(duì)象組合成樹形結(jié)構(gòu)以表示“部分-整體”的層次結(jié)構(gòu)，使得用戶對(duì)單個(gè)對(duì)象和組合對(duì)象的使用具有一致性。

2.Composite模式的主要特點(diǎn)是將對(duì)象組合成樹形結(jié)構(gòu)，從而使得用戶可以對(duì)單個(gè)對(duì)象和組合對(duì)象進(jìn)行統(tǒng)一的操作。

3.Composite模式的優(yōu)點(diǎn)是可以提高系統(tǒng)的靈活性和可擴(kuò)展性，使得系統(tǒng)可以更加方便地進(jìn)行組合和擴(kuò)展。

Decorator（裝飾）模式

1.Decorator模式動(dòng)態(tài)地給一個(gè)對(duì)象添加一些額外的職責(zé)，就增加功能來說，Decorator模式相比生成子類更為靈活。

2.Decorator模式的主要特點(diǎn)是可以在不改變現(xiàn)有對(duì)象的情況下，動(dòng)態(tài)地為對(duì)象添加額外的職責(zé)。

3.Decorator模式的優(yōu)點(diǎn)是可以提高系統(tǒng)的靈活性和可擴(kuò)展性，使得系統(tǒng)可以更加方便地進(jìn)行功能擴(kuò)展。

Facade（外觀）模式

1.Facade模式為子系統(tǒng)中的一組接口提供一個(gè)一致的界面，F(xiàn)acade模式定義了一個(gè)高層接口，這個(gè)接口使得這一子系統(tǒng)更加容易使用。

2.Facade模式的主要特點(diǎn)是為子系統(tǒng)提供一個(gè)一致的界面，從而使得子系統(tǒng)更加容易使用。

3.Facade模式的優(yōu)點(diǎn)是可以提高系統(tǒng)的易用性和可維護(hù)性，使得系統(tǒng)可以更加方便地進(jìn)行使用和維護(hù)。

Flyweight（享元）模式

1.Flyweight模式運(yùn)用共享技術(shù)有效地支持大量細(xì)粒度的對(duì)象。

2.Flyweight模式的主要特點(diǎn)是通過共享技術(shù)來減少對(duì)象的創(chuàng)建數(shù)量，從而提高系統(tǒng)的性能。

3.Flyweight模式的優(yōu)點(diǎn)是可以提高系統(tǒng)的性能和可擴(kuò)展性，使得系統(tǒng)可以更加高效地處理大量的對(duì)象。結(jié)構(gòu)型模式

結(jié)構(gòu)型模式是一種關(guān)注對(duì)象組合的設(shè)計(jì)模式，通過組合不同的對(duì)象來實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的功能。這些模式利用類和對(duì)象之間的關(guān)系，將它們組合成更大的結(jié)構(gòu)，以提供更靈活和可擴(kuò)展的設(shè)計(jì)。

以下是一些常見的結(jié)構(gòu)型模式：

1.適配器模式（AdapterPattern）：將一個(gè)類的接口轉(zhuǎn)換成客戶希望的另外一個(gè)接口。適配器模式使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的那些類可以一起工作。

2.橋接模式（BridgePattern）：將抽象部分與它的實(shí)現(xiàn)部分分離，使它們都可以獨(dú)立地變化。橋接模式通過將抽象和實(shí)現(xiàn)分離開來，使得它們可以獨(dú)立地進(jìn)行修改和擴(kuò)展，從而提高了系統(tǒng)的靈活性和可維護(hù)性。

3.組合模式（CompositePattern）：將對(duì)象組合成樹形結(jié)構(gòu)以表示“部分-整體”的層次結(jié)構(gòu)。組合模式使得用戶對(duì)單個(gè)對(duì)象和組合對(duì)象的使用具有一致性。

4.裝飾模式（DecoratorPattern）：動(dòng)態(tài)地給一個(gè)對(duì)象添加一些額外的職責(zé)。就增加功能來說，裝飾模式相比生成子類更為靈活。

5.外觀模式（FacadePattern）：為子系統(tǒng)中的一組接口提供一個(gè)一致的界面，F(xiàn)acade模式定義了一個(gè)高層接口，這個(gè)接口使得這一子系統(tǒng)更加容易使用。

6.享元模式（FlyweightPattern）：運(yùn)用共享技術(shù)有效地支持大量細(xì)粒度的對(duì)象。享元模式通過共享對(duì)象來減少內(nèi)存的使用，提高系統(tǒng)的性能。

7.代理模式（ProxyPattern）：為其他對(duì)象提供一種代理以控制對(duì)這個(gè)對(duì)象的訪問。代理模式通過引入代理對(duì)象來控制對(duì)原始對(duì)象的訪問，從而提供了額外的功能和控制。

這些結(jié)構(gòu)型模式提供了一種靈活的方式來組織和管理對(duì)象之間的關(guān)系，使得系統(tǒng)更加易于擴(kuò)展、維護(hù)和修改。在實(shí)際應(yīng)用中，可以根據(jù)具體的需求選擇合適的結(jié)構(gòu)型模式來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

以下是一個(gè)使用橋接模式的示例代碼：

```cpp

#include<iostream>

//抽象類

public:

virtualvoiddraw()=0;

};

//實(shí)現(xiàn)類

public:

std::cout<<"Drawingarectangle."<<std::endl;

}

};

//實(shí)現(xiàn)類

public:

std::cout<<"Drawingacircle."<<std::endl;

}

};

//抽象類

public:

virtualvoidrenderShape(AbstractShape*shape)=0;

};

//實(shí)現(xiàn)類

public:

shape->draw();

}

};

//實(shí)現(xiàn)類

public:

shape->draw();

}

};

//創(chuàng)建一個(gè)矩形對(duì)象

AbstractShape*rectangle=newRectangle();

//創(chuàng)建一個(gè)向量渲染器對(duì)象

AbstractRenderer*vectorRenderer=newVectorRenderer();

//創(chuàng)建一個(gè)光柵渲染器對(duì)象

AbstractRenderer*rasterRenderer=newRasterRenderer();

//使用向量渲染器繪制矩形

vectorRenderer->renderShape(rectangle);

//使用光柵渲染器繪制矩形

rasterRenderer->renderShape(rectangle);

return0;

}

