[TICPP] 设计模式学习笔记
《C++编程思想》第二卷第十章设计模式 学习笔记
设计模式算是高级技巧，其实一般也用不太多，就像《极限编程》里说的，简单才是王道。不过，学习设计模式也挺有用的。前段时间，我改写之前写的一段程序，增加一些功能，改得我头破血流，差点儿完全重写，程序结构简直惨不忍睹，没有一点儿的扩展性，所有代码基本都是紧密地耦合在一起，每增加一个功能，就得从头改到尾。学点儿设计模式，一定会有用的。
一次听同学说，各种设计模式中，用得最多的也就是单件模式和工厂模式。或许，策略模式也有用，需要使用不同种的算法的情况还是挺多的。其它的模式，我还没用过，以后参与大项目制作很可能遇到吧。
单件模式
允许类只有一个实例。可用类的静态成员变量实现，也可以用类静态函数中的静态变量实现。
第一种方法中可使用惰性初始化策略，在第一次使用时初始化。此时，成员变量为指针，并需要处理析构函数。
还有一种实现形式，利用特殊的递归模板形式，参见书中说明。
命令模式
在一个对象中将一系列命令封装起来（比如用vector），再执行。可以向该对象传递函数或想要的动作。
一个例子：令Command为命令基类，则Macro中用vector<command *>收集一系列命令，再执行。
消除对象耦合
新创建一个类作为代理，而将实际工作的类隐藏起来。可用于匹配类的接口。区别是：
代理只有一个实现类；
状态模式可以有多个实现类，并可以任意切换。
代理模式
将具体的实现类作为私有成员（指向实现类的指针），而编写额外的接口。实现类在整个过程中不变。
状态模式
与上面相似，但在执行过程中可以改变实现类（delete掉原来的实现类，再new一个新的实现类）。
适配器模式
接受一种类型，并且提供一个对其它类型的接口。
用于将两个接口不同的类匹配在一起。最典型的例子，为了调用STL算法，而对自己的类编写迭代器。
模板方法模式
使用继承。保留相同的代码，而覆盖掉有变化的代码。
策略模式
使用组合。与模板方法模式有些类似，但更灵活。可以在运行时控制策略的选择和使用，与状态模式比较像。
content类控制策略，其中的策略可以是类中的成员变量，保存策略的引用，当然也可以是指针之类的。
职责链模式
尝试采用一系列策略模式，直到找到满足条件的那个策略。
例子：
Strategy为策略基类，一系列派生类作为具体策略。职责链也从Strategy派生出，包含vector<strategy*>成员变量，在调用中遍历vector，直到找到应该调用的那个策略。
工厂模式
最重要的设计模式之一。将创建对象的代码转到这个工厂来执行，这样在新增加类型后只需要修改这个工厂就可以了。工厂模式有多种变形。
- 先介绍一种简单的工厂模式：
在基类中定义一个静态成员函数，该函数负责生成各种派生类对象。因而，定义这个函数需要在所有派生类对象的后面。
派生类的构造函数是私有的，且需要把基类作为派生类的友元。
静态的工厂函数根据一定的条件生成相应的对象，字符串参数是个不错的选择，函数体中不可避免地出现一系列if-else判断，或者干脆用整型变量，使用switch判断。
这种结构有缺点，基类需要知道派生类的信息，加入新结构，需要修改基类。我们的原则是，尽量增加，而不改变原有代码。这与面向对象思想有冲突。当然，这是最简单的形式。 - 多态工厂
使不同的工厂派生于工厂基类，与上面的单一工厂不同。来个例子：
新的工厂Factory作为基类，其中用map<string, Factory*> factories静态成员变量来封装一系列具体工厂。某个静态成员函数根据string参数值，调用map中的具体工厂对象来创建具体对象。
关键在于如何填充factories成员变量，静态成员变量应该避免重复赋值，只一次操作就够了。可以通过一个单件模式的初始化器FactoryInitializer类来添加各个具体工厂。每次增加新的对象，需要修改这个初始化器。
这种方法比较复杂，简单应用就用第一种方法就好。 - 抽象工厂
使用若干工厂方法模式。每个工厂模式创建一个不同类型的对象。当创建工厂对象时，需要选择由哪个工厂来创建所有对象。主要用于不同类由几个部件构成，而每个工厂决定每个部件的种类，就像是做同一个产品，但有不同的规格。
部件和工厂都有抽象基类，最终的产品包含各个部件及具体工厂（这关系有点儿别扭，书上就是两个部件指针和一个工厂指针）。 - 虚构造函数
显然这是模拟的效果，构造函数不是虚函数（虚函数起不到作用？）。
模拟虚函数，在基类的构造函数中实现，根据字符串参数，将基类Shape中的Shape* s成员变量创建为相应类型。基类中的接口虚构函数中，都调用s的相应函数，在此处实现动态绑定。
这方法太复杂了，真的有人在用么。
构建器模式
用于创建复杂对象。
将对象的创建和它的表示分开。对象有多部分组成，每个创建器创造一个具有特定部分的对象。创建对象时，选择不同的创建器，就会得到不同表示的对象。
Part是对象单个成分的基类。Product由多个Part组成，可用vector<part*>表示，或者用map。
Builder是创建器的基类，包含一个Product指针，通过一类列步骤函数向Product的vector<part*>中放入特定的Part。并包括动态创建product对象的方法，和返回product对象的方法。需要另外的对象调用Builder来组装对象，这个类就是Technician。
Technician通过传递给它的具体Builder，组装相应的对象。组装后，Builder中的Product指针指向的产品完全建立好，通过Builder的getProduct函数返回具体产品。
观察者模式
一个对象改变状态，如何更新一组其它的对象。
有两个角色，观察者（Observer）和被观察者（Observable）。当被观察者状态改变时，调用notifyObservers()通知观察该对象的所有观察者（在被观察者维护的列表中），调用观察者的update函数。
可以动态添加删除某个对象上的观察者。更进一步，对象上可以有多个种类的观察者，每个种类的观察者作为一个列表出现，并控制这些观察者的是否活动。这种情况可用类似于Java中的 “内部类”实现，不同种类的观察者由具体Observer类中的Observalbe派生类区分，每个种类维护各自的观察者列表，并有外层类的指针（parent指针），用于获取外层对象的信息。
可以将几个观察者组合成一个类，以内部类的形式来定义各个观察者。
多重派遣
确定多个不知道类型之间操作。
只介绍双重指派。
基类Item中有两种虚函数，一种只有一个函数，用于第一次指派，参数为基类指针Item*，调用第二个虚函数。第二种虚函数用于第二次指派，参数为具体类，为每个具体类型编写重载版本，并在派生类的相应版本中完成操作。
访问者模式
这东西太复杂了，没看，直接略过。
以上是几种模式的简介，有个最重要的原则没说：组合由于继承。
记住一句话：只要能用，就做最简单的。
