在簡書看到CharlesW同學學習設計模式的筆記，感覺很有意思(單身狗的妄想)，轉載下。

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好的軟件設計是多用代碼復用，但實際設計中卻要遇到許多變化，而變化是復用的天敵。為了能夠盡量減少變化所帶來的設計復雜性，軟件設計常常使用面向對象設計。

重新認識面向對象

• 理解隔離變化
  從宏觀層面來看，面向對象的構建方式更能適應軟件的變化，能將變化所帶來的影響減為最小
• 各司其職
  從微觀層面來看，面向對象的方式更強調各個類的“責任”
  由于需求變化導致的新增類型不應該影響原來類型的實現——是所謂各司其職
• 對象是什么？
  從語言實現層面來看，對象封裝了代碼和數據。
  從規格層面講，對象是一系列可被使用的公共接口。
  從概念層面講，對象是某種擁有責任的抽象。

面向對象設計的八個原則

依賴倒置原則（DIP）
高層模塊（穩定）不應該依賴于低層模塊（變化），二者都應該依賴于抽象（穩定）。
抽象（穩定）不應該依賴于實現細節（變化），實現細節應該依賴于抽象（穩定）。

開放封閉原則（OCP）
對擴展開放，對更改封閉。
類模塊應該是可擴展的，但是不可修改。

單一職責原則（SRP）
一個類應該僅有一個引起它變化的原因。
變化的方向隱含著類的責任。

Liskov替換原則（LSP）
子類必須能夠替換它們的基類（is-a）。
繼承表達類型抽象。

接口隔離原則（ISP）
不應該強迫客戶程序依賴它們不用的方法。
接口應該小而完備。

優先使用對象組合，而不是類繼承
類繼承通常為“白箱復用”，對象組合通常為“黑箱復用”。
繼承在某種程度上破壞了封裝性，子類父類耦合度高。
而對象組合則只要求被組合的對象具有良好定義的接口，耦合度低。

封裝變化點
使用封裝來創建對象之間的分界層，讓設計者可以在分界層的一側進行修改，而不會對另一側產生不良的影響，從而實現層次間的松耦合。

針對接口編程，而不是針對實現編程
不將變量類型聲明為某個特定的具體類，而是聲明為某個接口。
客戶程序無需獲知對象的具體類型，只需要知道對象所具有的接口。
減少系統中各部分的依賴關系，從而實現“高內聚、松耦合”的類型設計方案。

《Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software》（即《設計模式》），由 Erich Gamma、Richard Helm、Ralph Johnson 和 John Vlissides 合著（Addison-Wesley，1995）。這幾位作者常被稱為"四人組（Gang of Four）"，而這本書也就被稱為"四人組（或 GoF）"書。在《設計模式》這本書的最大部分是一個目錄，該目錄列舉并描述了 23 種設計模式。

GoF-23模式分類

• 從目的來看：
  創建型（Creational）模式：將對象的部分創建工作延遲到子類或者其他對象，從而應對需求變化為對象創建時具體類型實現引來的沖擊。
  結構型（Structural）模式：通過類繼承或者對象組合獲得更靈活的結構，從而應對需求變化為對象的結構帶來的沖擊。
  行為型（Behavioral）模式：通過類繼承或者對象組合來劃分類與對象間的職責，從而應對需求變化為多個交互的對象帶來的沖擊。
• 從范圍來看：
  類模式處理類與子類的靜態關系。
  對象模式處理對象間的動態關系。
• 從封裝變化角度對模式分類
  組件協作：
  Template Method、Strategy、Observer/Event
  單一職責：
  Decorator、Bridge
  對象創建：
  Factory Method、Abstract Factory、Prototype、Builder
  對象性能：
  Singleton、Flyweight
  接口隔離：
  Facade、Proxy、Mediator、Adapter
  狀態變化：
  Memento、State
  數據結構：
  Composite、Iterator、Chain of Resposibility
  行為變化：
  Command、Visitor
  領域問題：
  interpreter

GoF表面上好像也是一種具體的"技術"，而且新的設計模式不斷在出現，設計模式自有其自己的發展軌道，實際上，GoF并不是一種具體"技術",它講述的是思想，它不僅僅展示了接口或抽象類在實際案例中的靈活應用和智慧，讓你能夠真正掌握接口或抽象類的應用，從而在原來的基礎上躍進一步，更重要的是，GoF反復向你強調一個宗旨：要讓你的程序盡可能的可重用。
這其實在向一個極限挑戰：軟件需求變幻無窮，計劃沒有變化快，但是我們還是要尋找出不變的東西，并將它和變化的東西分離開來，這需要非常的智慧和經驗。