```

在上述示例中，我們使用橋接模式將形狀的抽象和實(shí)現(xiàn)與渲染器的抽象和實(shí)現(xiàn)分離開來。這樣，我們可以獨(dú)立地修改形狀和渲染器的實(shí)現(xiàn)，而不會(huì)相互影響。

在`main`函數(shù)中，我們創(chuàng)建了一個(gè)矩形對(duì)象和兩個(gè)不同的渲染器對(duì)象（向量渲染器和光柵渲染器）。然后，我們使用不同的渲染器來繪制矩形，從而展示了橋接模式的靈活性。第五部分行為型模式關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點(diǎn)責(zé)任鏈模式

1.使多個(gè)對(duì)象都有機(jī)會(huì)處理請(qǐng)求，從而避免了請(qǐng)求的發(fā)送者和接收者之間的耦合關(guān)系。

2.將這些對(duì)象連成一條鏈，并沿著這條鏈傳遞該請(qǐng)求，直到有一個(gè)對(duì)象處理它為止。

3.責(zé)任鏈模式可以提高系統(tǒng)的靈活性和可擴(kuò)展性，因?yàn)榭梢詣?dòng)態(tài)地添加或刪除責(zé)任鏈中的對(duì)象。

命令模式

1.將一個(gè)請(qǐng)求封裝為一個(gè)對(duì)象，從而使你可用不同的請(qǐng)求對(duì)客戶進(jìn)行參數(shù)化。

2.對(duì)請(qǐng)求排隊(duì)或記錄請(qǐng)求日志，以及支持可撤銷的操作。

3.命令模式可以提高系統(tǒng)的靈活性和可擴(kuò)展性，因?yàn)榭梢詣?dòng)態(tài)地添加或刪除命令。

解釋器模式

1.給定一個(gè)語言，定義它的文法的一種表示，并定義一個(gè)解釋器。

2.該解釋器使用該表示來解釋語言中的句子。

3.解釋器模式可以用于實(shí)現(xiàn)簡單的語言解釋器、表達(dá)式求值器等。

迭代器模式

1.提供一種方法順序訪問一個(gè)聚合對(duì)象中各個(gè)元素，而又不需暴露該對(duì)象的內(nèi)部表示。

2.迭代器模式可以用于遍歷集合、數(shù)組、鏈表等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

3.迭代器模式可以提高系統(tǒng)的靈活性和可擴(kuò)展性，因?yàn)榭梢苑奖愕靥砑有碌牡鲗?shí)現(xiàn)。

中介者模式

1.用一個(gè)中介對(duì)象來封裝一系列的對(duì)象交互。

2.中介者使各對(duì)象不需要顯式地相互引用，從而使其耦合松散，而且可以獨(dú)立地改變它們之間的交互。

3.中介者模式可以提高系統(tǒng)的靈活性和可擴(kuò)展性，因?yàn)榭梢苑奖愕靥砑有碌闹薪檎邔?shí)現(xiàn)。

備忘錄模式

1.在不破壞封裝性的前提下，捕獲一個(gè)對(duì)象的內(nèi)部狀態(tài)，并在該對(duì)象之外保存這個(gè)狀態(tài)。

2.這樣以后就可將該對(duì)象恢復(fù)到原先保存的狀態(tài)。

3.備忘錄模式可以用于實(shí)現(xiàn)撤銷操作、事務(wù)管理等功能。行為型模式

行為型模式涉及到算法和對(duì)象間職責(zé)的分配。行為型模式不僅描述對(duì)象或類的模式，還描述它們之間的通信模式。這些模式刻畫了在運(yùn)行時(shí)難以跟蹤的復(fù)雜的控制流。它們將你的注意力從控制流轉(zhuǎn)移到對(duì)象間的聯(lián)系方式上來。

行為型類模式使用繼承機(jī)制在類間分派行為。本章包括兩個(gè)這樣的模式：模板方法模式和解釋器模式。

行為型對(duì)象模式使用對(duì)象復(fù)合而不是繼承。一些行為型對(duì)象模式描述了一組對(duì)等的對(duì)象怎樣相互協(xié)作以完成其中任一個(gè)對(duì)象都無法單獨(dú)完成的任務(wù)。這里有兩個(gè)這樣的模式：責(zé)任鏈模式和命令模式。其他的行為型對(duì)象模式常將行為封裝在一個(gè)對(duì)象中并將請(qǐng)求指派給它。這些模式包括：迭代器模式、中介者模式、備忘錄模式和觀察者模式。

#10.1模板方法（TemplateMethod）

模板方法模式準(zhǔn)備一個(gè)抽象類，將部分邏輯以具體方法以及具體構(gòu)造函數(shù)的形式實(shí)現(xiàn)，然后聲明一些抽象方法來迫使子類實(shí)現(xiàn)剩余的邏輯。不同的子類可以以不同的方式實(shí)現(xiàn)這些抽象方法，從而對(duì)剩余的邏輯有不同的實(shí)現(xiàn)。這就是模板方法模式的用意。

先看一個(gè)例子。考慮一個(gè)應(yīng)用框架，它可以在不同的操作系統(tǒng)（如Windows、Linux和MacOS）上運(yùn)行。每個(gè)操作系統(tǒng)都有自己的文件系統(tǒng)和用戶界面。應(yīng)用框架需要提供一個(gè)通用的方法來打開一個(gè)文件。這個(gè)方法應(yīng)該根據(jù)當(dāng)前操作系統(tǒng)的不同而調(diào)用不同的操作系統(tǒng)特定的方法來打開文件。

