C++ 设计模式

代码示例

从封装变化角度分类

1.组件协作

现代软件专业分工之后的第一个结果“框架与应用程序的划分” ，“组件协作”模式通过晚期绑定，来实现框架与应用程序之间的松耦合，是二者之间协作时常用的模式。

• 模板方法（Template Method）
• 策略模式（Strategy）
• 观察者模式（Observer / Event）

2.单一职责

在软件组件的设计中，如果责任划分的不清晰，使用继承得到的结果往往是随着需求的变化，子类急剧膨胀，同时充斥着重复代码，这时候的关键是划清责任。

• 装饰模式（Decorator）
• 桥接模式（Bridge）

3.对象创建

通过“对象创建”模式绕开new，来避免对象创建（new）过程中所导致的紧耦合（依赖具体类），从而支持对象创建的稳定。它是接口抽象之后的第一步工作。

• 工厂方法（Factory Method）
• 抽象工厂（Abstract Factory）
• 原型模式（Prototype）
• 建造者模式（Builder）

4.对象性能

面向对象很好地解决了“抽象”的问题，但是必不可免地要付出一定的代价。对于通常情况来讲，面向对象的成本大都可以忽略不计。但是某些情况，面向对象所带来的成本必须谨慎处理。

• 单例模式（Singleton）
• 享元模式（Flyweight）

5.接口隔离

在组件构建过程中，某些接口之间直接的依赖常常会带来很多问题、甚至根本无法实现。采用添加一层间接（稳定）接口，来隔离本来互相紧密关联的接口是一种常见的解决方案。

• 门面模式（Façade）
• 代理模式（Proxy）
• 中介者（Mediator）
• 适配器（Adapter）

6.状态变化

在组件构建过程中，某些对象的状态经常面临变化，如何对这些变化进行有效的管理？同时又维持高层模块的稳定？“状态变化”模式为这一问题提供了一种解决方案。

• 备忘录（Memento）
• 状态模式（State）

7.数据结构

常常有一些组件在内部具有特定的数据结构，如果让客户程序依赖这些特定的数据结构，将极大地破坏组件的复用。这时候，将这些特定数据结构封装在内部，在外部提供统一的接口，来实现与特定数据结构无关的访问，是一种行之有效的解决方案。

• 组合模式（Composite）
• 迭代器（Iterator）
• 职责链 （Chain of Resposibility）

8.行为变化

在组件的构建过程中，组件行为的变化经常导致组件本身剧烈的变化，“行为变化”模式将组件的行为和组件本身进行解耦，从而支持组件行为的变化，实现两者之间的松耦合。

• 命令模式（Command）
• 访问器（Visitor）

9.领域问题

在特定领域中，某些变化虽然频繁，但可以抽象为某种规则。这时候，结合特定领域，将问题抽象为语法规则，从而给出在该领域下的一般性解决方案。

• 解析器（Interpreter）

GOF-23模式分类

从目的分类：

• 创建型（Creational）模式：将对象的部分创建工作延迟到子类或者其他对象，从而应对需求变化为对象创建时具体类型实现引来的冲击。
• 结构型（Structural）模式：通过类继承或者对象组合获得更灵活的结构，从而应对需求变化为对象的结果带来的冲击。
• 行为型（Behavioral）模式：通过类继承或者对象组合来划分类与对象间的职责，从而应对需求变化为多个交互的对象带来的冲击。

从范围来看：

• 类模式处理类与子类的静态关系
• 对象模式处理对象间的动态关系

重构关键技法

• 静态 --> 动态
• 早绑定 --> 晚绑定
• 继承 --> 组合
• 编译时依赖 --> 运行时依赖
• 紧耦合 --> 松耦合

八大设计原则

• 依赖倒置原则（DIP）
• 开放封闭原则（OCP）
• 单一职责原则（SRP）
• Liskov 替换原则（LSP）
• 接口隔离原则（ISP）
• 对象组合优于类继承
• 封装变化点
• 面对接口编程