重構獲得模式（Refacroring to Patterns）

面向對象設計模式是“好的面向對象設計”，所謂“好的面向對象設計”是指那些可以滿足“應對變化，提高復用”的設計。
現代軟件設計的特征是“需求的頻繁變化”。設計模式的要點是“尋找變化點，然后在變化點處應用設計模式，從而更好地應對需求的變化”。“什么時候、什么地點應用設計模式”比“理解設計模式結構本身”更為重要。
設計模式的應用不宜先入為主，一上來就使用設計模式是對設計模式的最大誤用。沒有一步到位的設計模式。“Refacroring to Patterns”是目前普遍公認的最好的使用設計模式的方法。

以上內容是課上對設計模式的概要。作為初學者我還需要進一步理解和運用這些設計模式。下面是我從百度百科上找到的關于23種設計模式的有趣見解,有很好的啟發作用。

創建型模式

ABSTRACT FACTORY—追MM少不了請吃飯了，麥當勞的套餐和肯德基的套餐都是MM愛吃的東西，雖然口味有所不同，但不管你帶MM去麥當勞或肯德基，只管向服務員說“兩個B套餐”就行了。麥當勞和肯德基就是B套餐的Abstract Factory, B套餐里含有漢堡, 雞翅和飲料. 麥當勞或肯德基會根據B套餐的規格, 讓漢堡Factory, 雞翅Factory, 飲料Factory分別生產對應B套餐的材料.
抽象工廠模式：客戶類和工廠類分開。消費者任何時候需要某套產品集合時，只需向抽象工廠請求即可。抽象工廠會再向具體的工廠生產出符合產品集規格的產品.

BUILDER—MM最愛聽的就是“我愛你”這句話了，見到不同地方的MM,要能夠用她們的方言跟她說這句話哦，我有一個多種語言翻譯機，上面每種語言都有一個按鍵，見到MM我只要按對應的鍵，它就能夠用相應的語言說出“我愛你”這句話了，國外的MM也可以輕松搞掂，這就是我的“我愛你”builder。（這一定比美軍在伊拉克用的翻譯機好賣）
建造模式：將產品的內部表象和產品的生成過程分割開來，從而使一個建造過程生成具有不同的內部表象的產品對象。建造模式使得產品內部表象可以獨立的變化，客戶不必知道產品內部組成的細節。建造模式可以強制實行一種分步驟進行的建造過程。

FACTORY METHOD—請MM去麥當勞吃漢堡，不同的MM有不同的口味，要每個都記住是一件煩人的事情，我一般采用Factory Method模式，帶著MM到服務員那兒，說“要一個漢堡”，具體要什么樣的漢堡呢，讓MM直接跟服務員說就行了。
工廠方法模式：核心工廠類不再負責所有產品的創建，而是將具體創建的工作交給子類去做，成為一個抽象工廠角色，僅負責給出具體工廠類必須實現的接口，而不接觸哪一個產品類應當被實例化這種細節。

PROTOTYPE—跟MM用QQ聊天，一定要說些深情的話語了，我搜集了好多肉麻的情話，需要時只要copy出來放到QQ里面就行了，這就是我的情話prototype了。（100塊錢一份，你要不要）
原始模型模式：通過給出一個原型對象來指明所要創建的對象的類型，然后用復制這個原型對象的方法創建出更多同類型的對象。原始模型模式允許動態的增加或減少產品類，產品類不需要非得有任何事先確定的等級結構，原始模型模式適用于任何的等級結構。缺點是每一個類都必須配備一個克隆方法。

SINGLETON—俺有6個漂亮的老婆，她們的老公都是我，我就是我們家里的老公Singleton，她們只要說道“老公”，都是指的同一個人，那就是我(剛才做了個夢啦，哪有這么好的事)
單例模式：單例模式確保某一個類只有一個實例，而且自行實例化并向整個系統提供這個實例單例模式。單例模式只應在有真正的“單一實例”的需求時才可使用。

結構型模式

ADAPTER—在朋友聚會上碰到了一個美女Sarah，從香港來的，可我不會說粵語，她不會說普通話，只好求助于我的朋友kent了，他作為我和Sarah之間的Adapter，讓我和Sarah可以相互交談了(也不知道他會不會耍我)
適配器（變壓器）模式：把一個類的接口變換成客戶端所期待的另一種接口，從而使原本因接口原因不匹配而無法一起工作的兩個類能夠一起工作。適配類可以根據參數返還一個合適的實例給客戶端。