我們可以使用模板方法模式來解決這個(gè)問題。首先，我們定義一個(gè)抽象類AbstractApplication，它提供了一個(gè)通用的openFile方法。這個(gè)方法使用了一個(gè)抽象的操作系統(tǒng)特定的方法來打開文件。然后，我們定義三個(gè)子類WindowsApplication、LinuxApplication和MacOSApplication，它們分別實(shí)現(xiàn)了自己的操作系統(tǒng)特定的openFile方法。最后，我們?cè)诳蛻舳舜a中使用AbstractApplication類的openFile方法來打開文件，而具體的實(shí)現(xiàn)則由子類根據(jù)當(dāng)前操作系統(tǒng)的不同來選擇。

```cpp

//AbstractApplication.h

#ifndefABSTRACT_APPLICATION_H

#defineABSTRACT_APPLICATION_H

public:

voidopenFile(conststd::string&filename);

protected:

virtualvoiddoOpenFile(conststd::string&filename)=0;

};

#endif//ABSTRACT_APPLICATION_H

```

```cpp

//AbstractApplication.cpp

#include"AbstractApplication.h"

doOpenFile(filename);

}

```

```cpp

//WindowsApplication.h

#ifndefWINDOWS_APPLICATION_H

#defineWINDOWS_APPLICATION_H

#include"AbstractApplication.h"

protected:

voiddoOpenFile(conststd::string&filename)override;

};

#endif//WINDOWS_APPLICATION_H

```

```cpp

//WindowsApplication.cpp

#include"WindowsApplication.h"

//Windows-specificcodetoopenafile

std::cout<<"OpeningfileinWindows:"<<filename<<std::endl;

}

```

```cpp

//LinuxApplication.h

#ifndefLINUX_APPLICATION_H

#defineLINUX_APPLICATION_H

#include"AbstractApplication.h"

protected:

voiddoOpenFile(conststd::string&filename)override;

};

#endif//LINUX_APPLICATION_H

```

```cpp

//LinuxApplication.cpp

#include"LinuxApplication.h"

//Linux-specificcodetoopenafile

std::cout<<"OpeningfileinLinux:"<<filename<<std::endl;

}

```

```cpp

//MacOSApplication.h

#ifndefMAC_OS_APPLICATION_H

#defineMAC_OS_APPLICATION_H

#include"AbstractApplication.h"

protected:

voiddoOpenFile(conststd::string&filename)override;

};

#endif//MAC_OS_APPLICATION_H

```

```cpp

//MacOSApplication.cpp

#include"MacOSApplication.h"

//MacOS-specificcodetoopenafile

std::cout<<"OpeningfileinMacOS:"<<filename<<std::endl;

}

```

```cpp

//Client.cpp

#include<iostream>

#include"AbstractApplication.h"

#include"WindowsApplication.h"

#include"LinuxApplication.h"

#include"MacOSApplication.h"

AbstractApplication*app;

//CreateaWindowsapplication

app=newWindowsApplication();

app->openFile("file.txt");

//CreateaLinuxapplication

app=newLinuxApplication();

app->openFile("file.txt");

//CreateaMacOSapplication

app=newMacOSApplication();

app->openFile("file.txt");

return0;

}

```

在這個(gè)例子中，AbstractApplication類是一個(gè)抽象類，它提供了一個(gè)通用的openFile方法。這個(gè)方法使用了一個(gè)抽象的操作系統(tǒng)特定的方法來打開文件。WindowsApplication、LinuxApplication和MacOSApplication類是AbstractApplication類的子類，它們分別實(shí)現(xiàn)了自己的操作系統(tǒng)特定的openFile方法。在客戶端代碼中，我們可以使用AbstractApplication類的openFile方法來打開文件，而具體的實(shí)現(xiàn)則由子類根據(jù)當(dāng)前操作系統(tǒng)的不同來選擇。

模板方法模式的優(yōu)點(diǎn)是它提供了一種代碼復(fù)用的方式。它將一些通用的代碼放在抽象類中，然后讓子類來實(shí)現(xiàn)具體的邏輯。這樣，我們就可以在不同的子類中使用相同的代碼，從而提高了代碼的復(fù)用性。

模板方法模式的缺點(diǎn)是它可能會(huì)導(dǎo)致代碼的可讀性下降。由于模板方法模式將一些通用的代碼放在抽象類中，然后讓子類來實(shí)現(xiàn)具體的邏輯，這樣就會(huì)導(dǎo)致代碼的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，從而降低了代碼的可讀性。

#10.2策略（Strategy）

策略模式定義了一系列算法，并將每個(gè)算法封裝起來，使它們可以相互替換。策略模式讓算法獨(dú)立于使用它的客戶而變化。

策略模式是一種對(duì)象行為型模式，其用意是針對(duì)一組算法，將每一個(gè)算法封裝到具有共同接口的獨(dú)立的類中，從而使得它們可以相互替換。策略模式使得算法可以在不影響到客戶端的情況下發(fā)生變化。

考慮一個(gè)電子商務(wù)應(yīng)用程序，其中客戶可以選擇不同的付款方式，例如信用卡、PayPal或銀行轉(zhuǎn)賬。每種付款方式都有其自己的邏輯和流程。我們可以使用策略模式來實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能。

首先，我們定義一個(gè)抽象的付款策略類PaymentStrategy，其中包含一個(gè)抽象的付款方法pay。然后，我們定義三個(gè)具體的付款策略類CreditCardStrategy、PayPalStrategy和BankTransferStrategy，它們分別實(shí)現(xiàn)了pay方法來處理信用卡、PayPal和銀行轉(zhuǎn)賬的付款。

