什么是设计模式？
设计模式是软件开发人员在软件开发过程中面临的一般问题的解决方案。这些解决方案是众多软件开发人员经过相当长的一段时间的试验和错误总结出来的。
设计模式是一套被反复使用的、多数人知晓的、经过分类编目的、代码设计经验的总结。使用设计模式是为了重用代码、让代码更容易被他人理解、保证代码可靠性。
23种设计模式的分类
创建型模式-->对象怎么来
提供了一种在创建对象的同时隐藏创建逻辑的方式，而不是使用 new 运算符直接实例化对象。这使得程序在判断针对某个给定实例需要创建哪些对象时更加灵活。
结构型模式-->对象和谁有关
关注类和对象的组合。继承的概念被用来组合接口和定义组合对象获得新功能的方式。
行为型模式-->对象与对象在干嘛
特别关注对象之间的通信。
设计模式的六大原则
1、开闭原则（Open Close Principle）：对扩展开放，对修改关闭；
2、里氏代换原则（Liskov Substitution Principle）：任何基类可以出现的地方，子类一定可以出现。
3、依赖倒转原则（Dependence Inversion Principle）：针对接口编程，依赖于抽象而不依赖于具体。
4、接口隔离原则（Interface Segregation Principle）：使用多个隔离的接口，比使用单个接口要好；降低类之间的耦合度。
5、最少知道原则（Demeter Principle）：一个实体应当尽量少地与其他实体之间发生相互作用，使得系统功能模块相对独立。
6、合成复用原则（Composite Reuse Principle）：尽量使用合成/聚合的方式，而不是使用继承。
单例模式
保证一个类仅有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点。
主要解决：一个全局使用的类频繁地创建与销毁。
何时使用：当您想控制实例数目，节省系统资源的时候。
如何解决：判断系统是否已经有这个单例，如果有则返回，如果没有则创建。
关键代码：构造函数是私有的。
应用实例： 1、一个党只能有一个书记。 2、Windows 是多进程多线程的，在操作一个文件的时候，就不可避免地出现多个进程或线程同时操作一个文件的现象，所以所有文件的处理必须通过唯一的实例来进行。 3、一些设备管理器常常设计为单例模式，比如一个电脑有两台打印机，在输出的时候就要处理不能两台打印机打印同一个文件。
优点： 1、在内存里只有一个实例，减少了内存的开销，尤其是频繁的创建和销毁实例（比如管理学院首页页面缓存）。 2、避免对资源的多重占用（比如写文件操作）。
缺点：没有接口，不能继承，与单一职责原则冲突，一个类应该只关心内部逻辑，而不关心外面怎么样来实例化。
使用场景： 1、要求生产唯一序列号。 2、WEB 中的计数器，不用每次刷新都在数据库里加一次，用单例先缓存起来。 3、创建的一个对象需要消耗的资源过多，比如 I/O 与数据库的连接等。
注意事项：getInstance() 方法中需要使用同步锁 synchronized (Singleton.class) 防止多线程同时进入造成 instance 被多次实例化。
静态成员实例的懒汉模式
懒汉模式：即第一次调用该类实例的时候才产生一个新的该类实例，并在以后仅返回此实例。
需要用锁，来保证其线程安全性：原因：多个线程可能进入判断是否已经存在实例的if语句，从而non thread safety。使用double-check来保证thread safety。但是如果处理大量数据时，该锁才成为严重的性能瓶颈。
1 class Singleton
2 {
3 private:
4 static Singleton* m_instance;
5 Singleton(){}
6 public:
7 static Singleton* getInstance();
8 };
9
10 Singleton* Singleton::getInstance()
11 {
12 if(NULL == m_instance)
13 {
14 Lock();//借用其它类来实现，如boost
15 if(NULL == m_instance)
16 {
17 m_instance = new Singleton;
18 }
19 UnLock();
20 }
21 return m_instance;
22 }
工厂模式
工厂模式分为3种，即简单工厂模式、工厂方法模式、抽象工厂模式，其实大同小异，总结下来就是：
简单工厂模式：一个工厂，多个产品。产品需要有一个虚基类。通过传入参数，生成具体产品对象，并利用基类指针指向此对象。通过工厂获取此虚基类指针，通过运行时多态，调用子类实现。
使用场景： 1、日志记录器：记录可能记录到本地硬盘、系统事件、远程服务器等，用户可以选择记录日志到什么地方。 2、数据库访问，当用户不知道最后系统采用哪一类数据库，以及数据库可能有变化时。 3、设计一个连接服务器的框架，需要三个协议，"POP3"、"IMAP"、"HTTP"，可以把这三个作为产品类，共同实现一个接口。
工厂方法模式：多个工厂，多个产品，每个产品对应于一个工厂。此时工厂和产品都是通过虚基类的方式构建。对于简单工厂模式，当要增加一个新产品时候，就需要在工厂类中修改代码，具体表现为多加一个参数，来识别新的产品类型。此时违反了对扩展开放，对修改关闭的原则。基于此，工厂方法模式应运而生。当增加一个新产品时，同时增加一个新工厂。增加新工厂属于扩展，不会修改以前工厂类和产品类的任何代码。可以看过多个独立的简单工厂模式构成了工厂方法模式。
当一个类不知道它所需要的对象的类时
在工厂方法模式中，客户端不需要知道具体产品类的类名，只需要知道所对应的工厂即可；
当一个类希望通过其子类来指定创建对象时
在工厂方法模式中，对于抽象工厂类只需要提供一个创建产品的接口，而由其子类来确定具体要创建的对象，利用面向对象的多态性和里氏代换原则，在程序运行时，子类对象将覆盖父类对象，从而使得系统更容易扩展。
将创建对象的任务委托给多个工厂子类中的某一个，客户端在使用时可以无须关心是哪一个工厂子类创建产品子类，需要时再动态指定，可将具体工厂类的类名存储在配置文件或数据库中。
抽象工厂模式：多个工厂，多个产品，并且每个产品可以包含多个型号。此时工厂和产品都是通过虚基类的方式构建。每一个工厂类可以生产同一个产品的多个型号。
使用场景： 1、QQ 换皮肤，一整套一起换。 2、生成不同操作系统的程序。
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