BRIDGE—早上碰到MM，要說早上好，晚上碰到MM，要說晚上好；碰到MM穿了件新衣服，要說你的衣服好漂亮哦，碰到MM新做的發型，要說你的頭發好漂亮哦。不要問我“早上碰到MM新做了個發型怎么說”這種問題，自己用BRIDGE組合一下不就行了
橋梁模式：將抽象化與實現化脫耦，使得二者可以獨立的變化，也就是說將他們之間的強關聯變成弱關聯，也就是指在一個軟件系統的抽象化和實現化之間使用組合/聚合關系而不是繼承關系，從而使兩者可以獨立的變化。

COMPOSITE—Mary今天過生日。“我過生日，你要送我一件禮物。”“嗯，好吧，去商店，你自己挑。”“這件T恤挺漂亮，買，這條裙子好看，買，這個包也不錯，買。”“喂，買了三件了呀，我只答應送一件禮物的哦。”“什么呀，T恤加裙子加包包，正好配成一套呀，小姐，麻煩你包起來。”“……”，MM都會用Composite模式了，你會了沒有？
合成模式：合成模式將對象組織到樹結構中，可以用來描述整體與部分的關系。合成模式就是一個處理對象的樹結構的模式。合成模式把部分與整體的關系用樹結構表示出來。合成模式使得客戶端把一個個單獨的成分對象和由他們復合而成的合成對象同等看待。

DECORATOR—Mary過完輪到Sarly過生日，還是不要叫她自己挑了，不然這個月伙食費肯定玩完，拿出我去年在華山頂上照的照片，在背面寫上“最好的的禮物，就是愛你的Fita”，再到街上禮品店買了個像框（賣禮品的MM也很漂亮哦），再找隔壁搞美術設計的Mike設計了一個漂亮的盒子裝起來……，我們都是Decorator，最終都在修飾我這個人呀，怎么樣，看懂了嗎？
裝飾模式：裝飾模式以對客戶端透明的方式擴展對象的功能，是繼承關系的一個替代方案，提供比繼承更多的靈活性。動態給一個對象增加功能，這些功能可以再動態的撤消。增加由一些基本功能的排列組合而產生的非常大量的功能。

FACADE—我有一個專業的Nikon相機，我就喜歡自己手動調光圈、快門，這樣照出來的照片才專業，但MM可不懂這些，教了半天也不會。幸好相機有Facade設計模式，把相機調整到自動檔，只要對準目標按快門就行了，一切由相機自動調整，這樣MM也可以用這個相機給我拍張照片了。
門面模式：外部與一個子系統的通信必須通過一個統一的門面對象進行。門面模式提供一個高層次的接口，使得子系統更易于使用。每一個子系統只有一個門面類，而且此門面類只有一個實例，也就是說它是一個單例模式。但整個系統可以有多個門面類。

FLYWEIGHT—每天跟MM發短信，手指都累死了，最近買了個新手機，可以把一些常用的句子存在手機里，要用的時候，直接拿出來，在前面加上MM的名字就可以發送了，再不用一個字一個字敲了。共享的句子就是Flyweight，MM的名字就是提取出來的外部特征，根據上下文情況使用。
享元模式：FLYWEIGHT在拳擊比賽中指最輕量級。享元模式以共享的方式高效的支持大量的細粒度對象。享元模式能做到共享的關鍵是區分內蘊狀態和外蘊狀態。內蘊狀態存儲在享元內部，不會隨環境的改變而有所不同。外蘊狀態是隨環境的改變而改變的。外蘊狀態不能影響內蘊狀態，它們是相互獨立的。將可以共享的狀態和不可以共享的狀態從常規類中區分開來，將不可以共享的狀態從類里剔除出去。客戶端不可以直接創建被共享的對象，而應當使用一個工廠對象負責創建被共享的對象。享元模式大幅度的降低內存中對象的數量。

PROXY—跟MM在網上聊天，一開頭總是“hi,你好”,“你從哪兒來呀？”“你多大了？”“身高多少呀？”這些話，真煩人，寫個程序做為我的Proxy吧，凡是接收到這些話都設置好了自動的回答，接收到其他的話時再通知我回答，怎么樣，酷吧。
代理模式：代理模式給某一個對象提供一個代理對象，并由代理對象控制對源對象的引用。代理就是一個人或一個機構代表另一個人或者一個機構采取行動。某些情況下，客戶不想或者不能夠直接引用一個對象，代理對象可以在客戶和目標對象直接起到中介的作用。客戶端分辨不出代理主題對象與真實主題對象。代理模式可以并不知道真正的被代理對象，而僅僅持有一個被代理對象的接口，這時候代理對象不能夠創建被代理對象，被代理對象必須有系統的其他角色代為創建并傳入。