最后，我們?cè)诳蛻舳舜a中使用PaymentStrategy類來處理付款?？蛻舳丝梢愿鶕?jù)用戶的選擇創(chuàng)建不同的付款策略對(duì)象，并調(diào)用pay方法來執(zhí)行付款操作。

```cpp

//PaymentStrategy.h

#ifndefPAYMENT_STRATEGY_H

#definePAYMENT_STRATEGY_H

public:

virtualvoidpay(doubleamount)=0;

};

#endif//PAYMENT_STRATEGY_H

```

```cpp

//CreditCardStrategy.h

#ifndefCREDIT_CARD_STRATEGY_H

#defineCREDIT_CARD_STRATEGY_H

#include"PaymentStrategy.h"

public:

voidpay(doubleamount)override;

};

#endif//CREDIT_CARD_STRATEGY_H

```

```cpp

//CreditCardStrategy.cpp

#include"CreditCardStrategy.h"

//處理信用卡付款的邏輯

std::cout<<"Paying$"<<amount<<"withcreditcard"<<std::endl;

}

```

```cpp

//PayPalStrategy.h

#ifndefPAYPAL_STRATEGY_H

#definePAYPAL_STRATEGY_H

#include"PaymentStrategy.h"

public:

voidpay(doubleamount)override;

};

#endif//PAYPAL_STRATEGY_H

```

```cpp

//PayPalStrategy.cpp

#include"PayPalStrategy.h"

//處理PayPal付款的邏輯

std::cout<<"Paying$"<<amount<<"withPayPal"<<std::endl;

}

```

```cpp

//BankTransferStrategy.h

#ifndefBANK_TRANSFER_STRATEGY_H

#defineBANK_TRANSFER_STRATEGY_H

#include"PaymentStrategy.h"

public:

voidpay(doubleamount)override;

};

#endif//BANK_TRANSFER_STRATEGY_H

```

```cpp

//BankTransferStrategy.cpp

#include"BankTransferStrategy.h"

//處理銀行轉(zhuǎn)賬付款的邏輯

std::cout<<"Paying$"<<amount<<"withbanktransfer"<<std::endl;

}

```

```cpp

//ShoppingCart.h

#ifndefSHOPPING_CART_H

#defineSHOPPING_CART_H

#include<vector>

#include"PaymentStrategy.h"

private:

std::vector<double>items;

PaymentStrategy*paymentMethod;

public:

items.push_back(price);

}

paymentMethod=method;

}

doubletotal=0;

total+=item;

}

paymentMethod->pay(total);

}

};

#endif//SHOPPING_CART_H

```

```cpp

//Main.cpp

#include<iostream>

#include"ShoppingCart.h"

#include"CreditCardStrategy.h"

#include"PayPalStrategy.h"

#include"BankTransferStrategy.h"

ShoppingCartcart;

//添加商品到購物車

cart.addItem(10.0);

cart.addItem(20.0);

cart.addItem(30.0);

//設(shè)置付款方式為信用卡

cart.setPaymentMethod(newCreditCardStrategy());

//結(jié)賬

cart.checkout();

//設(shè)置付款方式為PayPal

cart.setPaymentMethod(newPayPalStrategy());

//結(jié)賬

cart.checkout();

//設(shè)置付款方式為銀行轉(zhuǎn)賬

cart.setPaymentMethod(newBankTransferStrategy());

//結(jié)賬

cart.checkout();

return0;

}

```

在這個(gè)示例中，我們定義了一個(gè)抽象的付款策略類PaymentStrategy，其中包含一個(gè)抽象的付款方法pay。然后，我們定義了三個(gè)具體的付款策略類CreditCardStrategy、PayPalStrategy和BankTransferStrategy，它們分別實(shí)現(xiàn)了pay方法來處理信用卡、PayPal和銀行轉(zhuǎn)賬的付款。

在購物車類ShoppingCart中，我們使用PaymentStrategy類來處理付款。客戶端可以根據(jù)用戶的選擇創(chuàng)建不同的付款策略對(duì)象，并將其設(shè)置為購物車的付款方式。在結(jié)賬時(shí)，購物車會(huì)調(diào)用付款策略對(duì)象的pay方法來執(zhí)行付款操作。

通過使用策略模式，我們可以將付款邏輯從購物車類中分離出來，使得購物車類更加簡潔和易于維護(hù)。同時(shí)，我們也可以根據(jù)用戶的需求動(dòng)態(tài)地更換付款方式，而不需要修改購物車類的代碼。

策略模式的優(yōu)點(diǎn)包括：

-算法的自由切換：策略模式使得算法可以獨(dú)立于使用它的客戶端而變化?？蛻舳丝梢栽谶\(yùn)行時(shí)根據(jù)需要選擇不同的策略，從而實(shí)現(xiàn)算法的自由切換。

-避免代碼重復(fù)：策略模式將算法封裝在獨(dú)立的類中，避免了在不同的地方重復(fù)編寫相同的算法代碼。

-提高代碼的可維護(hù)性：策略模式使得算法的實(shí)現(xiàn)與使用分離，使得代碼更加易于維護(hù)和擴(kuò)展。

-增強(qiáng)代碼的靈活性：策略模式使得客戶端可以根據(jù)需要?jiǎng)討B(tài)地選擇不同的策略，從而增強(qiáng)了代碼的靈活性。

策略模式的缺點(diǎn)包括：

-類的數(shù)量增加：策略模式需要定義多個(gè)策略類，這可能會(huì)導(dǎo)致類的數(shù)量增加，從而增加代碼的復(fù)雜度。

-客戶端需要了解策略類：客戶端需要了解所有可用的策略類，并根據(jù)需要選擇合適的策略類。這可能會(huì)增加客戶端的使用難度。

#10.3命令（Command）

命令模式將一個(gè)請(qǐng)求封裝為一個(gè)對(duì)象，從而使你可用不同的請(qǐng)求對(duì)客戶進(jìn)行參數(shù)化；對(duì)請(qǐng)求排隊(duì)或記錄請(qǐng)求日志，以及支持可取消的操作。命令模式是一種對(duì)象行為型模式，其別名為動(dòng)作(Action)模式或事務(wù)(Transaction)模式。

