C++设计模式是一套被广泛认可的用于解决常见软件设计问题的最佳实践。设计模式可以帮助开发者编写更加清晰、可维护和可扩展的代码。根据它们解决的问题类型,设计模式通常被分为三大类:创建型、结构型和行为型。
创建型设计模式
创建型设计模式关注于对象的创建机制,帮助使系统独立于如何创建、组合和表示对象。
- 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。
- 工厂方法模式(Factory Method):定义一个用于创建对象的接口,让子类决定实例化哪一个类。
- 抽象工厂模式(Abstract Factory):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):通过复制现有的实例来创建新的实例,而不是通过新建类。
结构型设计模式
结构型设计模式关注于类和对象的组合,用于形成更大的结构。
- 适配器模式(Adapter):允许将一个类的接口转换成客户期望的另一个接口。
- 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。
- 装饰器模式(Decorator):动态地给一个对象添加一些额外的职责。
- 外观模式(Facade):提供一个统一的接口,用来访问子系统中的一群接口。
- 享元模式(Flyweight):运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象。
- 代理模式(Proxy):为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。
行为型设计模式
行为型设计模式特别关注对象之间的通信。
- 责任链模式(Chain of Responsibility):为请求创建一个接收者对象的链。
- 命令模式(Command):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。
- 解释器模式(Interpreter):给定一个语言,定义它的文法的一种表示,并定义一个解释器,这个解释器使用该表示来解释语言中的句子。
- 迭代器模式(Iterator):提供一种方法顺序访问一个聚合对象中各个元素,而又不暴露其内部的表示。
- 中介者模式(Mediator):用一个中介对象来封装一系列的对象交互。
- 备忘录模式(Memento):在不破坏封装的前提下,捕获并保存一个对象的内部状态,以便在将来的时间点上恢复对象到这个状态。
- 观察者模式(Observer):定义对象间的一种一对多的依赖关系,当一个对象的状态发生改变时,所有依赖于它的对象都得到通知并被自动更新。
- 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。
- 策略模式(Strategy):定义一系列的算法,把它们一个个封装起来,并使它们可相互替换。
- 模板方法模式(Template Method):定义一个操作中的算法的骨架,而将一些步骤延迟到子类中。
- 访问者模式(Visitor):表示一个作用于某对象结构中的各元素的操作,它使你可以在不改变各元素的类的前提下定义作用于这些元素的新操作。
每种设计模式都解决了特定的问题,因此在选择使用