C ++中的设计模式

我知道的对“设计模式”的第一个参考是著名的GoF书：

这本书是编程的经典著作，它位于世界各地许多程序员的桌上。

本书描述的设计模式是多种结构化代码以解决特定问题的方法。这些模式已标记有“策略”，“访问者”，“适配器”，“命令链”等名称。

设计模式不是特定于语言的：它们可以以C ++，Java，C＃和许多其他语言应用。但是GoF书中的代码示例是C ++和Smalltalk。

有关这些设计模式的详细分析，请参阅我的系列文章“设计模式与设计原则”。在这篇文章中，我想深入了解C ++中设计模式的一般方面，而我在GoF书中并不容易理解。

关于设计模式的开创性书籍有C ++示例！幸运的我们！要了解如何在C ++中应用设计模式，我们可以看看GoF书中的代码片段，对吧？

GoF书中使用的C ++功能没有利用C ++提供的所有编程范例。

主要原因是设计模式严重依赖于多态性，而本书在其示例中专门使用了运行时多态性，即继承和虚拟方法。

class EquipmentVisitor { 上市： 虚拟〜EquipmentVisitor（）; 虚拟void VisitFloppyDisk（FloppyDisk *）; 虚拟无效VisitCard（Card *）; 虚拟void VisitChassis（Chassis *）; 虚拟void VisitBus（Bus *）; //等等，以此类推。 受保护的： EquipmentVisitor（）; }; PricingVisitor类：公共EquipmentVisitor { 上市： PricingVisitor（）; 货币和GetTotalPrice（）; 虚拟void VisitFloppyDisk（FloppyDisk *）; 虚拟无效VisitCard（Card *）; 虚拟void VisitChassis（Chassis *）; 虚拟void VisitBus（Bus *）; // ... 私人的： 货币_总计； };

这是用C ++实现Visitor的一种可能方式，并且没有使用该语言的特殊性。我们将在下面看到另一个。在上面的代码中，我们只需重新排列关键字的位置，然后将此代码转换为Java。

明确地说，我的目标不是选择GoF书。这是一本很棒的书，读起来很有趣，而且尽管它是25年前写的，但今天仍然有意义。设计目录和本书的第一部分（在目录之前）都包含有价值的设计课程。

但是在阅读GoF书之后，您可能会觉得这是在C ++中实现设计模式的唯一方法。这是不正确的。

GoF书之后出版的另一本关于设计模式的书是Andrei Alexandrescu的Modern C ++ Design：

本书的标题不是很具体，但请查看副标题：“应用的通用编程和设计模式”。通用编程是指模板。本书是关于使用模板实现设计模式的。

实际上，这本书的内容还不止这些。它显示了高级模板和设计技术。它使用这些技术以非常特定于C ++的方式来实现设计模式。

这是我一直以来最喜欢的C ++书，我建议您看看。模板自2001年发布以来，已经有些陈旧了，早于可变参数模板进入标准之前，但是它模仿了带有类型列表的可变参数模板。

拥有具有C ++ 20功能的本书修订版真是太棒了。如今，本书的内容仍然很有趣，而且令人印象深刻！

我们将不在这里介绍先进的技术现代C ++设计。相反，我们将在C ++标准库中看到两个简单的示例，这些示例将设计模式与继承和虚拟方法以外的其他工具一起使用。

自动数字= std :: vector＆lt; {0，1，2，3，4，4，5，6，7，8，9}; std :: for_each（begin（numbers），end（numbers），[]（int＆amp; i）{i * = 10;}）; //数字现在包含{0，10，20，30，40，50，60，70，80，90}

std :: for_each实现设计模式策略。实际上，它采用了一个多态参数，并在其代码中使用了它。我们可以将任何函数传递给for_each，只要它接受迭代器表示的范围内的参数类型即可。

与继承和虚拟方法相反，这不是运行时多态。这是基于模板的编译时多态，在编译时已解决。

公平地说，尽管GoF书中没有提到std :: for_each，但其中提到的一种实现方式是C ++允许使用模板参数来实现Strategy。

让我们再以访客设计模式为例。本质上，Visitor是指您具有要应用于多态对象的多态函数。

GoF书通过两个类的层次结构对此进行了说明，并展示了它们如何相互调用虚拟方法来依次解析两个多态实例。

再次与一本优秀的GoF书籍相提并论，它提到这是一种补偿C ++没有实现的双重调度技术的方法（它提到了CLOS语言实现了它），这表明类的双重层次结构是不是实现模式的唯一方法。

C ++ 17的std :: visit提供了另一个实现Visitor设计模式的示例。 std :: visit是一种在std :: variant上应用函数的方法。但是根据定义，由于std :: variant可以容纳不同类型的值，因此我们可能需要各种函数对其进行操作。

考虑以下示例。这是创建可在C ++中对各种类型进行操作的函数对象的多种技术之一：

结构访客 { std :: string运算符（）（std :: string const＆amp; s）{return s; } template＆lt; typename T＆gt; std :: string运算符（）（T const＆amp; value）{返回std :: to_string（value）;} };

现在假设我们有一个允许获取变体对象的函数： 在这里，被访问对象（变体）使用运行时多态（即使没有继承和虚拟方法），而访问者对象（Visitor）则使用基于重载解析的编译时多态。 即使GoF书籍暗示存在其他可能的实现，其代码示例也大量使用了继承和虚拟方法。 这是一种实现多态性的方法，它有其优点和缺点。 但是请记住，C ++是一种丰富的语言，可以提供各种类型的多态性，包括提供不同折衷方案的编译时多态性。 请注意您可以使用的许多工具，以便能够在遇到的情况下使用最适合的工具。 成为赞助人！ 分享这个帖子！ ＆nbspDon不想错过吗？ 跟随：