C++设计模式

什么是设计模式

“每一个模式描述了一个在我们周围不断重复发生的问题，以及该问题的解决方案的核心。这样，你就能一次又一次地使用该方案而不必做重复劳动”。 ——Christopher Alexander

如何解决复杂性？

• 分解
  • 人们面对复杂性有一个常见的做法：即分而治之，将大问题分解为多个小问题，将复杂问题分解为多个简单问题。
• 抽象
  • 更高层次来讲，人们处理复杂性有一个通用的技术，即抽象。由于不能掌握全部的复杂对象，我们选择忽视它的非本质细节，而去处理泛化和理想化了的对象模型。

面向对象设计原则

1. 依赖倒置原则（DIP）

• 高层模块(稳定)不应该依赖于低层模块(变化)，二者都应该依赖于抽象(稳定) 。
• 抽象(稳定)不应该依赖于实现细节(变化) ，实现细节应该依赖于抽象(稳定)。

2. 开放封闭原则（OCP）

• 对扩展开放，对更改封闭。
• 类模块应该是可扩展的，但是不可修改。

3. 单一职责原则（SRP）

• 一个类应该仅有一个引起它变化的原因。
• 变化的方向隐含着类的责任。

4. Liskov 替换原则（LSP）

• 子类必须能够替换它们的基类(IS-A)。
• 继承表达类型抽象。

5. 接口隔离原则（ISP）

• 不应该强迫客户程序依赖它们不用的方法。
• 接口应该小而完备。

6. 优先使用对象组合，而不是类继承

• 类继承通常为“白箱复用”，对象组合通常为“黑箱复用” 。
• 继承在某种程度上破坏了封装性，子类父类耦合度高。
• 而对象组合则只要求被组合的对象具有良好定义的接口，耦合度低。

7. 封装变化点

• 使用封装来创建对象之间的分界层，让设计者可以在分界层的一侧进行修改，而不会对另一侧产生不良的影响，从而实现层次间的松耦合。

8. 针对接口编程，而不是针对实现编程

• 不将变量类型声明为某个特定的具体类，而是声明为某个接口。
• 客户程序无需获知对象的具体类型，只需要知道对象所具有的接口。
• 减少系统中各部分的依赖关系，从而实现“高内聚、松耦合”的类型设计方案。

从封装变化角度对模式分类

组件协作：

• Template Method
• Template-Pattern(Head-First版)
• Observer/Event
• Observer(Head-First版)
• Strategy
• Strategy(Head-First版)

单一职责：

• Decorator
• Decorator(Head-First版)
• Bridge

对象创建:

• Factory Method
• Factory(Head-First版)
• Bridge
• Abstract Factory
• Prototype
• Builder

对象性能：

• Singleton
• Flyweight(享元模式)

接口隔离:

• Façade(门面模式)
• Proxy
• Mediator(中介者)
• Adapter

状态变化：

• Memento(备忘录)
• State

数据结构：

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

行为变化：

• Command
• Command(Head-First版)
• Visitor

领域问题：

• Interpreter

总结

现代较少用的模式

• Builder
• Mediator
• Memento
• Iterator
• Chain of Resposibility
• Command
• Visitor
• Interpreter