命令模式的目的是將命令的發(fā)送者和接收者解耦，使得發(fā)送者不需要知道接收者的具體實(shí)現(xiàn)，只需要知道接收者實(shí)現(xiàn)了某個(gè)接口即可。這樣，發(fā)送者就可以通過調(diào)用接口的方法來發(fā)送命令，而接收者則可以根據(jù)命令的具體內(nèi)容來執(zhí)行相應(yīng)的操作。

命令模式的主要角色有：

-命令（Command）接口：定義了執(zhí)行命令的方法。

-具體命令（ConcreteCommand）類：實(shí)現(xiàn)了命令接口，執(zhí)行具體的命令操作。

-接收者（Receiver）類：執(zhí)行命令的具體操作。

-調(diào)用者（Invoker）類：負(fù)責(zé)發(fā)送命令。

命令模式的優(yōu)點(diǎn)是：

-降低了系統(tǒng)的耦合度。命令模式將命令的發(fā)送者和接收者解耦，使得發(fā)送者不需要知道接收者的具體實(shí)現(xiàn)，只需要知道接收者實(shí)現(xiàn)了某個(gè)接口即可。

-增加了系統(tǒng)的靈活性。命令模式可以將命令進(jìn)行封裝，使得命令可以被存儲(chǔ)、排隊(duì)、記錄日志等，從而增加了系統(tǒng)的靈活性。

-提高了系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。命令模式可以將新的命令添加到系統(tǒng)中，而不需要修改現(xiàn)有的代碼，從而提高了系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。

命令模式的缺點(diǎn)是：

-可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的復(fù)雜性增加。如果系統(tǒng)中存在大量的命令，可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的復(fù)雜性增加，從而降低系統(tǒng)的性能。

-可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的可維護(hù)性降低。如果系統(tǒng)中存在大量的命令，可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的可維護(hù)性降低，從而增加系統(tǒng)的維護(hù)成本。

下面是一個(gè)命令模式的示例代碼：

```cpp

//命令接口

public:

virtualvoidexecute()=0;

};

//具體命令類

private:

Receiver*receiver;

public:

this->receiver=receiver;

}

receiver->action();

}

};

//接收者類

public:

std::cout<<"Receiveraction"<<std::endl;

}

};

//調(diào)用者類

private:

Command*command;

public:

this->command=command;

}

command->execute();

}

};

//創(chuàng)建接收者對(duì)象

Receiver*receiver=newReceiver();

//創(chuàng)建具體命令對(duì)象

Command*command=newConcreteCommand(receiver);

//創(chuàng)建調(diào)用者對(duì)象

Invoker*invoker=newInvoker();

//設(shè)置調(diào)用者的命令

invoker->setCommand(command);

//調(diào)用者執(zhí)行命令

invoker->invoke();

return0;

}

```

在上述示例中，定義了一個(gè)命令接口Command，其中包含一個(gè)抽象方法execute，用于執(zhí)行命令。具體命令類ConcreteCommand實(shí)現(xiàn)了命令接口，其中包含一個(gè)接收者對(duì)象receiver，用于執(zhí)行具體的命令操作。接收者類Receiver中定義了一個(gè)action方法，用于執(zhí)行具體的操作。調(diào)用者類Invoker中包含一個(gè)命令對(duì)象command，用于存儲(chǔ)命令。調(diào)用者類中還定義了一個(gè)setCommand方法，用于設(shè)置命令對(duì)象。調(diào)用者類中還定義了一個(gè)invoke方法，用于執(zhí)行命令。

在main函數(shù)中，首先創(chuàng)建了一個(gè)接收者對(duì)象receiver。然后創(chuàng)建了一個(gè)具體命令對(duì)象command，并將接收者對(duì)象作為參數(shù)傳遞給具體命令對(duì)象的構(gòu)造函數(shù)。接著創(chuàng)建了一個(gè)調(diào)用者對(duì)象invoker，并使用setCommand方法將具體命令對(duì)象設(shè)置為調(diào)用者的命令。最后使用invoke方法執(zhí)行命令。

通過使用命令模式，可以將命令的發(fā)送者和接收者解耦，使得發(fā)送者不需要知道接收者的具體實(shí)現(xiàn)，只需要知道接收者實(shí)現(xiàn)了某個(gè)接口即可。這樣，發(fā)送者就可以通過調(diào)用接口的方法來發(fā)送命令，而接收者則可以根據(jù)命令的具體內(nèi)容來執(zhí)行相應(yīng)的操作。第六部分設(shè)計(jì)模式原則關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點(diǎn)單一職責(zé)原則

1.一個(gè)類應(yīng)該只有一個(gè)引起它變化的原因。

2.一個(gè)類應(yīng)該只有一項(xiàng)職責(zé)，即只有一個(gè)導(dǎo)致該類需要被修改的原因。

3.職責(zé)被定義為“引起變化的原因”，如果一個(gè)類具有多于一個(gè)的職責(zé)，那么這些職責(zé)就耦合在了一起，這會(huì)導(dǎo)致脆弱的設(shè)計(jì)。

開放封閉原則

1.軟件實(shí)體（類、模塊、函數(shù)等）應(yīng)該對(duì)擴(kuò)展開放，對(duì)修改封閉。

2.當(dāng)需要改變一個(gè)程序的功能或者給這個(gè)程序增加新功能的時(shí)候，可以使用增加代碼的方式，但是不允許改動(dòng)程序的源代碼。