行為模式

CHAIN OF RESPONSIBILITY—晚上去上英語課，為了好開溜坐到了最后一排，哇，前面坐了好幾個漂亮的MM哎，找張紙條，寫上“Hi,可以做我的女朋友嗎？如果不愿意請向前傳”，紙條就一個接一個的傳上去了，糟糕，傳到第一排的MM把紙條傳給老師了，聽說是個老處女呀，快跑!
責任鏈模式：在責任鏈模式中，很多對象由每一個對象對其下家的引用而接
起來形成一條鏈。請求在這個鏈上傳遞，直到鏈上的某一個對象決定處理此請求。客戶并不知道鏈上的哪一個對象最終處理這個請求，系統可以在不影響客戶端的情況下動態的重新組織鏈和分配責任。處理者有兩個選擇：承擔責任或者把責任推給下家。一個請求可以最終不被任何接收端對象所接受。

COMMAND—俺有一個MM家里管得特別嚴，沒法見面，只好借助于她弟弟在我們倆之間傳送信息，她對我有什么指示，就寫一張紙條讓她弟弟帶給我。這不，她弟弟又傳送過來一個COMMAND，為了感謝他，我請他吃了碗雜醬面，哪知道他說：“我同時給我姐姐三個男朋友送COMMAND，就數你最小氣，才請我吃面。”，:-(
命令模式：命令模式把一個請求或者操作封裝到一個對象中。命令模式把發出命令的責任和執行命令的責任分割開，委派給不同的對象。命令模式允許請求的一方和發送的一方獨立開來，使得請求的一方不必知道接收請求的一方的接口，更不必知道請求是怎么被接收，以及操作是否執行，何時被執行以及是怎么被執行的。系統支持命令的撤消。

INTERPRETER—俺有一個《泡MM真經》，上面有各種泡MM的攻略，比如說去吃西餐的步驟、去看電影的方法等等，跟MM約會時，只要做一個Interpreter，照著上面的腳本執行就可以了。
解釋器模式：給定一個語言后，解釋器模式可以定義出其文法的一種表示，并同時提供一個解釋器。客戶端可以使用這個解釋器來解釋這個語言中的句子。解釋器模式將描述怎樣在有了一個簡單的文法后，使用模式設計解釋這些語句。在解釋器模式里面提到的語言是指任何解釋器對象能夠解釋的任何組合。在解釋器模式中需要定義一個代表文法的命令類的等級結構，也就是一系列的組合規則。每一個命令對象都有一個解釋方法，代表對命令對象的解釋。命令對象的等級結構中的對象的任何排列組合都是一個語言。

ITERATOR—我愛上了Mary，不顧一切的向她求婚。
Mary：“想要我跟你結婚，得答應我的條件”
我：“什么條件我都答應，你說吧”
Mary：“我看上了那個一克拉的鉆石”
我：“我買，我買，還有嗎？”
Mary：“我看上了湖邊的那棟別墅”
我：“我買，我買，還有嗎？”
……
迭代子模式：迭代子模式可以順序訪問一個聚集中的元素而不必暴露聚集的內部表象。多個對象聚在一起形成的總體稱之為聚集，聚集對象是能夠包容一組對象的容器對象。迭代子模式將迭代邏輯封裝到一個獨立的子對象中，從而與聚集本身隔開。迭代子模式簡化了聚集的界面。每一個聚集對象都可以有一個或一個以上的迭代子對象，每一個迭代子的迭代狀態可以是彼此獨立的。迭代算法可以獨立于聚集角色變化。

MEDIATOR—四個MM打麻將，相互之間誰應該給誰多少錢算不清楚了，幸虧當時我在旁邊，按照各自的籌碼數算錢，賺了錢的從我這里拿，賠了錢的也付給我，一切就OK啦，俺得到了四個MM的電話。
調停者模式：調停者模式包裝了一系列對象相互作用的方式，使得這些對象不必相互明顯作用。從而使他們可以松散偶合。當某些對象之間的作用發生改變時，不會立即影響其他的一些對象之間的作用。保證這些作用可以彼此獨立的變化。調停者模式將多對多的相互作用轉化為一對多的相互作用。調停者模式將對象的行為和協作抽象化，把對象在小尺度的行為上與其他對象的相互作用分開處理。

