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c++23種設計模式

簡單工廠模式

簡單工廠模式模式分為三種:

普通簡單工廠、多方法簡單工廠、靜態方法簡單工廠。

是對普通工廠方法模式的改進,在普通工廠方法模式中,如果傳遞的字串出錯,則不能正確建立物件,而多個工廠方法模式是提供多個工廠方法,分別建立物件。

1、工廠方法模式(Factory Method)

簡單工廠模式有一個問題就是,類的建立依賴工廠類,也就是說,如果想要拓展程式,必須對工廠類進行修改,這違背了閉包原則,所以,從設計角度考慮,有一定的問題,如何解決?就用到工廠方法模式,建立一個工廠介面和建立多個工廠實現類,這樣一旦需要增加新的功能,直接增加新的工廠類就可以了,不需要修改之前的程式碼。

2、抽象工廠模式

工廠方法模式和抽象工廠模式不好分清楚,他們的區別如下:

<span style="">工廠方法模式:
一個抽象產品類,可以派生出多個具體產品類。   
一個抽象工廠類,可以派生出多個具體工廠類。   
每個具體工廠類只能建立一個具體產品類的例項。

抽象工廠模式:
多個抽象產品類,每個抽象產品類可以派生出多個具體產品類。   
一個抽象工廠類,可以派生出多個具體工廠類。   
每個具體工廠類可以建立多個具體產品類的例項,也就是建立的是一個產品線下的多個產品。  

3、單例模式(Singleton

單例物件(Singleton)是一種常用的設計模式。在Java應用中,單例物件能保證在一個JVM中,該物件只有一個例項存在。這樣的模式有幾個好處:

1、某些類建立比較頻繁,對於一些大型的物件,這是一筆很大的系統開銷。

2、省去了new操作符,降低了系統記憶體的使用頻率,減輕GC壓力。

3、有些類如交易所的核心交易引擎,控制著交易流程,如果該類可以建立多個的話,系統完全亂了。(比如一個軍隊出現了多個司令員同時指揮,肯定會亂成一團),所以只有使用單例模式,才能保證核心交易伺服器獨立控制整個流程。

4、建造者模式(Builder)

:增強版工廠,可以建造更復雜的物件、控制個數,eg:需要A類1個、B類4個,此時運用建造者模式更妥!

5、原型模式(Prototype)

原型模式雖然是建立型的模式,但是與工程模式沒有關係,從名字即可看出,該模式的思想就是將一個物件作為原型,對其進行復制、克隆,產生一個和原物件類似的新物件。本小結會通過物件的複製,進行講解。

6、介面卡模式

 介面卡模式將某個類的介面轉換成客戶端期望的另一個介面表示,目的是消除由於介面不匹配所造成的類的相容性問題。主要分為三類:類的介面卡模式、物件的介面卡模式、介面的介面卡模式。

7、裝飾模式(Decorator)

顧名思義,裝飾模式就是給一個物件增加一些新的功能,而且是動態的,要求裝飾物件和被裝飾物件實現同一個介面,裝飾物件持有被裝飾物件的例項,

8、代理模式(Proxy)

其實每個模式名稱就表明了該模式的作用,代理模式就是多一個代理類出來,替原物件進行一些操作,比如我們在租房子的時候回去找中介,為什麼呢?因為你對該地區房屋的資訊掌握的不夠全面,希望找一個更熟悉的人去幫你做,此處的代理就是這個意思。再如我們有的時候打官司,我們需要請律師,因為律師在法律方面有專長,可以替我們進行操作,表達我們的想法。

9、外觀模式(Facade)

外觀模式是為了解決類與類之家的依賴關係的,像spring一樣,可以將類和類之間的關係配置到配置檔案中,而外觀模式就是將他們的關係放在一個Facade類中,降低了類類之間的耦合度,該模式中沒有涉及到介面,

10、橋接模式(Bridge)

橋接模式就是把事物和其具體實現分開,使他們可以各自獨立的變化。橋接的用意是:將抽象化與實現化解耦,使得二者可以獨立變化,像我們常用的JDBC橋DriverManager一樣,JDBC進行連線資料庫的時候,在各個資料庫之間進行切換,基本不需要動太多的程式碼,甚至絲毫不用動,原因就是JDBC提供統一介面,每個資料庫提供各自的實現,用一個叫做資料庫驅動的程式來橋接就行了。

11、組合模式(Composite)

組合模式有時又叫部分-整體模式在處理類似樹形結構的問題時比較方便,

12、享元模式(Flyweight)

