C++设计模式
主要内容：
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什么是设计模式：
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设计模式遵循的一般原则：
1.开-闭原则(Open-Closed Principle, OCP):一个软件实体应当对扩展开发,对修改关闭.说的是,再设计一个模块的时候,应当使这个模块可以在不被修改的前提下被扩展.换言之,应当可以在不必修改源代码的情况下改变这个模块的行为，在保持系统一定稳定性的基础上，对系统进行扩展。这是面向对象设计（OOD）的基石，也是最重要的原则。
2.里氏代换原则(Liskov Substitution Principle,常缩写为.LSP)
(1).由Barbar Liskov(芭芭拉.里氏)提出，是继承复用的基石。
(2).严格表达:如果每一个类型为T1的对象o1,都有类型为T2的对象o2,使得以T1定义的所有程序P在所有的对象o1都代换称o2时,程序P的行为没有变化,那么类型T2是类型T1的子类型.
换言之,一个软件实体如果使用的是一个基类的话,那么一定适用于其子类,而且它根本不能察觉出基类对象和子类对象的区别.只有衍生类可以替换基类，软件单位的功能才能不受影响，基类才能真正被复用，而衍生类也能够在基类的基础上增加新功能。
3.依赖倒置原则(Dependence Inversion Principle),要求客户端依赖于抽象耦合.表述:抽象不应当依赖于细节,细节应当依赖于抽象.(Program to an interface, not an implementaction)
4.接口隔离原则(Interface Segregation Principle, ISP)
（1）一个类对另外一个类的依赖是建立在最小的接口上。
5.合成/聚合复用原则(Composite/Aggregate Reuse Principle,CARP)
在一个新的对象里面使用一些已有的对象,使之成为新对象的一部分;新的对象通过这些向对象的委派达到复用已有功能的目的.这个设计原则有另一个简短的表述:要尽量使用合成/聚合,尽量不要使用继承.
6.迪米特法则(Law of Demeter LoD)又叫做最少知识原则(Least Knowledge Principle,LKP),就是说,一个对象应当对其他对象有尽可能少的了了解.
迪米特法则最初是用来作为面向对象的系统设计风格的一种法则,与1987年秋天由Ian Holland在美国东北大学为一个叫做迪米特(Demeter)的项目设计提出的,因此叫做迪米特法则[LIEB89][LIEB86].这条法则实际上是很多著名系统,比如火星登陆软件系统,木星的欧罗巴卫星轨道飞船的软件系统的指导设计原则.
没有任何一个其他的OO设计原则象迪米特法则这样有如此之多的表述方式,如下几种:
7.单一职责原则(Simple responsibility pinciple SRP)
就一个类而言,应该仅有一个引起它变化的原因,如果你能想到多于一个的动机去改变一个类,那么这个类就具有多于一个的职责.应该把多于的指责分离出去,分别再创建一些类来完成每一个职责.
设计原则：
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GOF对设计模式的分类：
GOF根据模式的目标将模式分为三个类目：创建型、行为型和结构型。
1 创建型模式
创建型模式设计对象的实例化，这类模式的特点是，不让用户依赖于对象的创建或排列方式，避免用户直接使用new运算符创建对象。
GOF的23中模式中的下列5种模式属于创建型模式：
（1）工厂方法模式：定义一个用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类。Factory Method使一个类的实例化延迟到其子类。
（2）抽象工厂模式：提供一个创建一系列或相互依赖对象的接口，而无须指定它们具体的类。
（3）生成器模式：将一个复杂对象的创建与它的表示分离，使得同样的创建过程可以创建不同的表示。
（4）原型模式：将原型实例指定创建对象的种类，并且通过复制这些原型创建新的对象。
（5）单件模式：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。
2 行为型模式
行为模式涉及怎样合理地设计对象之间的交互通信，以及怎样合理为对象分配职责，让设计富有弹性，易维护和易复用。
GOF的23种模式中的下列11种模式属于创建型模式：
（1）责任链模式：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。
（2）命令模式：将一个请求封装为一个对象，从而可用不同的请求对客户进行参数化；对请求排队或记录请求日志，以及支持可撤销的操作。
（3）解释器模式：给定一个语言，定义它文法的一种表示，并定义一个解释器，这个解释器使用该表示来解释语言中的句子。
（4）迭代器模式：提供一种方法顺序访问一个聚合对象中的各个元素，而又不需要暴露该对象的内部表示。