MEMENTO—同時跟幾個MM聊天時，一定要記清楚剛才跟MM說了些什么話，不然MM發現了會不高興的哦，幸虧我有個備忘錄，剛才與哪個MM說了什么話我都拷貝一份放到備忘錄里面保存，這樣可以隨時察看以前的記錄啦。
備忘錄模式：備忘錄對象是一個用來存儲另外一個對象內部狀態的快照的對象。備忘錄模式的用意是在不破壞封裝的條件下，將一個對象的狀態捉住，并外部化，存儲起來，從而可以在將來合適的時候把這個對象還原到存儲起來的狀態。

OBSERVER—想知道咱們公司最新MM情報嗎？加入公司的MM情報郵件組就行了，tom負責搜集情報，他發現的新情報不用一個一個通知我們，直接發布給郵件組，我們作為訂閱者（觀察者）就可以及時收到情報啦
觀察者模式：觀察者模式定義了一種一對多的依賴關系，讓多個觀察者對象同時監聽某一個主題對象。這個主題對象在狀態上發生變化時，會通知所有觀察者對象，使他們能夠自動更新自己。

STATE—跟MM交往時，一定要注意她的狀態哦，在不同的狀態時她的行為會有不同，比如你約她今天晚上去看電影，對你沒興趣的MM就會說“有事情啦”，對你不討厭但還沒喜歡上的MM就會說“好啊，不過可以帶上我同事么？”，已經喜歡上你的MM就會說“幾點鐘？看完電影再去泡吧怎么樣？”，當然你看電影過程中表現良好的話，也可以把MM的狀態從不討厭不喜歡變成喜歡哦。
狀態模式：狀態模式允許一個對象在其內部狀態改變的時候改變行為。這個對象看上去象是改變了它的類一樣。狀態模式把所研究的對象的行為包裝在不同的狀態對象里，每一個狀態對象都屬于一個抽象狀態類的一個子類。狀態模式的意圖是讓一個對象在其內部狀態改變的時候，其行為也隨之改變。狀態模式需要對每一個系統可能取得的狀態創立一個狀態類的子類。當系統的狀態變化時，系統便改變所選的子類。

STRATEGY—跟不同類型的MM約會，要用不同的策略，有的請電影比較好，有的則去吃小吃效果不錯，有的去海邊浪漫最合適，單目的都是為了得到MM的芳心，我的追MM錦囊中有好多Strategy哦。
策略模式：策略模式針對一組算法，將每一個算法封裝到具有共同接口的獨立的類中，從而使得它們可以相互替換。策略模式使得算法可以在不影響到客戶端的情況下發生變化。策略模式把行為和環境分開。環境類負責維持和查詢行為類，各種算法在具體的策略類中提供。由于算法和環境獨立開來，算法的增減，修改都不會影響到環境和客戶端。

TEMPLATE METHOD——看過《如何說服女生上床》這部經典文章嗎？女生從認識到上床的不變的步驟分為巧遇、打破僵局、展開追求、接吻、前戲、動手、愛撫、進去八大步驟(Template method)，但每個步驟針對不同的情況，都有不一樣的做法，這就要看你隨機應變啦(具體實現)；
模板方法模式：模板方法模式準備一個抽象類，將部分邏輯以具體方法以及具體構造子的形式實現，然后聲明一些抽象方法來迫使子類實現剩余的邏輯。不同的子類可以以不同的方式實現這些抽象方法，從而對剩余的邏輯有不同的實現。先制定一個頂級邏輯框架，而將邏輯的細節留給具體的子類去實現。

VISITOR—情人節到了，要給每個MM送一束鮮花和一張卡片，可是每個MM送的花都要針對她個人的特點，每張卡片也要根據個人的特點來挑，我一個人哪搞得清楚，還是找花店老板和禮品店老板做一下Visitor，讓花店老板根據MM的特點選一束花，讓禮品店老板也根據每個人特點選一張卡，這樣就輕松多了；
訪問者模式：訪問者模式的目的是封裝一些施加于某種數據結構元素之上的操作。一旦這些操作需要修改的話，接受這個操作的數據結構可以保持不變。訪問者模式適用于數據結構相對未定的系統，它把數據結構和作用于結構上的操作之間的耦合解脫開，使得操作集合可以相對自由的演化。訪問者模式使得增加新的操作變的很容易，就是增加一個新的訪問者類。訪問者模式將有關的行為集中到一個訪問者對象中，而不是分散到一個個的節點類中。當使用訪問者模式時，要將盡可能多的對象瀏覽邏輯放在訪問者類中，而不是放到它的子類中。訪問者模式可以跨過幾個類的等級結構訪問屬于不同的等級結構的成員類。

作者：CharlesW
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《新程序員》：云原生和全面數字化實踐50位技術專家共同創作，文字、視頻、音頻交互閱讀

總結

以上是生活随笔為你收集整理的C++设计模式(转)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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