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c++设计模式

news 2024/9/22 23:27:05

设计模式

分类：

创建型模式：对象实例化的模式，创建型模式用于解耦对象的实例化过程。
结构型模式：把类或对象结合在一起形成一个更大的结构。
行为型模式：类和对象如何交互，及划分责任和算法。

核心思想：

开闭原则：对扩展开放，对修改关闭,降低维护带来的新风险
里氏替换原则： **任何基类可以出现的地方，子类一定可以出现，只有当派生类可以替换掉基类，软件功能不受影响时，基类才能真正被复用，**而派生类也能够在基类的基础上增加新的行为。
依赖倒置原则：高层不应该依赖低层，要面向接口编程。在高层和底层之间插入一层抽象层，屏蔽底层细节，向上层提供统一的接口
单一职责原则：一个类只干一件事，实现类要单一
接口隔离原则：一个接口只干一件事，接口要精简单一
迪米特法则（最少知识原则）：不该知道的不要知道，一个类应该保持对其它对象最少的了解，降低耦合度
合成复用原则：尽量使用组合或者聚合关系实现代码复用，少使用继承

1 创建型之单例模式

1 单例模式

单例模式(Singleton Pattern)：**确保某一个类只有一个实例,**这个类称为单例类,单例模式是一种对象创建型模式。

思路：

**将构造函数访问权限变成private或protected,**不允许类的外部创建对象
提供一个静态成员函数，获取内部创建对象的地址

静态成员变量既可以通过对象名访问，也可以通过类名访问，
但要遵循 private、protected 和 public 关键字的访问权限限制。
当通过对象名访问时，对于不同的对象，访问的是同一份内存。
普通成员函数可以访问所有成员（包括成员变量和成员函数），静态成员函数只能访问静态成员
在类的内部（定义类的代码内部），无论成员被声明为 public、protected 还是 private，都是可以互相访问的，没有访问权限的限制。
在类的外部（定义类的代码之外），只能通过对象访问成员，并且通过对象只能访问 public 属性的成员，不能访问 private、protected 属性的成员。
private 关键字的作用在于更好地隐藏类的内部实现，该向外暴露的接口（能通过对象访问的成员）都声明为 public，
不希望外部知道、或者只在类内部使用的、或者对外部没有影响的成员，都建议声明为 private。
protected 成员和 private 成员类似，也不能通过对象访问
当存在继承关系时，protected 和 private 就不一样了：基类中的 protected 成员可以在派生类中使用，而基类中的 private 成员不能在派生类中使用
如果希望基类的成员能够被派生类继承并且毫无障碍地使用，那么这些成员只能声明为 public 或 protected；只有那些不希望在派生类中使用的成员才声明为 private
如果希望基类的成员既不向外暴露（不能通过对象访问），还能在派生类中使用，那么只能声明为 protected
类成员的访问权限由高到低依次为 public --> protected --> private

饱汉子模式：还未使用已创建对象了。有点浪费内存

#include <iostream>
#include <string>/* 单例模式将构造函数设置为protect设置一个静态成员*/using namespace std;class MyDemo {
public:void show(){cout << "MyDemo" << endl;}static MyDemo * get_obj(void) {cout << "MyDemo x: " << x << endl;return obj;}protected:MyDemo() {}private:static MyDemo *obj;int x = 1; // 对象的属性，类方法不能方位对象属性，因为静态方法没有隐式传入this指针
};MyDemo* MyDemo::obj = new MyDemo();int main(int argc, char **argv)
{MyDemo *obj = MyDemo::get_obj();obj->show();return 0;
}

饿汉子模式：到使用的时候才创建对象。线程不安装，需加锁

#include <iostream>
#include <string>
#include <pthread.h>using namespace std;pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;template<typename T>
class MySingle {
public:static MySingle<T> * get_obj() {if (m_obj == NULL) {pthread_mutex_lock(&mutex);if (m_obj == NULL) {m_obj = new MySingle<T>;}pthread_mutex_unlock(&mutex);}return m_obj;}void show() {cout << "MySingle x: " << x << endl;}void set_x(int val) {x += val;}protected:MySingle() {cout << "MySingle initialized" << endl;}private:static MySingle<T> *m_obj;static int x;
};template<typename T>
MySingle<T> * MySingle<T>::m_obj = nullptr;template<typename T>
int MySingle<T>::x = 0;int main(int argc, char **argv)
{MySingle<int> *obj = MySingle<int>::get_obj();obj->show();obj->set_x(2);MySingle<int> *obj1 = MySingle<int>::get_obj();obj->show();obj1->show();return 0;
}