（5）中介者模式：用一个中介对象来封装一系列的对象交互。中介者使各对象不需要显示地相互引用，从而使其耦合松散，而且可以独立地改变它们之间的交互。
（6）备忘录模式：在不破坏封装性的情况下，捕获一个对象的内部状态，并在该对象之外保存这个状态，这样以后就可将该对象恢复到原先保存的状态。
（7）观察者模式：定义对象间的一种一对多的依赖关系，当一个对象的状态发生变化时，所有依赖于它的对象都得到通知并被自动更新。
（8）状态模式：允许一个对象在其内部状态改变时改变它的行为。对象看起来似乎修改了它的类。
（9）策略模式：定义一系列算法，把它们一个个封装起来，并且可使它们可以相互替换。策略模式使算法可独立于使用它的客户而变化。
（10）模板方法模式：定义一个操作中算法的骨架，而将一些步骤延迟到子类中。模板方法使子类可以不改变一个算法的结构即可定义该算法的某些特定步骤。
（11）访问者模式：表示一个作用于某对象结构中的各个元素的操作。它可以在不改变各个元素的类的前提下定义作用于这些元素的新操作。
3 结构型模式
结构型模式涉及如何组合类和对象以形成更大的结构，和类有关的结构型模式设计如何合理地使用继承机制；和对象有关的结构型模式涉及如何合理地使用对象组合机制。
GOF的23种模式中的下列7种模式属于创建型模式：
（1）适配器模式：将一个类的接口转换成客户希望的另外一个接口。Adapter模式使原本由于接口不兼容而不能一起工作的那些类可以一起工作。
（2）组合模式：将对象组合成数形结构以表示”部分-整体“的层次结构。Composite使用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性。
（3）代理模式：为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。
（4）享元模式：运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象。
（5）外观模式：为系统的一组接口提供一个一致的界面，外观模式定义了一个高层接口，这个接口使这一子系统更加容易使用。
（6）桥接模式：将抽象部分与它的实现部分分离，使它们都可以独立地变化。
（7）装饰模式：动态地给对象添加一些额外的职责，就功能来说装饰模式相比生成子类更为灵活。
1、模板方法
模板方法：定义一个操作中的算法的骨架，而将一些步骤延迟到子类中。 T模板方法使得子类可以不改变一个算法的结构即可重定义该算法的某些特定步骤。（Template Method Pattern:Definethe skeleton of an algorithm in an operation,deferring some steps tosubclasses.Template Methodletssubclasses redefine certain steps of an algorithmwithoutchanging the algorithm's structure. ）
1）模板方法模式是基于继承的代码复用基本技术，模板方法模式的结构和用法也是面向对象设计的核心之一。在模板方法模式中，可以将相同的代码放在父类中，而将不同的方法实现放在不同的子类中。
2）在模板方法模式中，我们需要准备一个抽象类，将部分逻辑以具体方法以及具体构造函数的形式实现，然后声明一些抽象方法来让子类实现剩余的逻辑。不同的子类可以以不同的方式实现这些抽象方法，从而对剩余的逻辑有不同的实现，这就是模板方法模式的用意。模板方法模式体现了面向对象的诸多重要思想，是一种使用频率较高的模式。
2、策略模式
出现的动机
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3、观察者模式
3.1模式动机
建立一种对象与对象之间的依赖关系，一个对象发生改变时将自动通知其他对象，其他对象将相应做出反应。在此，发生改变的对象称为观察目标，而被通知的对象称为观察者，一个观察目标可以对应多个观察者，而且这些观察者之间没有相互联系，可以根据需要增加和删除观察者，使得系统更易于扩展，这就是观察者模式的模式动机。
3．2 模式定义
观察者模式(Observer Pattern)：定义对象间的一种一对多依赖关系，使得每当一个对象状态发生改变时，其相关依赖对象皆得到通知并被自动更新。观察者模式又叫做发布-订阅（Publish/Subscribe）模式、模型-视图（Model/View）模式、源-监听器（Source/Listener）模式或从属者（Dependents）模式。
观察者模式是一种对象行为型模式。
3.3 观察者模式的优点
• 观察者模式可以实现表示层和数据逻辑层的分离，并定义了稳定的消息更新传递机制，抽象了更新接口，使得可以有各种各样不同的表示层作为具体观察者角色。
• 观察者模式在观察目标和观察者之间建立一个抽象的耦合。
• 观察者模式支持广播通信。
• 观察者模式符合“开闭原则”的要求。
4.装饰模式
装饰模式定义：装饰模式动态的将责任附加到对象上，若要扩展功能，装饰模式提供了比继承更有弹性的替代方案。
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