设计模式

一、责任链模式原理说明1.1 模式定义根据《大话设计模式》定义，责任链模式（Chain of Responsibility Pattern） 是一种对象行为型模式，它使多个对象都有机会处理请求，从而避免请求的发送者和接收者之间的耦合关系。将这些对象连成一条链，并沿着这条链传递该请求，直到有一个对象处理它为止。 1.2 模式结构责任链模式包含以下核心角色，各角色职责明确且协同工作： 角色名称 核心职责 典型实现方式 抽象处理者（Handler） 定义处理请求的接口，包含抽象处理方法和一个后继连接 抽象类或纯虚函数接口 具体处理者（ConcreteHandler） 实现抽象处理者的接口，判断能否处理当前请求；若能则处理，否则将请求转发给后继者 继承抽象处理者的具体类 客户端（Client） 创建处理链，并向链头的具体处理者提交请求，不关心请求的处理细节和传递过程 主函数或业务逻辑模块 1.3...

一、模式核心原理1.1 模式定义观察者模式（Observer Pattern）是一种行为型设计模式，定义了对象间一对多的依赖关系，当一个对象（被观察者）的状态发生改变时，所有依赖于它的对象（观察者）都会自动收到通知并更新。 该模式的核心价值在于解耦被观察者与观察者： 被观察者无需知道具体观察者的类型和实现 观察者可独立添加 / 移除，不影响被观察者核心逻辑 支持事件驱动架构的灵活扩展 1.2 UML 类图结构观察者模式包含四个核心角色： 角色 职责 典型实现 Subject（抽象被观察者） 定义观察者管理接口（注册 / 移除 / 通知） 抽象基类 ConcreteSubject（具体被观察者） 维护状态，状态变化时通知所有观察者 继承 Subject 的具体类 Observer（抽象观察者） 定义更新接口，供被观察者通知时调用 抽象基类 ConcreteObserver（具体观察者） 实现更新接口，处理被观察者的通知 继承 Observer...

一、工厂方法模式的局限性工厂方法模式仅能创建单一产品等级结构的对象，当系统需要创建多个相互关联的产品族时，工厂方法模式便显现出明显不足。例如，在开发跨平台 UI 组件时，需要同时创建 Windows 风格的按钮和文本框，以及 macOS 风格的按钮和文本框，这些按钮和文本框分别构成不同的产品族。若使用工厂方法模式，需为每个产品（按钮、文本框）都创建对应的工厂类，会导致类的数量急剧增加，且难以保证同一产品族内产品的一致性。而抽象工厂模式恰好能解决这一问题，它可提供一个接口，用于创建一系列相关或相互依赖的对象，无需指定它们的具体类。 二、抽象工厂模式结构2.1 结构文字描述抽象工厂模式包含四个核心角色： 抽象工厂（Abstract Factory）：声明一组用于创建一族产品的方法，每个方法对应一种产品。 具体工厂（Concrete Factory）：实现抽象工厂中声明的创建产品的方法，生成具体的产品对象，一个具体工厂对应一个产品族。 抽象产品（Abstract Product）：为每种产品声明接口，定义产品的公共方法。 具体产品（Concrete...

一、核心概念1.1 定义策略模式（Strategy Pattern）核心思想是将算法家族封装起来，使它们之间可以相互替换，且算法的变化不会影响使用算法的客户端。该模式通过面向对象的多态机制，实现了算法与使用环境的解耦，让代码结构更清晰、可维护性更强。 1.2 核心解决的问题在传统开发中，若一个功能存在多种实现算法（如排序算法、支付方式、日志记录方式），通常会使用if-else或switch语句进行分支判断，选择不同的算法实现。这种方式存在以下问题： 代码耦合度高：算法逻辑与调用逻辑混杂在同一代码块中 扩展性差：新增算法需修改原有判断逻辑，违反开闭原则 维护成本高：算法逻辑分散，后续修改易引发连锁反应 可读性差：大量分支判断导致代码逻辑复杂，难以理解 策略模式通过将不同算法封装为独立的策略类，彻底解决了上述问题，使代码结构更符合面向对象设计原则。 二、结构组成策略模式包含三个核心角色，各角色职责明确，协同工作实现算法的灵活切换： 2.1...

一、模式定义与核心思想装饰模式（Decorator Pattern）是结构型设计模式的重要成员，核心思想是：通过组合而非继承的方式，动态为对象添加额外职责。它避免了继承体系的臃肿，允许灵活组合多个功能，实现 “即插即用” 的扩展效果。 关键特征： 装饰器与被装饰对象遵循同一接口（或继承同一基类） 装饰器持有被装饰对象的引用，实现功能叠加 支持多层装饰，形成职责链 二、UML 类图结构1234567891011121314151617181920+----------------+| 抽象组件(Component) |+----------------+| + operation() |+----------------+ ↑ |+----------------+ +----------------+| 具体组件(Concrete) | | 装饰器基类(Decorator) |+----------------+ +----------------+| + operation() | |...

一、模式简介工厂方法模式（Factory Method Pattern）是创建型设计模式的核心成员，其核心思想是：定义一个创建对象的接口（抽象工厂），但由子类（具体工厂）决定实例化哪个类（具体产品）。通过这种设计，将对象的创建逻辑与使用逻辑彻底分离，让代码更具扩展性和可维护性。 二、核心概念与结构工厂方法模式包含 4 个关键角色，形成清晰的继承体系： 抽象产品（Abstract Product） 定义产品的通用接口，所有具体产品都需实现该接口。例如 “交通工具” 抽象类，包含 “行驶” 纯虚函数。 具体产品（Concrete Product） 抽象产品的实现类，是工厂方法最终创建的对象。例如 “汽车”“自行车” 类，分别实现 “行驶” 方法。 抽象工厂（Abstract Factory） 定义创建产品的接口（工厂方法），返回抽象产品类型。例如 “交通工具工厂” 抽象类，包含 “创建交通工具” 纯虚函数。 具体工厂（Concrete Factory） 抽象工厂的实现类，重写工厂方法，返回具体产品实例。例如 “汽车工厂” 创建汽车对象，“自行车工厂”...

一、简单工厂简单工厂模式的核心是通过一个工厂类统一创建不同产品实例，本质是将对象创建逻辑与使用逻辑分离。C++ 作为面向对象编程语言，天然支持类与继承、多态、虚函数等特性，相比 C 语言的模拟实现，能更直接、优雅地满足简单工厂模式的设计意图，且无需手动管理函数指针与内存分配的绑定关系。 从两个维度理解适配性： 语法维度：通过抽象基类定义产品接口，具体产品类继承基类并实现纯虚函数，工厂类通过静态成员函数创建产品实例，完全符合面向对象的设计规范 功能维度：利用 C++ 的多态特性，调用者可通过基类指针 / 引用统一操作不同产品，无需关注具体产品类型；通过构造函数与析构函数自动管理内存，避免内存泄漏风险 二、核心结构2.1...

一、静态成员的本质与特性1.1 静态数据成员：类级别的共享状态静态数据成员不属于任何对象实例，而是属于整个类，其内存空间在程序生命周期内唯一存在。 123456789101112131415161718192021222324252627#include <iostream>class Counter {private: // 静态数据成员声明：类内声明，类外定义 static int s_totalInstances; int m_id; // 非静态成员：每个对象拥有独立副本public: Counter() { m_id = ++s_totalInstances; // 每次创建对象自增计数 } int getId() const { return m_id; } static int getTotalInstances() { return s_totalInstances; }};//...