3.該原則是面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的核心所在，遵循這個(gè)原則可以帶來面向?qū)ο蠹夹g(shù)所聲稱的巨大好處，也就是可維護(hù)、可擴(kuò)展、可復(fù)用、靈活性好。

里氏替換原則

1.所有引用基類的地方必須能透明地使用其子類的對(duì)象。

2.在使用繼承時(shí)，遵循里氏替換原則，在子類中盡量不要重寫父類的方法。

3.里氏替換原則是實(shí)現(xiàn)開閉原則的重要方式之一，由于使用基類對(duì)象的地方都可以使用子類對(duì)象，因此在程序中盡量使用基類類型來對(duì)對(duì)象進(jìn)行定義，而在運(yùn)行時(shí)再確定其子類類型，用子類對(duì)象來替換父類對(duì)象。

依賴倒置原則

1.高層模塊不應(yīng)該依賴低層模塊，兩者都應(yīng)該依賴其抽象。

2.抽象不應(yīng)該依賴細(xì)節(jié)，細(xì)節(jié)應(yīng)該依賴抽象。

3.依賴倒置原則的目的是通過要面向接口的編程來降低類間的耦合性。

接口隔離原則

1.客戶端不應(yīng)該依賴它不需要的接口。

2.類間的依賴關(guān)系應(yīng)該建立在最小的接口上。

3.接口隔離原則是對(duì)單一職責(zé)原則的進(jìn)一步深化，它要求在設(shè)計(jì)接口時(shí)要盡量保持接口的單一性，避免出現(xiàn)“胖”接口。

迪米特法則

1.一個(gè)對(duì)象應(yīng)該對(duì)其他對(duì)象保持最少的了解。

2.只與直接的朋友通信，不與“陌生人”通信。

3.朋友間也是有距離的，一個(gè)對(duì)象應(yīng)該對(duì)自己需要耦合或調(diào)用的類知道得最少，即類間的耦合度越低越好。設(shè)計(jì)模式原則是設(shè)計(jì)模式的基礎(chǔ)，它們是在設(shè)計(jì)模式中被廣泛遵循的準(zhǔn)則和最佳實(shí)踐。這些原則有助于提高代碼的可維護(hù)性、可擴(kuò)展性和可復(fù)用性。以下是設(shè)計(jì)模式原則的一些常見示例：

1.單一職責(zé)原則（SingleResponsibilityPrinciple，SRP）：一個(gè)類應(yīng)該只有一個(gè)引起它變化的原因。換句話說，一個(gè)類應(yīng)該只有一個(gè)職責(zé)。

-優(yōu)點(diǎn)：降低類的復(fù)雜性，提高類的可讀性和可維護(hù)性。

-示例：一個(gè)類負(fù)責(zé)處理數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，另一個(gè)類負(fù)責(zé)處理數(shù)據(jù)顯示。

2.開放封閉原則（Open-ClosedPrinciple，OCP）：軟件實(shí)體（類、模塊、函數(shù)等）應(yīng)該對(duì)擴(kuò)展開放，對(duì)修改封閉。

-優(yōu)點(diǎn)：提高系統(tǒng)的可擴(kuò)展性，降低系統(tǒng)維護(hù)的成本。

-示例：通過使用抽象類和接口，可以在不修改現(xiàn)有代碼的情況下添加新的功能。

3.里氏替換原則（LiskovSubstitutionPrinciple，LSP）：子類型必須能夠替換它們的基類型。

-優(yōu)點(diǎn)：確保系統(tǒng)的行為在繼承關(guān)系中保持一致。

-示例：一個(gè)子類可以重寫父類的方法，但不能改變方法的簽名和返回類型。

4.依賴倒置原則（DependencyInversionPrinciple，DIP）：高層模塊不應(yīng)該依賴低層模塊，它們都應(yīng)該依賴抽象。抽象不應(yīng)該依賴細(xì)節(jié)，細(xì)節(jié)應(yīng)該依賴抽象。

-優(yōu)點(diǎn)：降低模塊之間的耦合度，提高系統(tǒng)的靈活性。

-示例：使用依賴注入（DependencyInjection）將依賴關(guān)系從高層模塊傳遞到低層模塊。

5.接口隔離原則（InterfaceSegregationPrinciple，ISP）：客戶端不應(yīng)該依賴它不需要的接口。

-優(yōu)點(diǎn)：減少接口的冗余，提高系統(tǒng)的可維護(hù)性。

-示例：將一個(gè)大的接口拆分成多個(gè)小的接口，每個(gè)接口只包含客戶端需要的方法。

6.組合復(fù)用原則（CompositeReusePrinciple，CRP）：優(yōu)先使用對(duì)象組合而不是類繼承。

-優(yōu)點(diǎn)：提高系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和靈活性，降低系統(tǒng)的耦合度。

-示例：通過組合多個(gè)對(duì)象來實(shí)現(xiàn)新的功能，而不是通過繼承一個(gè)類來實(shí)現(xiàn)。

7.迪米特法則（LawofDemeter，LoD）：一個(gè)對(duì)象應(yīng)該對(duì)其他對(duì)象有最少的了解。

-優(yōu)點(diǎn)：降低對(duì)象之間的耦合度，提高系統(tǒng)的可維護(hù)性。

-示例：一個(gè)對(duì)象只與它直接相關(guān)的對(duì)象進(jìn)行交互，而不與其他對(duì)象進(jìn)行直接交互。

這些原則是設(shè)計(jì)模式的基礎(chǔ)，它們幫助開發(fā)人員設(shè)計(jì)出更加靈活、可維護(hù)和可擴(kuò)展的軟件系統(tǒng)。在實(shí)際開發(fā)中，開發(fā)人員應(yīng)該根據(jù)具體情況選擇合適的設(shè)計(jì)模式，并遵循相應(yīng)的設(shè)計(jì)模式原則。第七部分設(shè)計(jì)模式應(yīng)用關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點(diǎn)創(chuàng)建型模式

