前言

學習設計模式需要有面向對象編程的基礎，要基本掌握一種面向對象的編程語言。關于面向對象編程思想，我們有另外一篇文章專門講解：面向過程和面向對象的聯系和區別。

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知識點

虛函數

在類的成員函數定義中，形式上為定義為virtual的函數叫虛函數。

如果虛函數后面有“= 0”，這個虛函數就是純虛函數。

虛函數本身并不是一個真正的函數，它沒有自己的函數地址。調用虛函數實際上是先去虛函數表中找函數指針，再進行調用。

對于虛函數，在運行時，基類會將虛函數表中的函數指針初始化為自己的函數地址；子類初始化時，會將其初始化為子類自己的函數地址，達到函數覆蓋的效果。

對于純虛函數，基類沒有定義，所以基類只會將虛函數表中的函數指針初始化為NULL；子類初始化時，會將其初始化為子類自己的函數地址，達到函數覆蓋的效果。

虛基類

包含純虛函數的類，叫做虛基類。

多態

多態是指，當基類指針指向子類對象時，使用基類指針調用基類定義的虛函數，實際上調用的是此虛函數的子類實現。顯然，多態是使用虛函數實現的。

繼承

面向對象語言三大特性之一，這里不做詳細說明。

接口

包含一系列虛函數的類，就叫做接口。它只定義函數，不關心如何實現。具體的功能實現任務交給繼承自此接口的子類完成。接口正是利用的面向對象語言的多態特性。
接口，顧名思義，它連接了功能使用者和功能實現者，是負責二者之間交互的類，也是一種實現二者解耦的重要方法。

模塊化

模塊化是軟件開發中無處不在的軟件架構技術。它的核心思想是分而治之，即將一個大問題劃分為相對獨立的小問題，化繁為簡，逐個擊破，并最終通過模塊間分工協作完成預期功能。

模塊化思想存在于計算機技術的方方面面，各個層次。例如：

從硬件上來說，

• 計算機是由多個零部件組裝而成的，每個零部件就是一個模塊。存儲器用于存儲數據，CPU用于計算，輸入輸出設備用于數據交互；

從軟件上來說，

• 一個函數就可以看做是一個模塊，它通過計算解決了某一個小問題；
• 再向上一級，一個類就是一個模塊，它通過將屬性和方法封裝起來，實現了一個具有某類功能的功能模塊。
• 再向上一級，一個庫（動態庫或靜態庫）就是一個模塊，它將某一問題領域所有的解決方案接口封裝在一起，例如FFmpeg音視頻處理庫、pthread多線程庫、zlib壓縮庫等等。
• 再向上一級，每一個軟件本身，也是一個模塊，這個軟件為解決某一領域內的問題，提供了完整的交互流程、各個方面的功能。
• 再向上一級，到分布式系統中，某一計算機集群也是一個模塊，它是為了穩定地對外提供某一種計算服務。
• 以此類推。

模塊化無處不在，是人類處理復雜問題的法寶。模塊化除了可以降低系統復雜度，模塊化還便于多人協作。當系統模塊化分解以后，各個模塊的制作可以同時進行，并行開發，大大加快系統開發進度。

封裝

下面來說說封裝。封裝是實現模塊化的核心技術。

封裝是隱藏一些東西，暴露一些東西。正是有一些東西被隱藏起來，才實現了問題的簡化。暴露出來的東西的數量相對于隱藏起來的東西的數量微乎其微。使用者只需要關心暴露出來的接口如何使用即可。當每個模塊都能使問題復雜度收斂，那么系統整體的復雜度就會下降，整個系統就能做得很大，實現起來也更容易。

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結語

本文講解了學習設計模式所需要的預備知識，這些預備知識是理解設計模式的基礎，同時這些知識也是貫穿軟件開發過程中的核心理念，必須要多思考多理解多應用。

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本文原創首發于微信公眾號：Qt未來工程師。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的设计模式（一）预备知识的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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