享元模式的主要目的是實現物件的共享,即共享池,當系統中物件多的時候可以減少記憶體的開銷,通常與工廠模式一起使用。

FlyWeightFactory負責建立和管理享元單元,當一個客戶端請求時,工廠需要檢查當前物件池中是否有符合條件的物件,如果有,就返回已經存在的物件,如果沒有,則建立一個新物件

13、策略模式(strategy)

策略模式定義了一系列演算法,並將每個演算法封裝起來,使他們可以相互替換,且演算法的變化不會影響到使用演算法的客戶。需要設計一個介面,為一系列實現類提供統一的方法,多個實現類實現該介面,設計一個抽象類(可有可無,屬於輔助類),提供輔助函式

14、模板方法模式(Template Method)

解釋一下模板方法模式,就是指:一個抽象類中,有一個主方法,再定義1...n個方法,可以是抽象的,也可以是實際的方法,定義一個類,繼承該抽象類,重寫抽象方法,通過呼叫抽象類,實現對子類的呼叫

15 觀察者者模式(Observer)

包括這個模式在內的接下來的四個模式,都是類和類之間的關係,不涉及到繼承,學的時候應該 記得歸納,記得本文最開始的那個圖。觀察者模式很好理解,類似於郵件訂閱和RSS訂閱,當我們瀏覽一些部落格或wiki時,經常會看到RSS圖示,就這的意思是,當你訂閱了該文章,如果後續有更新,會及時通知你。其實,簡單來講就一句話:當一個物件變化時,其它依賴該物件的物件都會收到通知,並且隨著變化!物件之間是一種一對多的關係。

16、迭代子模式(Iterator)

顧名思義,迭代器模式就是順序訪問聚集中的物件,一般來說,集合中非常常見,如果對集合類比較熟悉的話,理解本模式會十分輕鬆。這句話包含兩層意思:一是需要遍歷的物件,即聚集物件,二是迭代器物件,用於對聚集物件進行遍歷訪問。

17、責任鏈模式(Chain of Responsibility)

接下來我們將要談談責任鏈模式,有多個物件,每個物件持有對下一個物件的引用,這樣就會形成一條鏈,請求在這條鏈上傳遞,直到某一物件決定處理該請求。但是發出者並不清楚到底最終那個物件會處理該請求,所以,責任鏈模式可以實現,在隱瞞客戶端的情況下,對系統進行動態的調整。

18、命令模式(Command)

命令模式很好理解,舉個例子,司令員下令讓士兵去幹件事情,從整個事情的角度來考慮,司令員的作用是,發出口令,口令經過傳遞,傳到了士兵耳朵裡,士兵去執行。這個過程好在,三者相互解耦,任何一方都不用去依賴其他人,只需要做好自己的事兒就行,司令員要的是結果,不會去關注到底士兵是怎麼實現的

19、備忘錄模式(Memento)

主要目的是儲存一個物件的某個狀態,以便在適當的時候恢復物件,個人覺得叫備份模式更形象些,通俗的講下:假設有原始類A,A中有各種屬性,A可以決定需要備份的屬性,備忘錄類B是用來儲存A的一些內部狀態,類C呢,就是一個用來儲存備忘錄的,且只能儲存,不能修改等操作。

20、狀態模式(State)

核心思想就是:當物件的狀態改變時,同時改變其行為,很好理解!就拿QQ來說,有幾種狀態,線上、隱身、忙碌等,每個狀態對應不同的操作,而且你的好友也能看到你的狀態,所以,狀態模式就兩點:1、可以通過改變狀態來獲得不同的行為。2、你的好友能同時看到你的變化。

21、訪問者模式(Visitor)

訪問者模式把資料結構和作用於結構上的操作解耦合,使得操作集合可相對自由地演化。訪問者模式適用於資料結構相對穩定演算法又易變化的系統。因為訪問者模式使得演算法操作增加變得容易。若系統資料結構物件易於變化,經常有新的資料物件增加進來,則不適合使用訪問者模式。訪問者模式的優點是增加操作很容易,因為增加操作意味著增加新的訪問者。訪問者模式將有關行為集中到一個訪問者物件中,其改變不影響系統資料結構。其缺點就是增加新的資料結構很困難。

22、中介者模式(Mediator)

中介者模式也是用來降低類類之間的耦合的,因為如果類類之間有依賴關係的話,不利於功能的拓展和維護,因為只要修改一個物件,其它關聯的物件都得進行修改。如果使用中介者模式,只需關心和Mediator類的關係,具體類類之間的關係及排程交給Mediator就行,這有點像spring容器的作用。

23、直譯器模式(Interpreter)

直譯器模式是我們暫時的最後一講,一般主要應用在OOP開發中的編譯器的開發中,所以適用面比較窄。