1.創(chuàng)建型模式隱藏了這些類的實(shí)例是如何被創(chuàng)建和放在一起的，整個(gè)系統(tǒng)關(guān)于這些對(duì)象所知道的是由抽象類所定義的接口。

2.創(chuàng)建型模式在創(chuàng)建什么、由誰創(chuàng)建、何時(shí)創(chuàng)建以及如何創(chuàng)建的問題上提供了很大的靈活性。

3.常見的創(chuàng)建型模式有：工廠方法模式、抽象工廠模式、單例模式、建造者模式、原型模式。

結(jié)構(gòu)型模式

1.結(jié)構(gòu)型模式描述如何將類或?qū)ο蠼Y(jié)合在一起形成更大的結(jié)構(gòu)。

2.結(jié)構(gòu)型模式可以幫助我們應(yīng)對(duì)系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的變化，提高系統(tǒng)的靈活性和可擴(kuò)展性。

3.常見的結(jié)構(gòu)型模式有：適配器模式、橋接模式、組合模式、裝飾模式、外觀模式、享元模式、代理模式。

行為型模式

1.行為型模式關(guān)注的是對(duì)象之間的通信和協(xié)作，以及如何在系統(tǒng)中分配職責(zé)。

2.行為型模式通過定義對(duì)象之間的交互來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的功能，而不是通過繼承或組合來實(shí)現(xiàn)。

3.常見的行為型模式有：職責(zé)鏈模式、命令模式、解釋器模式、迭代器模式、中介者模式、備忘錄模式、觀察者模式、狀態(tài)模式、策略模式、模板方法模式、訪問者模式。

設(shè)計(jì)模式的應(yīng)用場景

1.在面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)模式可以幫助我們解決許多常見的問題，提高系統(tǒng)的可維護(hù)性、可擴(kuò)展性和可復(fù)用性。

2.設(shè)計(jì)模式可以應(yīng)用于不同的領(lǐng)域和系統(tǒng)中，例如游戲開發(fā)、嵌入式系統(tǒng)、企業(yè)應(yīng)用等。

3.在使用設(shè)計(jì)模式時(shí)，需要根據(jù)具體的需求和場景選擇合適的模式，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和優(yōu)化。

設(shè)計(jì)模式的優(yōu)缺點(diǎn)

1.設(shè)計(jì)模式的優(yōu)點(diǎn)包括提高系統(tǒng)的可維護(hù)性、可擴(kuò)展性和可復(fù)用性，降低系統(tǒng)的耦合度，提高系統(tǒng)的靈活性和適應(yīng)性。

2.設(shè)計(jì)模式的缺點(diǎn)包括增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性，可能會(huì)導(dǎo)致過度設(shè)計(jì)，增加了系統(tǒng)的開發(fā)成本和維護(hù)成本。

3.在使用設(shè)計(jì)模式時(shí)，需要權(quán)衡其優(yōu)缺點(diǎn)，根據(jù)具體的需求和場景進(jìn)行選擇和應(yīng)用。

設(shè)計(jì)模式的發(fā)展趨勢(shì)

1.隨著軟件行業(yè)的發(fā)展，設(shè)計(jì)模式也在不斷地發(fā)展和演變。

2.一些新的設(shè)計(jì)模式和理念不斷涌現(xiàn)，例如領(lǐng)域驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)、面向方面編程、函數(shù)式編程等。

3.設(shè)計(jì)模式的應(yīng)用也越來越廣泛，不僅僅局限于傳統(tǒng)的面向?qū)ο缶幊?，還包括了其他編程范式和領(lǐng)域。

4.未來，設(shè)計(jì)模式將繼續(xù)發(fā)展和演變，為軟件行業(yè)的發(fā)展提供更好的支持和幫助。以下是文章《C++設(shè)計(jì)模式》中介紹“設(shè)計(jì)模式應(yīng)用”的內(nèi)容：

設(shè)計(jì)模式在C++中的應(yīng)用非常廣泛，它們可以幫助我們提高代碼的可維護(hù)性、可擴(kuò)展性和可復(fù)用性。以下是一些常見的設(shè)計(jì)模式在C++中的應(yīng)用場景。

1.單例模式（SingletonPattern）：確保一個(gè)類只有一個(gè)實(shí)例存在。

單例模式在C++中的應(yīng)用場景包括：

-日志記錄器：只有一個(gè)全局的日志記錄器實(shí)例，方便在整個(gè)程序中進(jìn)行日志記錄。

-數(shù)據(jù)庫連接池：只創(chuàng)建一個(gè)數(shù)據(jù)庫連接池實(shí)例，避免頻繁創(chuàng)建和銷毀連接。

-配置管理器：只有一個(gè)配置管理器實(shí)例，負(fù)責(zé)讀取和管理應(yīng)用程序的配置信息。

2.工廠模式（FactoryPattern）：定義一個(gè)創(chuàng)建對(duì)象的接口，讓子類決定實(shí)例化哪一個(gè)類。

工廠模式在C++中的應(yīng)用場景包括：

-創(chuàng)建不同類型的對(duì)象：根據(jù)用戶的輸入或配置，創(chuàng)建不同類型的對(duì)象，而不需要知道具體的類名。

-封裝對(duì)象的創(chuàng)建邏輯：將對(duì)象的創(chuàng)建邏輯封裝在工廠類中，使得客戶端不需要關(guān)心對(duì)象的創(chuàng)建細(xì)節(jié)。

-提高代碼的靈活性和可擴(kuò)展性：通過引入工廠模式，可以方便地添加新的產(chǎn)品類或修改產(chǎn)品的創(chuàng)建邏輯，而不需要修改客戶端代碼。

3.抽象工廠模式（AbstractFactoryPattern）：提供一個(gè)接口，用于創(chuàng)建一系列相關(guān)或相互依賴的對(duì)象，而無需指定具體的類。

抽象工廠模式在C++中的應(yīng)用場景包括：

-創(chuàng)建不同操作系統(tǒng)的界面組件：可以為不同的操作系統(tǒng)（如Windows、MacOS、Linux）創(chuàng)建相應(yīng)的界面組件，而不需要知道具體的操作系統(tǒng)類型。

-提供多種數(shù)據(jù)庫連接方式：可以根據(jù)用戶的需求選擇不同的數(shù)據(jù)庫連接方式（如MySQL、Oracle、SQLServer），而不需要修改應(yīng)用程序的代碼。

4.建造者模式（BuilderPattern）：將一個(gè)復(fù)雜對(duì)象的構(gòu)建過程與其表示分離，使得同樣的構(gòu)建過程可以創(chuàng)建不同的表示。

建造者模式在C++中的應(yīng)用場景包括：

-創(chuàng)建復(fù)雜的對(duì)象：當(dāng)一個(gè)對(duì)象的構(gòu)造過程非常復(fù)雜，包含多個(gè)參數(shù)或需要進(jìn)行一系列的初始化操作時(shí)，可以使用建造者模式來簡化對(duì)象的創(chuàng)建過程。

-提供多種構(gòu)建方式：可以為同一個(gè)對(duì)象提供多種不同的構(gòu)建方式，以滿足不同的需求。

-提高代碼的可讀性和可維護(hù)性：通過將對(duì)象的構(gòu)建過程封裝在建造者類中，可以使代碼更加清晰和易于理解。

5.原型模式（PrototypePattern）：用原型實(shí)例指定創(chuàng)建對(duì)象的種類，并且通過拷貝這些原型創(chuàng)建新的對(duì)象。

原型模式在C++中的應(yīng)用場景包括：

-創(chuàng)建對(duì)象的副本：當(dāng)需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)對(duì)象的副本時(shí)，可以使用原型模式來復(fù)制對(duì)象的狀態(tài)，而不需要重新創(chuàng)建對(duì)象。

-避免重復(fù)創(chuàng)建對(duì)象：如果一個(gè)對(duì)象的創(chuàng)建過程非常耗時(shí)或資源消耗較大，可以使用原型模式來緩存已經(jīng)創(chuàng)建的對(duì)象，避免重復(fù)創(chuàng)建。

-支持對(duì)象的動(dòng)態(tài)擴(kuò)展：通過原型模式，可以動(dòng)態(tài)地添加或修改對(duì)象的屬性和方法，而不需要修改現(xiàn)有的代碼。

6.適配器模式（AdapterPattern）：將一個(gè)類的接口轉(zhuǎn)換成客戶希望的另外一個(gè)接口，使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的那些類可以一起工作。

適配器模式在C++中的應(yīng)用場景包括：

-類的接口轉(zhuǎn)換：當(dāng)需要將一個(gè)類的接口轉(zhuǎn)換成另一個(gè)接口時(shí)，可以使用適配器模式來實(shí)現(xiàn)。

-兼容舊的接口：當(dāng)需要使用一個(gè)舊的類或接口，但又不想修改現(xiàn)有代碼時(shí)，可以使用適配器模式來適配新的接口。

-提高代碼的靈活性和可擴(kuò)展性：通過引入適配器模式，可以方便地添加新的適配器類來適應(yīng)不同的接口需求，而不需要修改現(xiàn)有代碼。

7.橋接模式（BridgePattern）：將抽象部分與它的實(shí)現(xiàn)部分分離，使它們都可以獨(dú)立地變化。

橋接模式在C++中的應(yīng)用場景包括：

-實(shí)現(xiàn)平臺(tái)無關(guān)性：當(dāng)需要編寫一個(gè)跨平臺(tái)的應(yīng)用程序時(shí)，可以使用橋接模式來分離平臺(tái)相關(guān)的代碼和平臺(tái)無關(guān)的代碼，使得應(yīng)用程序可以在不同的平臺(tái)上運(yùn)行。

-支持多種實(shí)現(xiàn)方式：當(dāng)一個(gè)抽象類有多個(gè)具體實(shí)現(xiàn)類時(shí)，可以使用橋接模式來將抽象類和具體實(shí)現(xiàn)類分離，使得抽象類可以獨(dú)立地變化，而具體實(shí)現(xiàn)類可以根據(jù)需要進(jìn)行選擇和替換。

-提高代碼的可維護(hù)性和可擴(kuò)展性：通過將抽象部分和實(shí)現(xiàn)部分分離，可以使代碼更加清晰和易于理解，同時(shí)也方便了代碼的維護(hù)和擴(kuò)展。

8.組合模式（CompositePattern）：將對(duì)象組合成樹形結(jié)構(gòu)以表示“部分-整體”的層次結(jié)構(gòu)，使得用戶對(duì)單個(gè)對(duì)象和組合對(duì)象的使用具有一致性。

組合模式在C++中的應(yīng)用場景包括：

-表示文件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：可以使用組合模式來表示文件系統(tǒng)的目錄和文件結(jié)構(gòu)，使得用戶可以對(duì)目錄和文件進(jìn)行統(tǒng)一的操作。

-構(gòu)建用戶界面組件：可以使用組合模式來構(gòu)建用戶界面的組件樹，使得用戶可以對(duì)組件進(jìn)行統(tǒng)一的操作，如添加、刪除、移動(dòng)等。

-實(shí)現(xiàn)遞歸算法：可以使用組合模式來實(shí)現(xiàn)遞歸算法，將問題分解為多個(gè)子問題，然后通過組合子問題的結(jié)果來得到最終的結(jié)果。

9.裝飾模式（DecoratorPattern）：動(dòng)態(tài)地給一個(gè)對(duì)象添加一些額外的職責(zé)，而不會(huì)影響到其他對(duì)